[发明专利]一种具有Ag过渡层的超级电容器极片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有Ag过渡层的超级电容器极片，所述超级电容器极片包括基体、两层Ag过渡层和两层碳涂层，所述两层Ag过渡层分别涂覆于基体的双面，所述两层碳涂层分别涂覆于两层Ag过渡层的另一表面。本发明通过磁控溅射的方式进行集流体的改性，通过增加Ag过渡层，使碳涂层与集流体的接触内阻大为降低，从而实现整体内阻的降低，并且在循环后依然保持较低内阻，大为延长超级电容器产品的寿命。

技术领域

本发明涉及一种具有Ag过渡层的超级电容器极片及其制备方法，属于超级电容器极片技术领域。

背景技术

超级电容器作为电容器家族的新贵，以其独特性能受到广大学者的青睐，它是一种功率密度和能量密度介于二次电池和普通电容器之间的致密能源，凭借其双电层结构，具有容量大、可大电流快速充放电以及循环寿命长等优势，有望成为性能高效、安全卓越的下一代储能装置。从所具有电容的数量级方面来说，超级电容器提供的电容能够达到法拉级别以上，实现了电容量由传统电容器的微法拉级别向法拉级别的一次质的飞跃，这是能源技术史上具有里程碑意义的革命性重大创举。

随着超级电容器的发展，它能够提供各项应用所要求的诸如高电压、高功率以及高可靠性等良好的性能指标，因而在电力系统、电动车、可携带设备甚至是军事等诸多领域都有着广泛的应用。超级电容器已广泛应用在汽车电子领域、智能工控领域、智能家居领域、5G基站领域乃至军事中的电磁炮领域等。针对上述领域的应用，超级电容器均以备用电源或启动电源的角色存在，要求超级电容器具有较长的使用寿命，较大的放电电流以及极端温度环境下仍能发挥性能。

针对上述要求，对超级电容器提出了一个关键指标技术，即较低的内阻。内阻直接影响到超级电容器的使用寿命、承载的最大电流等。而目前国内的超级电容器制备技术，关键核心技术在于极片的制备，主要是通过湿法涂布实现的，极片的制备技术水平，直接决定了超级电容器的内阻是否足够低。目前超级电容器的初始内阻水平与循环使用后的内阻水平，会因集流体与涂层的接触电阻变大而发生成倍(上涨率达250％)的增长，极大地影响到超级电容器的使用寿命以及其电性能。

传统方法改善内阻，一般是通过配方调整以及对辊压收缩率进行调整。若通过配方进行调整，会影响容量性能，使其储存的能量更少；若通过辊压收缩率进行调整，则会影响生产效率，因为需要进行多次(3次以上)辊压才能是内阻降低。而且，并不能改善在循环使用后内阻剧烈增加的问题。

因此，需提供一种方法，解决超级电容器循环使用后，内阻增长过高的问题，以使超级电容器在循环使用后，依然保持较低的内阻及较好的电性能继续工作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有Ag过渡层的超级电容器极片及其制备方法，采用本发明超级电容器极片的超级电容器在循环使用后，依然保持较低的内阻及较好的电性能继续工作。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种具有Ag过渡层的超级电容器极片，所述超级电容器极片包括基体、两层Ag过渡层和两层碳涂层，所述两层Ag过渡层分别涂覆于基体的双面，所述两层碳涂层分别涂覆于两层Ag过渡层的另一表面。

作为本发明所述超级电容器极片的优选实施方式，所述Ag过渡层的厚度为100～200nm。

作为本发明所述超级电容器极片的优选实施方式，所述碳涂层的厚度为120～220nm。

作为本发明所述超级电容器极片的优选实施方式，所述基体的厚度为18～22μm。

作为本发明所述超级电容器极片的优选实施方式，所述基体为铝箔集流体或铜箔集流体。

第二方面，本发明提供了上述具有Ag过渡层的超级电容器极片的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用磁控溅射的方法，用氩气原子轰击Ag靶材，在基体的两侧表面分别形成Ag过渡层，得到改性后的基体；