一种柔性集流体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种柔性集流体，在柔性基体层的一个表面上设置粘接层，粘接于导电石墨纸或导电碳布的一个表面上，通过加压、机械剥离，制备包括柔性基体层、粘接层以及导电石墨层或导电碳层的柔性集流体。本发明专利技术柔性集流体不仅导电性及折曲性能好，而且工艺简单、成本低，可应用于柔性超级电容器、柔性锂离子电容器、柔性锂离子电池等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于柔性集流体的
具体设及一种柔性集流体及其制备方法和在 柔性超级电容器、柔性裡离子电容器、柔性裡离子电池中的应用。
技术介绍
随着可穿戴设备的发展，对于柔性超级电容器、柔性裡离子电容器、柔性裡离子电 池等柔性储能器件的需要也越来越迫切。其中，柔性导电基体是制约柔性储能器件发展的 重要部分。柔性基体必须是导电性好、可折曲并且具有一定的机械强度，现有的柔性导电基 体主要包括金属瓣射薄膜、柔性集体上制备石墨締或纳米碳、金属薄片、金属锥等。但是运 些材料及制备技术都存在非常昂贵、生产效率低或性能不高等问题。本专利技术柔性集流体不 仅导电性及折曲性能好，而且工艺简单、成本低，可应用于柔性超级电容器、柔性裡离子电 容器、柔性裡离子电池等。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的问题，提供一种柔性集流体，包括柔性基体层、设 置在柔性基体层表面的粘接层W及设置在粘接层表面的柔性导电层，其中柔性导电层为从 导电石墨纸剥离的导电石墨层或从导电碳纸剥离的导电碳层中的至少一种。 柔性基体层为聚丙締、聚对苯二甲酸乙二醇醋、聚氯乙締、聚乙締、聚糞二甲酸乙 二醇醋、聚甲基丙締酸甲醋、聚碳酸醋中的至少一种。 本专利技术提供一种柔性集流体的制备方法，包括W下步骤： 步骤1，在柔性基体层的一个表面上设置粘接层； 步骤2,将一个表面包含粘接层的柔性基体层粘接于导电石墨纸或导电碳布的一 个表面上，对其施加压力；[000引步骤3,将导电石墨纸或导电碳布剥离，包含柔性基体层、粘接层W及导电石墨层 或导电碳层的一面制备成柔性集流体。 步骤1中的柔性基体层为聚丙締、聚对苯二甲酸乙二醇醋、聚氯乙締、聚乙締、聚 糞二甲酸乙二醇醋、聚甲基丙締酸甲醋、聚碳酸醋中的至少一种，既有良好的粘接性，又具 有强的耐酸碱性。 步骤2中W市售低成本的导电石墨纸或导电碳布为柔性导电层的原料，如将高碳 憐片石墨经化学处理，高溫膨胀社制而成的石墨纸，常用于密封或散热，该导电石墨纸也具 有良好的导电性，但厚度较大，市售的最小厚度为330ym，质地疏松、折曲性能差，不能直接 用做超级电容器的柔性集流体。 步骤2中施加压力的方法为按压、挤压、漉压、冲压中的至少一种。可W将包含柔 性基体层、粘接层和导电石墨纸的样品，放到压片机的压片平台上，施加合适的压力并保压 一段时间，后取出。也可W将样品放到漉压机上漉轴与下漉轴之间的间隙中，调节上漉轴与 下漉轴之间的间隙距离，漉压并取出，必要的话可W重复多次漉压。一方面可W提高粘接层 与石墨纸的粘接力，另一方面可W使石墨纸变得更加致密紧凑，提高石墨层的电导率和机 械性能。 步骤3中将石墨纸剥离的方法为低成本、无污染、操作简单的机械法剥离，替代化 学品污染的化学法剥离或高成本的气相剥离。可W用手工进行机械剥离，也可W用粘接力 测试机器等工装设备进行机械剥离。剥离后的柔性导电层厚度为15ym~65ym，更优的为 20Um~ 45Unio 本专利技术的显著优点在于：柔性集流体不仅导电性及折曲性能好，而且工艺简单、成 本低，本专利技术可应用于柔性超级电容器、柔性裡离子电容器、柔性裡离子电池等。【附图说明】 图1表示柔性集流体制作前示意图 图2表示石墨纸或导电碳布机械剥离示意图 图3表示柔性集流体示意图 图4表示柔性集流体实物图 阳〇1引符号说明 1柔性基体层 2粘接层 3石墨纸或导电碳布 3-1导电石墨层或导电碳层 3-2剩下的石墨纸或导电碳布 4柔性集流体【具体实施方式】本专利技术柔性集流体4的制备步骤为： 步骤1，在柔性基体层1的一个表面上设置粘接层2 ; 步骤2,将一个表面包含粘接层2的柔性基体层1粘接于导电石墨纸或导电碳布3 的一个表面上，对其施加压力；[002引步骤3,将导电石墨纸或导电碳布3剥离成导电石墨层或导电碳层3-1W及剩余导 电石墨纸或导电碳布3-2。