【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超级电容器纸及其制备方法。
技术介绍
1、电解电容器是电子工程中极为重要的基础电子元件之一。它在电子电路中除了有滤波、耦合和旁路作用外，还在特殊电路如校正电路、电源电路和交流电动机起动电路起到特殊作用。广泛应用于军工、民用通讯设备、视听系统、控制电器及电子仪表等领域。电解电容器纸是电解电容器中吸附电解液的衬垫材料，它的性能直接影响电解电容器的质量。
2、随着电子科技的高速发展，电解电容器朝着小型化、高品质化、高可靠性和长寿命方向迅速发展。相应对电解电容器纸提出更高的要求，新品高级电解电容器的开发往往依赖新型电解电容器纸的开发。双电层电容器因其容量极大也称为超级电解电容器（supercapacitor），是近年随着材料科学的突破而出现的新型功率型电子元器件。它填补了普通电容器与电池之间的比能量与比功率空白，具有高至数千法拉的电容量，瞬间放电电流可达数千安培，简言之，它同进具有电池的电容量和电容器的快速充放电性能，同时还具有安全可靠、适用范围宽的特点，是改善和解决电能动力性能应用的突破性元器件，而且不会像化学电池或蓄电池那样对环境造成污染。超级电容器在汽车（特别是电动汽车、混合燃料汽车和特殊载重车辆）、电力、铁路、通讯、国防工业（特别是导弹发射和通讯）、消费性电子产品等方面有着巨大的应用价值和市场潜力，被世界各国所广泛关注。其循环寿命长，循环寿命一般在百万次级，而我们常用的便携式锂电池的循环寿命在千次以下，由于超级电容器有着无敌的循环寿命，所以在民用市场上，经常被制作成免维护产品。由于超级电解电容器具有
3、中国专利技术专利（公开号：cn101696558a，公开日：2010-04-21）公开了一种超级电解电容器纸，该超级电解电容器纸由菠萝麻纤维和天丝纤维抄纸构成，按重量百分比计，菠萝麻纤维为10～80％，天丝纤维为20～90％。该专利的超级电解电容器纸其纸紧度低、强度好，孔径小而均匀，紧度低使其损耗低，不会增大超级电容器的内阻，强度好，使其适合超级电容器的加工，孔径小就会使超级电容器的漏电流小，使之适合储能，适合用在超级电容器上。
4、中国专利技术专利（公开号：cn108221487a，公开日：2018-06-29）公开了一种低内阻超级电解电容器纸，该超级电解电容器纸由天丝纤维和超细化学纤维构成，按重量百分比计天丝纤维为10～95％，化学纤维为5～90％；所用化学纤维包括聚酯纤维、聚烯烃纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维和氨纶纤维中的一种或多种的混合该专利通过在天丝浆料中加入化学纤维，获得了低内阻超级电解电容器纸，且有较好的强度、良好的吸水性、较低的内阻，内阻可降低0.3ω以上。
5、上述的专利中由于使用了部分植物纤维和超细化学纤维，其强度高，但由于植物纤维、超细化学纤维不能纳米化，由其制作的超级电解电容器纸用在超级电容器上，最大的特点是漏电流大，超级电容器的储能性能不好，特别是在智能三表的使用上，缺点十分明显。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中的缺陷，提供一种满足超级电容器使用的超级电容纸，在天丝纤维抄纸制得基材上通过静电纺丝设置有化学纤维层，解决了抄造型超级电容纸的漏电流大的问题，并且化学纤维层孔径更小而均匀，孔隙率也高，厚度可方便设计，能够兼顾高功率和长保压之间的平衡。
2、为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
3、一种超级电容器纸，该超级电容器纸包括基材，所述基材由天丝纤维抄纸制得，基材的表面通过静电纺丝设置有化学纤维层，基材厚度为15-70µm，低于15µm，纸页可能出现针眼洞，炭粒子会透过纸页进入另一面，极易刺穿非常薄，且强力极小的静电纺层。高于70µm，离子通过隔膜的时间变长，影响双电层电容器的最大优点：高功率密度。化学纤维层的材质选用可静电纺丝材质，厚度为0.1-20µm。低于0.1µm，纺丝之间空隙太大，不能实现本专利技术降低漏电流的初衷设计；高于20µm，过厚的纺丝层会影响电容的放电。
4、作为优选，所述化学纤维层的材质选用聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚醚、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚酰胺和聚酰亚胺中的一种或多种。
5、化学纤维层厚度为0.5-5µm。
6、作为优选，所述基材选用100%天丝纤维；或者，基材选用麻纤维20-60%和天丝纤维40-80%。
7、作为优选，所述基材厚度为20-60µm；再优选基材厚度为25-55µm。
8、进一步，本专利技术公开了所述的一种超级电容器纸的制备方法，其特征在于，
9、1）将天丝纤维打浆，抄纸获得基材；
10、2）选择的溶剂溶解化学纤维材料，浓度调整到15-25% w/v；
11、3）通过静电纺丝，将化学纤维纺丝设置在基材的表面。
12、作为优选，所述步骤1）天丝纤维打浆到90-950sr，抄造成定量10-25g/m2。
