[发明专利]一种超级电容器的干法电极制备工艺及装置

说明书

本发明公开了一种超级电容器的干法电极制备工艺及装置，包括制备台，所述制备台的上表面均匀分布固定安装有第一竖板，所述制备台的上表面固定安装有涂覆盒，所述涂覆盒的上表面对称固定安装有第二竖板，与现有的技术相比，通过旋钮手柄，手柄带动螺纹杆转动，螺纹杆带动放料板、金属集流体和滑块移动，同时，滑块带动连接杆和齿板移动，当齿板与第二齿轮组啮合时，使第二齿轮组转动，第二齿轮组带动第二转动底板转动，搅拌桶内部的浆料通过第三下料孔和第四下料孔流动至待涂覆的金属集流体的上表面，然后反向旋钮手柄，使放料板和待涂覆的金属集流体回到初始位置，从而方便的完成了浆料的下料，进而有效的提高了后续涂覆金属集流体的便捷性。

技术领域

本发明涉及电极制备技术领域，具体为一种超级电容器的干法电极制备工艺及装置。

背景技术

超级电容器是一个复杂的系统工程，电容器性能好坏受到原材料，电容器设计，制造设备与工艺，环境等众多因素影响，任何一点缺陷都可能导致电容器产品的崩塌。因此，虽然现在关于超级电容器的新材料，新设计，新工艺大量涌现，它们的产业化进程却很缓慢，超级电容器并没有出现巨大的技术革新。现有技术中超级电容器的干法电极制备工艺及装置存在以下问题：

1、传统的湿法电极制备工艺所得电极密度偏低(常小于0.6g/cm3)，这是因为金属集流体在承受巨大压力时易产生变形褶皱，辊压机压力受到限制，限制了单体的容量及耐电压值(小于2.7V)，最终导致电容器的倍率特性和和循环性能变差；

2、现有的常规干法电极制备工艺由于需要将粉末状态混合物调制成碳膜，使得电极制备过程较为复杂，因此该工艺的设备投资高、连续生产能力低；

3、现有技术中的干法电极制造设备，被干混后的物料通常通过人工将物料输送至下一制备环节，导致物料输送较为不便捷，且不能将浆液均匀的涂覆在金属集流体的表面，为此，我们提出一种超级电容器的干法电极制备工艺及装置用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超级电容器的干法电极制备工艺及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超级电容器的干法电极制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：物料混合，将活性物质、导电剂、分散剂干粉通过制备台表面的物料混合机构进行混合，其中，活性物质材料是活性炭、介孔炭、炭气凝胶、活性炭纤维、炭基复合材料、石墨材料、无定型炭中的一种或多种，导电剂是炭黑、乙炔炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种，分散剂干粉是CMC，活性物质、导电剂、分散剂干粉分别占总混合物质量的占重为40-70％、0-10％、0-5％，干粉混合后的粉末体积密度为0.6～2.0g/cm3，干粉混合过程的搅拌速率为20～1000rpm；

步骤二：浆料制备，活性物质、导电剂、分散剂干粉混合后，加入粘结剂并通过物料搅拌机构润湿搅拌，粘结剂是聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡络烷酮、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、PVP-聚乙烯醇缩丁醛、天然纤维素、PVDF-HFP/PVP中的一种或多种，粘结剂占总混合物质量的占重为0-10％，粘结剂在使用前需要与一种溶剂混合，溶剂占总混合物质量的占重为20-40％，溶剂与粘结剂的重量配比为10-20:1；

步骤三：涂覆浆料，将制备完成的浆料通过涂覆机构均匀的涂覆于金属集流体的表面，金属集流体为铝箔或者铜箔，最后经过碾压设备碾压制成电极。

一种超级电容器的干法电极制备装置，包括制备台，所述制备台的上表面均匀分布固定安装有第一竖板，所述制备台的上表面固定安装有涂覆盒，所述涂覆盒的上表面对称固定安装有第二竖板，所述制备台的上表面分别固定设有物料混合机构和物料搅拌机构，所述第一竖板和第二竖板之间固定设有输料机构，所述物料搅拌机构的下表面固定设有下料机构，所述涂覆盒的内部固定设有涂覆机构。

优选的，所述制备台的底端四角处均固定安装有支撑腿。