[发明专利]可方便拆解回收的超级电容、制作方法及拆解回收方法

说明书

一种可方便拆解回收的超级电容、制备方法及拆解回收方法，所述超级电容器包括电极材料，电解液，隔膜，泡沫金属集流体、外壳及与外壳相连的气体或液体通路；本发明还公开了其制作方法，主要包括不用粘接剂，使电极与集流体紧密接触的成型方法；同时还公开了该电容器的拆解回收方法，包括通过外壳上的液体通道，注入溶剂，与电极材料与电解液等形成液固混合物，从电容器中抽出的方法；该方法可使电极材料、电解液与集流体及隔膜回收率大于98％，具有回收成本低、安全环保等优点。

技术领域

本发明属于超级电容器制备技术领域，具体涉及一种可方便拆解回收的超级电容、制作方法及拆解回收方法。

背景技术

双电层超级电容器具有充电快，寿命长，功率密度大的优点，在重型机车，大型机械的启动与刹车回收能量方面，具有不可替代的作用。近来的发展趋势是使用碳纳米材料做电极材料，来替代活性碳电极材料，并且在更高的电压(3V)下操作,以便获得更高的能量密度，来扩大超级电容器的应用领域。

最传统的电容器结构为电极材料附着在金属平板集流体上，然后焊上极耳，并用隔膜相隔，注入电解液，形成电容系统。由于粘接剂的存在，使得电容器在失效之后，电极材料与集流体(及吸附的电解液)很难拆解回收，造成一定的环境污染与资源浪费。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种不使用粘接剂的、可方便拆解回收的超级电容、制作方法以及其拆解回收方法，既使得超级电容器在有效工作周期内正常工作，又可以在需要拆解回收时，能够最大限度地回收各类材料，并且不造成环境污染。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种可方便拆解回收的超级电容，包括外壳7，设置在外壳7内多片组装起来的辊压复合极片5，相邻的辊压复合极片5用隔膜6分隔，每片辊压复合极片5上焊接有极耳9，外壳7内注有电解液8，外壳7上设置有与外界相通的气体或液体通路10；

所述辊压复合极片5为由电极材料1和集流体3形成的复合极片4辊压而成；

所述气体或液体通路10在超级电容正常工作时，用于定期释放气体，起使电容器内部结构稳定的作用，在超级电容需要拆解回收时，用作液体通路，注入溶剂，与超级电容中的电极材料1与电解液8形成液固混合物，在不破坏超级电容外壳与集流体、隔膜结构的前提下抽出。

所述电极材料1为具有赝电容效应的金属氧化物和或具有双电层效应的碳材料中的一种或多种；其粒度为0.1-30微米。

所述具有赝电容效应的金属氧化物为氧化锰、氧化钌、氧化镍、氧化钒和氧化铁中的一种或多种；所述具有双电层效应的碳材料为碳纳米管、石墨烯、活性炭和纳米碳纤维中的一种或多种。

所述集流体3为多孔金属集流体，材质为铝，铜，镍，铂或其复合体，其空隙尺寸是电极材料最大粒径的10-50倍。

所述的电极材料1与集流体3的组装方式为电极材料1主要存在于集流体3的空隙中；二者通过机械压制的方式进行紧密接触，不使用粘接剂粘接。

所述电解液8为水性电解液，有机电解液，离子液体电解或复合型电解液。

所述外壳7的材质为铝塑膜或金属。

所述的可方便拆解回收的超级电容的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：将所述的电极材料1制成浆料2；用挤压的方式，将其充填到集流体3的空隙中，形成电极材料与集流体的复合极片4，并通过辊压的方式，使二者紧密接触，形成辊压复合极片5；

步骤2：将上述辊压复合极片5焊接极耳9，用隔膜6分隔，多片组装；

步骤3：将外壳7冲压成型，上留气体或液体通路10；将组装好的极片封装于外壳7中，经过脱水，脱气与老化步骤，注入电解液8后，封装，形成电容器产品；