电极片及其制备方法、电容器技术

本发明专利技术涉及一种电极片及其制备方法、电容器。该电极片的制备方法包括以下步骤：将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物，原料包括导电剂、粘结剂及活性炭；及将混合物直接辊压于集流体上，得到电极片。上述电极片的制备方法简化了电极片的制备工艺，且按照上述电极片的制备方法制得的电极片能够提高电容器的电容量。

Electrode piece and its preparation method, capacitor

【技术实现步骤摘要】
电极片及其制备方法、电容器
本专利技术涉及电容器制备
，特别是涉及一种电极片及其制备方法、电容器。
技术介绍
双层电容器也称超级电容器(super-capacitors)，是一种在电极/电解液界面层中储存静电能的电化学装置，比传统技术制造的电容器例如电解质电容器，能够储存更多能量。目前双层电容器电极片的制备主要分为干法和湿法。湿法制备电极片时，一般使用电极材料、导电剂、粘合剂及一种或多种加工添加剂，如有机溶剂、水、增塑剂等混合均匀得到电极浆料，再采涂布或挤出成型，干燥，得到电极片。湿法制备电极片时最终需要除去加工添加剂，但是现在的工艺往往不能完全清除掉这些加工添加剂，其残留物与电极材料或电解液之间可发生化学相互作用，最终可能导致电容器产品的工作寿命以及最大的工作电压变小。目前的干法制备电极片工艺一般是先将导电剂、粘结剂及活性炭混合之后制成膜片，然后将膜片与集流体复合，从而形成电极片。该干法制备电极片的工艺避免了加工添加剂对电容器性能的影响，但是采用该干法制备电极片工艺得到的电极片制备超级电容器时，超级电容器的电容量仍然较低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种提高电容器的电容量的电极片的制备方法。此外，还提供一种提高电容器的电容量的电极片及电容量较高的电容器。一种电极片的制备方法，包括以下步骤：将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物，所述原料包括导电剂、粘结剂及活性炭；及将所述混合物直接辊压于集流体上，得到电极片。传统的干法制备电极片工艺须使用较多的粘结剂才能够形成便于与集流体复合的膜片，我们发现较多的粘结剂同样会导致电容器的有效容量和导电性的降低。而上述电极片的制备方法将导电剂、粘结剂及活性炭混合之后，得到干粉状的混合物，然后将该干粉状的混合物与集流体一同辊压而得到电极片。与传统的干法制备相比，上述电极片的制备方法中粘结剂的用量较少，保证混合物贴合在集流体上即可，不需要额外增加粘结剂的用量来提供膜片的“自支撑”以便于膜片能够收卷，且收卷之后能与集流体复合。上述电极片的制备方法制得的电极片的粘结剂含量较低，从而使得电极片的内阻较小，能够提高电容器的电容量。在其中一个实施例中，在所述将所述混合物直接辊压于集流体上的步骤之前，还包括将所述混合物进行气流粉碎的步骤。在其中一个实施例中，在所述将所述混合物进行气流粉碎的步骤中，所述气流为经过干燥处理的压缩空气，所述压缩空气的水分含量不超过20ppm；及/或，所述压缩空气的露点温度为-70℃～-30℃。在其中一个实施例中，在所述将所述混合物直接辊压于集流体上的步骤中，所述辊压的温度为80℃～180℃；及/或，所述辊压的线压力为100Kg/cm～1000Kg/cm。在其中一个实施例中，所述导电剂选自导电炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维、乙炔黑和科琴黑中的至少一种；及/或，所述粘结剂为重均分子量为500万以上的超高分子量聚合物；及/或，所述集流体选自铝箔、铜箔、镍箔、涂炭铝箔及涂炭铜箔中的一种。在其中一个实施例中，所述活性炭的平均粒径为5μm～8μm；及/或，所述粘结剂的平均粒径为300μm～600μm；及/或，所述导电剂的平均粒径为30nm～20μm。