13、作为优选，所述步骤1）步骤2）中采用的溶剂为甲醇、乙醇、甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯中的一种或多种混合。
14、作为优选，所述静电纺丝的参数设置如下：
15、1）电压：设置为15-25千伏；
16、2）喷头至基材距离：距离控制在15-20厘米之间；
17、3）溶液供给速率：控制在0.5-1.0ml/h；
18、4）喷头行程速度： 100-200mm/s；
19、5）基材速度：使用旋转鼓，速度设置为1000-2000rpm。
20、本专利技术由于采用了上述的技术方案，在基材表面通过静电纺丝设置有化学纤维层，其强度好，孔径小而均匀，孔隙率高，适合用在超级电容器上。强度好使其适合超级电容器的加工，孔径小就会使超级电容器的漏电流小，使之适合储能，孔隙率高使其能在短时间内通过大量的离子，使超级电容器的高功率密度性能得以体现。这种新型的双电层电容器纸能兼顾高功率和长保压之间的平衡，如果设计的双电层电容要求大电流放电，纺丝层就薄些，尽量保持高孔隙率，牺牲一点漏电流,如港机用双电层电容就有这种要求，港机在工作时，提起集装箱所需的瞬间功率非常大，但移动集装箱作功并不大，小电机就能满足要求，提起集装箱后，双电导电容组充电，准备下一个箱子的提起工作，这时就需要双电层电容大电流放电；如果设计的双电层电容器要求长时间保持有电状态，也即要求漏电流尽可能小，那就将纺丝层做厚些，尽量减少漏电流，以延长电容的有电时间，如智能三表就是这方面的应用实例，平时所需电流不大，但需长时间有电以保存数据。
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1.一种超级电容器纸，该超级电容器纸包括基材，所述基材由天丝纤维抄纸制得，其特征在于，基材的表面通过静电纺丝设置有化学纤维层，基材厚度为15-70µm，化学纤维层的材质选用可静电纺丝材质，厚度为0.5-20µm。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容器纸，其特征在于，化学纤维层的材质选用聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚醚、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚酰胺和聚酰亚胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容器纸，其特征在于，化学纤维层厚度为0.5-5µm。
4.根据权利要求1所述的一种超级电容器纸，其特征在于，基材选用100%天丝纤维；或者，基材选用麻纤维20-60%和天丝纤维40-80%。
5.根据权利要求1所述的一种超级电容器纸，其特征在于，基材厚度为20-60µm。
6.根据权利要求1所述的一种超级电容器纸，其特征在于，基材厚度为25-55µm。
7.权利要求1-6任意一项权利要求所述的一种超级电容器纸的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1）天丝纤维打浆到
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1）步骤2）中采用的溶剂为甲醇、乙醇、甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯中的一种或多种混合。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，静电纺丝的参数设置如下：
...【技术特征摘要】
1.一种超级电容器纸，该超级电容器纸包括基材，所述基材由天丝纤维抄纸制得，其特征在于，基材的表面通过静电纺丝设置有化学纤维层，基材厚度为15-70µm，化学纤维层的材质选用可静电纺丝材质，厚度为0.5-20µm。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容器纸，其特征在于，化学纤维层的材质选用聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚醚、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚酰胺和聚酰亚胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容器纸，其特征在于，化学纤维层厚度为0.5-5µm。
4.根据权利要求1所述的一种超级电容器纸，其特征在于，基材选用100%天丝纤维；或者，基材选用麻纤维20-60%和天丝纤维40-80%。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王贤炉，余才广，
申请(专利权)人：浙江辰阳特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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