电容器极片及其制备方法、超级电容器技术

本申请提供一种电容器极片，包括：集流体，由金属箔构成；碳膜层，覆盖所述集流体的上下表面；所述电容器极片由分别通过活化处理的所述集流体和所述碳膜层再经热压复合获得。该电容器极片的碳膜层与集流体结合紧密，通过活化处理具有较小的内阻和较高的电容器容量。处理具有较小的内阻和较高的电容器容量。处理具有较小的内阻和较高的电容器容量。

【技术实现步骤摘要】
电容器极片及其制备方法、超级电容器


[0001]本申请涉及新能源
，具体地，本申请涉及电容器极片及其制备方法、超级电容器。

技术介绍

[0002]超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型高效电化学储能装置，具有充放电速度快、工作温度范围宽、使用寿命长的优点而被广泛的应用于轨道交通、风力发电、港口机械、消费电子、军工等领域。
[0003]传统的超级电容器极片制备方法包括湿法工艺和干法工艺。湿法工艺由于活性炭的表面积大，做出来的极片容易脆裂，表面涂层容易剥落，对搅拌和涂布工艺的要求很高，且常规干燥方式很难彻底将水分完全去除，导致湿法工艺做出来的性能不佳。干法工艺做成的极片性能较好，但由于制程过程中对水分比较敏感，通常需要在配方中提高粘结剂的方法来改善极片的成品率。而粘结剂配方的提高会导致内阻增加。
[0004]
技术介绍
部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不代表本领域的现有技术。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种电容器极片，通过合理的配方设计和活化处理工艺，使得该电容器极片碳膜层和集流体之间具有更小的接触内阻，由此极片做成的超级电容器内阻更低。
[0006]根据本申请一个方面，所述电容器极片，包括：集流体，由金属箔构成；碳膜层，覆盖所述集流体的上下两表面；所述集流体与所述碳膜层分别经活化处理，再经热压复合形成所述电容器极片。
[0007]根据本申请一些实施例，所述碳膜层厚度为80～180微米。
[0008]根据本申请一些实施例，所述碳膜层包括：活性炭、粘结剂和导电剂中的至少一种。
[0009]根据本申请一些实施例，所述活性炭、粘结剂和导电剂的质量比为(70～94％)：(5～15％)：(1～15％)。
[0010]根据本申请一些实施例，所述粘结剂包括：聚四氟乙烯。
[0011]根据本申请一些实施例，所述导电剂包括：导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、高纯石墨、纳米碳纤维、石墨烯中的一种或多种。
[0012]根据本申请一些实施例，所述电容器极片压实密度0.65～0.75g/cm3。
[0013]根据本申请另一方面，还提供一种电容器极片的制备方法，包括以下步骤：制备混合料，在混料机中均匀混合所述活性炭、粘结剂和导电剂；热压所述混合料，采用热压工艺将所述混合料压成一定尺寸的碳膜层；对集流体和所述碳膜层进行活化处理；热压复合所述碳膜层和集流体，形成所述电容器极片。
[0014]根据本申请一些实施例，所述制备混合料包括：所述活性炭占所述混合料的质量比为70～94％；所述粘结剂占所述混合料的质量比为5～15％；所述导电剂占所述混合料的
质量比为1～15％。
[0015]根据本申请一些实施例，所述粘结剂包括聚四氟乙烯。
[0016]根据本申请一些实施例，所述导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、高纯石墨、纳米碳纤维、石墨烯中的一种或多种。
[0017]根据本申请一些实施例，所述制备混合料还包括：将所述混合料加入气流粉碎机中，研磨所述混合料。利用超音速气流作用将混合料进行研磨处理。纤维化研磨时间为5～20分钟/千克。
[0018]根据本申请一些实施例，所述气流粉碎机研磨所述混合料时进气压力为0.5～2MPa，气源温度为30～60℃。
[0019]根据本申请一些实施例，所述气源包括干燥空气、氮气或氩气；其中，所述气源露点≤
‑
30℃。
[0020]根据本申请一些实施例，所述热压所述混合料和/或所述热压复合所述碳膜层和集流体的热压温度为120～220℃。
[0021]根据本申请一些实施例，所述活化处理包括电晕活化处理。
[0022]根据本申请一些实施例，所述电晕活化处理所使用的电晕机功率为20～79kW。其中，电晕处理时间为0.01秒～5分钟。
[0023]根据本申请一些实施例，所述电晕机与所述碳膜层之间的距离为1～20毫米。
[0024]根据本申请又一方面，还提供一种超级电容器，包括如上所述的电容器极片。
[0025]根据本申请一些实施例，所述超级电容器的电容容量≥3000F、内阻≤0.2mΩ。
[0026]根据一些实施例，本申请所提供的采用固体粉料粉碎压膜工艺制作的电容器极片，通过对碳膜层和集流体进行活化处理，提高了碳膜层的比表面积，并可容纳更多电荷，改善碳膜层和集流体之间的粘结力，从而降低碳膜层和集流体之间的接触内阻。本申请所提供的电容器极片具有高压实密度和低内阻的优点，并将其应用于制作超级电容器。
附图说明
[0027]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0028]图1为根据本申请示例性实施例的电容器极片剖面示意图；
[0029]图2为根据本申请示例性实施例的电容器极片制备流程图。
具体实施方式
[0030]以下结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本申请的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本申请的限制。
[0031]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包
含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0033]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。
[0034]超级电容器特点主要体现在功率密度高、循环寿命长、工作温限宽、免维护、绿色环保等方面。
[0035]由上可知，在超级电容器的脉冲充电技术里，电容内阻是重要因素。超级电容器的内阻增加，则容量降低，使用寿命也随之降低。因此，如果内阻控制在一定参数范围内，电容器使用寿命是可以延长的。
[0036]有鉴于此，本申请提供一种电容器极片，通过加强碳膜层与集流体之间的结合性，获得具有低内阻的电容器极片。
[0037]下面参考具体实施例，对本申请进行说明。
[0038]图1为根据本申请示例性实施例的电容器极片剖面示意图。
[0039]参加图1，根据示例性实施例，本申请提供的电容器极片包括集流体100、碳膜层102。其中集流体100由金属箔构成，碳膜层102覆盖集流体100的上下表面。
[0040]如图1所示，根据一些实施例，集流体100为汇集电流的结构零件，包括铜箔、铝箔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器极片，其特征在于，包括：集流体，由金属箔构成；碳膜层，覆盖所述集流体的上下表面；其中，所述电容器极片由分别通过活化处理的所述集流体和所述碳膜层再经热压复合获得。2.根据权利要求1所述的电容器极片，其特征在于，所述碳膜层厚度为80～180微米。3.根据权利要求1所述的电容器极片，其特征在于，所述碳膜层包括：活性炭、粘结剂和导电剂。4.根据权利要求3所述的电容器极片，其特征在于，所述活性炭、粘结剂和导电剂的质量比为70～94％：5～15％：1～15％。5.根据权利要求1所述的电容器极片，其特征在于，所述电容器极片压实密度0.65～0.75g/cm3。6.一种电容器极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备混合料，在混料机中均匀混合活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐地源，丁丽平，陈海廷，祝建勋，
申请(专利权)人：山东圣泉新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：