[发明专利]一种柔性超级电容器及其电极、隔膜的制备方法

权利要求书

1.一种柔性超级电容器用电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将聚合物电解质与活性物质、导电剂、粘结剂及加工助剂加入混料设备中混合均匀，调节加工助剂用量，得到含有聚合物电解质材料的凝胶态电极混料；

根据电极尺寸制备成型模具，将所述凝胶态电极混料装入成型模具中，通过加压使凝胶态物料成型，从成型模具的一侧推挤凝胶态混料，待凝胶态混料从另一侧挤出固定厚度后，用裁刀将固定挤出厚度的凝胶态混料切片，得到柔性电极；

其中，所述聚合物电解质，包含聚合物基质及离子液体，其中聚合物基质选自聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯或聚乙烯醇，离子液体包括阴离子、阳离子，其中阳离子选自含有咪唑、吡啶、季铵、季磷、吡咯、锍盐、胆碱、三唑、噻唑和胍类阳离子，所述阴离子选自卤素、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、三氟磺酸盐、双氰基铵、烷基磺酸根以及双(三氟甲基磺酸酰)亚胺阴离子；

其中，所述加工助剂，选自水、乙腈、二甲基亚砜、碳酸丙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、白矿油、二甲基硅油、氨基硅油、角鲨烷或蓖麻油。

2.一种柔性超级电容器用隔膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将聚合物电解质与无机陶瓷材料、粘结剂及加工助剂加入混料设备中混合均匀，调节加工助剂用量，得到含有聚合物电解质材料的凝胶态隔膜混料；

根据隔膜的尺寸制备成型模具，将所述凝胶态隔膜混料装入成型模具中，通过加压使凝胶态物料成型，从成型模具的一侧推挤凝胶态混料，待凝胶态混料从另一侧挤出固定厚度后，用裁刀将固定挤出厚度的凝胶态混料切片，得到柔性隔膜；

其中，所述聚合物电解质，包含聚合物基质及离子液体，其中聚合物基质选自聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯或聚乙烯醇，离子液体包括阴离子、阳离子，其中阳离子选自含有咪唑、吡啶、季铵、季磷、吡咯、锍盐、胆碱、三唑、噻唑和胍类阳离子，所述阴离子选自卤素、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、三氟磺酸盐、双氰基铵、烷基磺酸根以及双(三氟甲基磺酸酰)亚胺阴离子；

其中，所述加工助剂，选自水、乙腈、二甲基亚砜、碳酸丙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、白矿油、二甲基硅油、氨基硅油、角鲨烷或蓖麻油。

3.如权利要求1所述的柔性超级电容器用电极的制备方法或权利要求2所述的柔性超级电容器用隔膜的制备方法，其特征在于，所述粘结剂，选自超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

4.如权利要求1所述的柔性超级电容器用电极的制备方法，其特征在于，所述电极用活性物质，选自石墨烯、活性炭粉末、活性炭纤维或其组合；所述电极用导电剂，选自金属粉末、导电碳黑、导电石墨或碳纳米管或其组合。

5.如权利要求4所述的柔性超级电容器用电极的制备方法，其特征在于，所述导电碳黑选自乙炔黑、科琴黑或炉黑。

6.如权利要求2所述的柔性超级电容器用隔膜的制备方法，其特征在于，所述无机陶瓷材料，选自二氧化硅、三氧化二铝、碳化硅、二氧化锆、二氧化钛或氧化锌。

7.如权利要求1，3-5任意一项所述的柔性超级电容器用电极的制备方法，其特征在于，按质量比计，聚合物基质：离子液体：活性物质：导电剂：粘结剂＝0.25-0.35:0.1-0.2:0.4-0.5:0.02-0.1:0.02-0.1。

8.如权利要求7所述的柔性超级电容器用电极的制备方法，其特征在于，按质量比计，聚合物基质：离子液体：活性物质：导电剂：粘结剂＝0.3:0.15:0.45:0.05:0.05。

9.如权利要求2,3,6任意一项所述的柔性超级电容器用隔膜的制备方法，其特征在于，按质量比计，聚合物基质：离子液体：无机陶瓷材料：粘结剂＝0.25-0.35:0.1-0.2:0.4-0.5:0.05-0.15。