[发明专利]一种低噪抗击穿超级电容器

说明书

本发明提供一种低噪抗击穿超级电容器，包括外壳、串联连接的至少一个电容器单元，所述电容器单元包括设置在电解液中的：第一电极、第二电极和设置在所述第一电极和第二电极间的隔膜，所述第一电极和第二电极分别包括集流体和形成在所述集流体上的电极材料，所述隔膜为陶瓷微粉掺杂的聚丙烯‑纤维素纸，所述陶瓷微粉为Er、Nb掺杂的BiFeO₃‑BaTiO₃陶瓷微粉，所述电容器的外壳包裹有导热吸音棉，通过在电容器的外壳包裹导热吸音棉，使得工作时产生的噪音小，且不影响电容器本身的散热性能，避免过热发生击穿；稀土掺杂BFBT陶瓷改性的隔膜纸，具有更高的击穿场强和更均匀的隔膜电性能。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，具体涉及一种低噪抗击穿超级电容器。

背景技术

超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件，又称电双层电容器，是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，具有可快速充放电和高循环使用寿命的特性，在储能领域应用广泛，但工作时容易产生热量和噪音。

电极、电解液和隔膜对超级电容器的性能具有决定性影响，相比电极和电解液，对于隔膜的研究较少。超级电容器的隔膜位于两个电极间，与电极一起浸润在电解液中，在反复充放电过程中起到隔离作用，防止两极间接触造成短路，当前的隔膜材料主要有聚丙烯隔膜纸和电池隔膜，存在对电解液亲和性差、强度不高、不耐击穿的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种低噪抗击穿超级电容器。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种低噪抗击穿超级电容器，包括外壳、串联连接的至少一个电容器单元，所述电容器单元包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极和第二电极间的隔膜，所述第一电极、第二电极和隔膜设置在电解液中，所述第一电极和第二电极分别包括集流体和形成在所述集流体上的电极材料，所述隔膜为陶瓷微粉掺杂的聚丙烯-纤维素纸，所述陶瓷微粉为Er、Nb掺杂的BiFeO₃-BaTiO₃陶瓷微粉，所述电容器的外壳包裹有导热吸音棉；

优选的，所述集流体为石墨或Al或Ni或Cu或Mg或Ti或Pt或Al₂O₃或NiO或CuO或MgO或TiO₂；

优选的，所述隔膜的制备方法包括以下步骤：

S1、陶瓷微粉制备

以钛酸钡、碳酸钡、二氧化钛、氧化铋、氧化铁为原料，按照比例0.6BiFeO₃-0.4BaTiO₃称取原料，入球磨罐，以氧化锆球珠为球磨介质，无水乙醇为介质，三油酸甘油酯为分散剂，球料比4:1-5:1，行星球磨机球磨4-12h，得到分散性悬浮液，烘干后600℃热处理4h，加入掺杂原料，以三氧化二铒、五氧化二铌为原料，按照比例ErNbO₄称取原料，掺杂比例不高于1％，再次球磨4-6h，1000-1100℃下烧结保温3h，冷却后粉碎至粒径5μm以下，得到陶瓷微粉；

S2、隔膜制备

重量份数50-65份的聚丙烯纤维，重量份数35-50份的纤维素纤维，入打浆机，加水疏解，纤维百分浓度控制在0.2-0.5％，加入体积浓度1％的聚丙烯酰胺，打浆至分散完全，加入重量份数30-45份的陶瓷微粉，混合均匀，湿法造纸、切割制得所述隔膜；

优选的，所述原料钛酸钡、碳酸钡、二氧化钛、氧化铋、氧化铁、三氧化二铒、五氧化二铌的纯度含量均在99％以上；

优选的，所述聚丙烯纤维的纤维长度为1-10mm，纤度0.2-0.6detx，所述纤维素纤维的纤维长度为1-10mm；