[发明专利]一种双电层电容器浆料和极片的制备方法

说明书

本发明公开了一种双电层电容器的极片制备，双电层电容器的电极是由粘结剂、导电剂、活性炭三种电极材料组成的，因此它们也就直接影响着电容器的性能。通过对三种电极材料粘结剂、导电剂、活性炭进行优化探究，优化选择了三种电极材料；并对浆液液固比例进行优化，并针对浆料制备关键技术进行研究。

技术领域

本发明属于超级电容器领域，具体涉及一种双电层电容器浆料和极片的制备方法及电化学性能改性。

背景技术

随着全球经济的快速发展和科学技术的进步，生产生活中大量化石能源的消耗引发了全球范围的环境问题，因此，清洁可再生绿色能源的开发成为了全世界热点性课题。近年来，关于风能、太阳能、潮汐能、地热能等新能源的研究发展迅速，但是鉴于这些能源的取用有很多目前科技难以突破的限制，如自然因素导致的发电量不稳定、能源不能随时随地按需使用等，需要特定的装置将新能源转化为电能进行存储与运输。在此背景下，电化学储能装置展现了其独到的优势，其可以成为新能源储存的“蓄水池”，使新能源发电更加平稳地与电网接驳、有效地降低损耗、延长电力设备的寿命，为此电化学储能装置成为了当前研究的热点。

电化学能量储存-转换器件主要有电池、燃料电池和超级电容器。电池与燃料电池作为传统的储能装置以其各自的优势在各领域中已经有了较为成熟的应用，但依然存在一些无法解决的问题。电池作为应用最广泛的储能装置存在功率密度较低，不能满足大功率充放电设备需求的弊端，而且由于工作时内部发生不可逆的氧化还原反应导致电池的使用寿命有限，且存在对环境有一定污染，这些问题限制了其应用。燃料电池的能量密度远高于电池，同时显现出相当的环境友好性，但依旧存在功率密度低、造价高昂、燃料储存存在技术难题等缺点，因此也无法得到广泛的推广与应用。

超级电容器作为储能装置，具有功率密度高、循环寿命长、工作温限宽、环境友好等优点，广泛应用于新能源的传输、电动汽车、电力运输、航天科技、通讯、消费性电子产品等领域。电极材料是超级电容器的重要组成部分，对于电容器的性能有着决定性的作用，因此成为了国内外研究的热点。

人们根据电能储存和转化机理的不同，将超级电容器分为双电层电容器和赝电容器，赝电容器又被称作法拉第准电容器。双电层电容器通过电解质离子与电极之间的双电层效应实现电荷的储存，赝电容器通过电化学活性物质的吸脱附或者可逆的氧化还原反应实现电荷的储存。

电极是由粘结剂、导电剂、活性材料组成的，它们也就直接影响着的电容器性能。粘结剂是用来把电极材料中各种颗粒以及将涂层与集流体也粘接起来高分

子化合物，直接关系着电极材料中颗粒间以及涂层与集流体间的接触效果。导电

剂的添加是为了改善活性材料的导电性，其影响着电极的导电网络。电极材料对性能的影响只有在制备成极片或后方能真正地被反映出来。制备工艺影响着的最终性能，对电极的循环寿命、电容量等品质和生产效率都有较大影响，在有些时候其甚至超过了电极材料的影响。

涂敷工艺是将电极材料粘结剂、导电剂、活性炭按照相应比例混合均匀，配制成一定粘度的浆料，然后用涂覆机将浆料涂敷到集流体之上，烘干后进行辊压，即制得最终极片。该工艺方法制得极片的内阻相对较大，但制得极片在厚度上是比较薄的，且具有简便、简单，工业化难度较低，便于进行大规模连续化的工业生产，只是需要对工艺参数等进行严格地控制。目前国内很多企业都采用涂敷工艺，但是在技术上同日本等国家相比仍有较大差距。

双电层电容器的电极是由粘结剂、导电剂、活性炭三种电极材料组成的，因此它们也就直接影响着电容器的性能。通过对三种电极材料粘结剂、导电剂、活性炭进行探究研究，优化选择了三种电极材料；在此基础上，对电容器的制备工艺技术进行了系统研究，并针对浆料制备关键技术进行研究。

发明内容