柔性超级电容器及柔性超级电容器的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性超级电容器，其包括封装薄膜、第一电极、第二电极及在第一电极及第二电极之间的电解质薄膜。第一电极包括第一极片，第二电极包括第二极片。第一极片与第二极片采用相同的材料制成。电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由离子液体的凝胶电解质涂布于隔膜制备而成。此外，本发明专利技术还公开了一种柔性超级电容器的制备方法。本发明专利技术实施方式的柔性超级电容器及其制备方法由于采用高电导率的离子液体的凝胶电解质来制备电解质薄膜，使得柔性超级电容器无需传统注液过程且电压和温度适用范围广，适合流水线式的大规模生产。

Flexible super capacitor and preparation method of flexible super capacitor

The invention discloses a flexible super capacitor, which comprises a packaging film, a first electrode, a second electrode and an electrolyte film between the first electrode and the two electrode. The first electrode comprises a first pole piece, and the second electrode comprises a second pole piece. The first pole piece and the second pole piece are made of the same material. The electrolyte film is prepared by adsorbing the gel electrolyte with the gel electrolyte which is immersed in the ionic liquid of the ionic liquid, and is coated with the membrane of the ionic liquid to prepare the gel electrolyte. In addition, the invention also discloses a preparation method of a flexible super capacitor. Flexible super capacitor and method for preparing the embodiments of the present invention because the method of gel electrolyte with ionic liquid with high conductivity to prepare electrolyte film, the flexible super capacitor without the traditional liquid injection process and the voltage and temperature range, suitable for large-scale production line type.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电能存储
，特别涉及一种柔性超级电容器及柔性超级电容器的制备方法。
技术介绍
在相关技术中，超级电容器一般需要注入电解液，一方面，传统的注液方式工艺复杂，生产的成本较高，不适合流水线式的规模生产，无法获得广泛的商业应用；另一方面，由于电解液具有电化学窗口小、易挥发和易燃的缺点，导致超级电容器的电压和温度适用的范围很小。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术需要提供一种柔性超级电容器及柔性超级电容器的制备方法。本专利技术实施方式的柔性超级电容器包括封装薄膜、第一电极、第二电极及在所述第一电极及所述第二电极之间的电解质薄膜；所述第一电极包括第一极片，所述第二电极包括第二极片，所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成；所述电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于隔膜制备而成。本专利技术实施方式的柔性超级电容器由于采用高电导率的离子液体的凝胶电解质来制备电解质薄膜，使得柔性超级电容器无需传统注液过程且电压和温度适用范围广，适合流水线式的大规模生产。在某些实施方式中，所述第一极片与所述第二极片采用铝箔材料制成。在某些实施方式中，所述第一电极包括第一活性层，所述第二电极包括第二活性层，所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧，所述第一极片设置在所述封装薄膜与所述第一活性层间，所述第二极片设置在所述封装薄膜与所述第二活性层间。在某些实施方式中，所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60～98：30～1：20～2构成；所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60～98：30～1：20～2构成。在某些实施方式中，所述活性物质包括活性碳、石墨烯及碳纳米管中的任意一种或多种。在某些实施方式中，所述第一极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳，所述第二极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳。在某些实施方式中，所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层。在某些实施方式中，所述第一极片包括与所述第一极耳连接的第一封装区域，所述第二极片包括与所述第二极耳连接的第二封装区域；所述封装薄膜包覆所述第一封装区域的外层表面及侧边表面及所述第二封装区域的外层表面及侧边表面。在某些实施方式中，所述离子液体包括咪唑类离子液体、吡咯类离子液体、吡啶类离子液体及哌啶类离子液体中的任意一种或多种。本专利技术实施方式的柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供封装薄膜、第一电极及第二电极，所述第一电极包括第一极片，所述第二电极包括第二极片，所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成；将隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质以制备电解质薄膜或将所述离子液体的凝胶电解质涂布于隔膜以制备所述电解质薄膜；及将所述第一电极及所述第二电极设置在所述电解质薄膜的相背两侧并压紧；采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装。本专利技术实施方式的柔性超级电容器的制备方法由于采用高电导率的离子液体的凝胶电解质来制备电解质薄膜，使得柔性超级电容器无需传统注液过程且电压和温度适用范围广，适合流水线式的大规模生产。在某些实施方式中，所述第一极片与所述第二极片采用铝箔材料制成。在某些实施方式中，所述第一电极包括第一活性层，所述第二电极包括第二活性层，所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧，所述第一极片设置在所述封装薄膜与所述第一活性层间，所述第二极片设置在所述封装薄膜与所述第二活性层间。在某些实施方式中，所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60～98：30～1：20～2构成；所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60～98：30～1：20～2构成。