柔性基体层1、粘接层2W及导电石墨层或导电碳层3-1制备成 柔性集流体4。 W下通过实施例对本专利技术进行进一步的说明，但本专利技术并不仅限于下述实施例 阳030] 实施例1 : 将含聚对苯二甲酸乙二醇醋基体层和天然橡胶粘接层的透明胶带粘贴于330ym 厚度的市售石墨纸的一个表面上，将样品置于漉压机上漉轴与下漉轴之间的间隙中，调整 间隙为250ym漉压1次，手工将石墨纸剥离，W含有透明胶带和石墨层的一侧作为柔性集 流体，该柔性集流体中石墨层的厚度为65ym。将活性炭、乙烘黑、下苯橡胶（SBR)、簇甲基 纤维素（CMC)按质量比80:10:10:5混合均匀，W水调成浆料，再涂布于柔性集流体表面， 并于110°C溫度下烘干，再按常规方法将电极漉压，裁切成规定尺寸，真空干燥，制备柔性电 极。将柔性电极、LiCl/PVA凝胶电解质、柔性电极依次叠放，组装成对称型柔性超级电容器。 将柔性超级电容器折曲90D10次，用超级电容器测试仪测试超级电容器折曲前后的电容 量，用电池测试仪测试超级电容器折曲前后的在1曲Z频率下交流内阻。 阳0巧实施例2 将包含离型纸和丙締酸类压敏胶粘接层的双面胶带的离型纸撕去，粘接层的一 个表面粘贴于PET薄膜表面，另一个表面粘贴于石墨纸的一个表面，将样品置于压片机的 压片平台上，施加IkPa的压力，保持压力Imin,除去压力，并将石墨纸用玻璃力测试机剥 离开，包含PET柔性基体层、粘接层及石墨层的一面制得柔性集流体，该柔性集流体中石 墨层的厚度为15ym。将活性炭、乙烘黑、下苯橡胶（SBR)、簇甲基纤维素（CMC)按质量比 80:10:10:5混合均匀，W水调成浆料，再涂布于柔性集流体表面，并于Iior溫度下烘干， 再按常规方法将电极漉压，裁切成规定尺寸，真空干燥，制备柔性电极。将柔性电极、LiCl/ PVA凝胶电解质、柔性电极依次叠放，组装成对称型柔性超级电容器。将柔性超级电容器折 曲90D10次，用超级电容器测试仪测试超级电容器折曲前后的电容量，用电池测试仪测试 超级电容器折曲前后的在1曲Z频率下交流内阻。 实施例3 在阳T柔性基体层的一个表面用刮刀均匀涂覆聚氯乙締作为粘接层，粘接层的另 一面粘接于石墨纸的一个表面，将样品置于压片机的压片平台上，施加2kPa的压力，保持 压力Imin,除去压力，并用玻璃力测试机将石墨纸剥离开，包含PET柔性基体层、粘接层及 石墨层的一面制得柔性集流体，该柔性集流体中石墨层的厚度为20ym。将活性炭、乙烘黑、 下苯橡胶（SBR)、簇甲基纤维素（CMC)按质量比80:10:10:5混合均匀，W水调成浆料，再涂 布于柔性集流体表面，并于ll〇°C溫度下烘干，再按常规方法将电极漉压，裁切成规定尺寸， 真空干燥，制备柔性电极。将柔性电极、LiCl/PVA凝胶电解质、柔性电极依次叠放，组装成 对称型柔性超级电容器。将柔性超级电容器折曲90D10次，用超级电容器测试仪测试超级 电容器折曲前后的电容量，用电池测试仪测试超级电容器折曲前后的在1曲Z频率下交流 内阻。 实施例4 在阳T柔性基体层的一个表面用刮刀均匀涂覆聚氯乙締作为粘接层，粘接层的另 一面粘接于石墨纸的一个表面，将样品置于压片机的压片平台上，施加3kPa的压力，保持 压力Imin,除去压力，并用玻璃力测试机将石墨纸剥离开，包含PET柔性基体层、粘接层及 石墨层的一面制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性集流体，包括柔性基体层、设置在柔性基体层表面的粘接层以及设置在粘接层表面的柔性导电层，其特征在于，所述柔性导电层为从导电石墨纸剥离的导电石墨层或从导电碳纸剥离的导电碳层中的至少一种。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张易宁，刘永川，陈素晶，苗小飞，张祥昕，方建辉，王维，冯文豆，李伟，陈远强，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35