在某些实施方式中，所述活性物质包括活性碳、石墨烯及碳纳米管中的任意一种或多种。在某些实施方式中，所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤，包括步骤：封装所述第一极片的部分区域以使封装后的所述第一极片形成有相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳；及封装所述第二极片的部分区域以使封装后的所述第二极片形成有相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳。在某些实施方式中，所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层。在某些实施方式中，所述第一极片的部分区域形成第一封装区域，所述第二极片的部分区域形成第二封装区域；封装所述第一极片的部分区域的步骤，包括：采用所述封装薄膜包覆所述第一封装区域的外层表面及侧边表面；封装所述第二极片的部分区域的步骤，包括：采用所述封装薄膜包覆所述第二封装区域的外层表面及侧边表面。在某些实施方式中，所述离子液体包括咪唑类离子液体、吡咯类离子液体、吡啶类离子液体及哌啶类离子液体中的任意一种或多种。在某些实施方式中，所述柔性超级电容器的制备方法还包括步骤：将所述离子液体、聚氧化乙烯及二苯甲酮均匀混合得到混合物，其中，所述离子液体与所述聚氧化乙烯的质量比为2:1～15:1，所述聚氧化乙烯与所述二苯甲酮的质量比为20:1；将所述混合物恒温加热1-24小时，加热温度为87-150℃；采用紫外线照射所述混合物以充分聚合并得到所述凝胶电解质。在某些实施方式中，所述封装薄膜包括聚二甲基硅氧烷薄膜，所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤，包括步骤：采用经过氧等离子体清洗后的所述聚二甲基硅氧烷薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装。在某些实施方式中，所述封装薄膜包括柔性薄膜，所述柔性薄膜的耐温大于100℃，所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤，包括步骤：在所述柔性薄膜的表面涂覆一层封装粘结剂；采用带有所述封装粘结剂的所述柔性薄膜在100℃-120℃、0.1MPa-1MPa的热压下对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装。在某些实施方式中，在所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤后，还包括步骤：在所述封装薄膜的外层表面粘覆封装胶；利用所述封装胶将外包装胶纸贴覆于所述封装薄膜的外层表面。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施方式的柔性超级电容器的剖面示意图。图2是本专利技术实施方式的柔性超级电容器的俯视图。图3是本专利技术实施方式的柔性超级电容器的另一剖面示意图。图4是本专利技术实施方式的柔性超级电容器的制备方法的流程示意图。图5是本专利技术实施方式的柔性超级电容器的制备方法的另一流程示意图。图6是本专利技术实施方式的柔性超级电容器的制备方法的又一流程示意图。图7是本专利技术实施方式的柔性超级电容器的制备方法的再一流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性超级电容器，其特征在于，所述柔性超级电容器包括封装薄膜、第一电极、第二电极及在所述第一电极及所述第二电极之间的电解质薄膜；所述第一电极包括第一极片，所述第二电极包括第二极片，所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成；所述电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种柔性超级电容器，其特征在于，所述柔性超级电容器包括封装薄膜、第一电极、第二电极及在所述第一电极及所述第二电极之间的电解质薄膜；所述第一电极包括第一极片，所述第二电极包括第二极片，所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成；所述电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜制备而成。2.如权利要求1所述的柔性超级电容器，其特征在于，所述第一极片与所述第二极片采用铝箔材料制成。3.如权利要求1所述的柔性超级电容器，其特征在于，所述第一电极包括第一活性层，所述第二电极包括第二活性层，所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧，所述第一极片设置在所述封装薄膜与所述第一活性层间，所述第二极片设置在所述封装薄膜与所述第二活性层间。4.如权利要求3所述的柔性超级电容器，其特征在于，所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60～98：30～1：20～2构成；所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60～98：30～1：20～2构成。5.如权利要求4所述的柔性超级电容器，其特征在于，所述活性物质包括活性碳、石墨烯及碳纳米管中的任意一种或多种。6.如权利要求1所述的柔性超级电容器，其特征在于，所述第一极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳，所述第二极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳。7.如权利要求3所述的柔性超级电容器，其特征在于，所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层。8.如权利要求6所述的柔性超级电容器，其特征在于，所述第一极片包括与所述第一极耳连接的第一封装区域，所述第二极片包括与所述第二极耳连接的第二封装区域；所述封装薄膜包覆所述第一封装区域的外层表面及侧边表面及所述第二封装区域的外层表面及侧边表面。9.如权利要求1所述的柔性超级电容器，其特征在于，所述离子液体包括咪唑类离子液体、吡咯类离子液体、吡啶类离子液体及哌啶类离子液体中的任意一种或多种。10.一种柔性超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供封装薄膜、第一电极及第二电极，所述第一电极包括第一极片，所述第二电极包括第二极片，所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成；将隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质以制备电解质薄膜或将所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜以制备所述电解质薄膜；及将所述第一电极及所述第二电极设置在所述电解质薄膜的相背两侧并压紧；采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装。11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第一极片与所述第二极片采用铝箔材料制成。12.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第一电极包括第一活性层，所述第二电极包括第二活性层，所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧，所述第一极片设置在所述封装薄膜与所述第一活性层间，所述第二极片设置在所述封装薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐保民，钟熊伟，孙政，唐俊，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44