在其中一个实施例中，所述混合物中所述导电剂的质量百分含量为1％～15％，所述混合物中所述粘结剂的质量百分含量为3％～20％，所述混合物中所述活性炭的质量百分含量为70％～94％；在其中一个实施例中，所述混合物中所述导电剂的质量百分含量为3％～10％；及/或，所述混合物中所述粘结剂的质量百分含量为3％～20％；及/或，所述混合物中所述活性炭的质量百分含量为70％～94％。一种电极片，由上述电极片的制备方法制得。一种电容器，包括上述电极片。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本专利技术公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本专利技术一实施方式提供了一种电极片的制备方法，该电极片的制备方法包步骤S110～步骤S130。具体地：步骤S110、将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物。其中，原料包括导电剂、粘结剂及活性炭。具体地，导电剂选自导电炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维、乙炔黑和科琴黑中的至少一种。进一步地，导电剂的平均粒径为30nm～20μm。更进一步地，导电剂为导电炭黑时，导电剂的平均粒径为30nm～100nm。导电剂为superP型导电炭黑，其原生粒径为40nm；导电剂为石墨时，导电剂的平均粒径为1μm～20μm。进一步地，混合物中导电剂的质量百分含量为1％～15％。优选地，混合物中导电剂的质量百分含量为3％～10％。更进一步地，混合物中导电剂的质量百分含量为4％～10％。具体地，粘结剂为重均分子量为500万以上的超高分子量聚合物。本文中超高分子量聚合物是指分子量超过百万以上的聚合物。进一步地，粘结剂的重均分子量为500万～3000万。具体地，粘结剂选自聚四氟乙烯、聚丙烯及聚乙烯中的一种。优选地，粘合剂为重均分子量超过五百万的聚四氟乙烯。超高分子量的粘结剂能够形成有效的物理交联网络，以提高电极片的粘结力和成膜性能。研究发现，当使用重均分子量为500万以上的聚合物作为粘结剂时，在保持成膜性能相同的条件下，能够减小粘结剂的用量，增加活性炭的用量；且上述粘结剂的重均分子量越大，粘结剂的链长越长，粘结剂所形成的物理交联网络越牢固。进一步地，粘结剂的平均粒径为300μm～600μm。优选地，粘结剂的平均粒径为400μm～500μm。进一步地，混合物中粘结剂的质量百分含量为3％～20％。优选地，混合物中粘结剂的质量百分含量为3％～10％。更进一步地，混合物中粘结剂的质量百分含量为3％～9％。具体地，活性炭可以是本领域常用的活性炭，例如日本KurarayYP-50。进一步地，活性炭的平均粒径为5μm～8μm。混合物中活性炭的质量百分含量为70％～94％。更进一步地，混合物中活性炭的质量百分含量为84％～90％。在其中一个实施例中，混合物中导电剂的质量百分含量为4％～10％；混合物中粘结剂的质量百分含量为3％～9％；混合物中活性炭的质量百分含量为84％～90％。按照上述配比制备得到的电极片所组装成的电容器的电容量更大，内阻值较小。在其中一个实施例中，采用搅拌的方式进行混合处理。进一步地，混合处理采用重力式混合机或强制式混合机进行混合处理。例如，可采用V型混合机进行混合处理。V型混合机是一种重力式混合机，主要通过筒体的转动进行混合，筒体中可加入搅拌桨，进一步促进导电剂、粘结剂和活性炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物，所述原料包括导电剂、粘结剂及活性炭；及/n将所述混合物直接辊压于集流体上，得到电极片。/n

【技术特征摘要】
1.一种电极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物，所述原料包括导电剂、粘结剂及活性炭；及
将所述混合物直接辊压于集流体上，得到电极片。


2.根据权利要求1所述的电极片的制备方法，其特征在于，在所述将所述混合物直接辊压于集流体上的步骤之前，还包括将所述混合物进行气流粉碎的步骤。


3.根据权利要求2所述的电极片的制备方法，其特征在于，在所述将所述混合物进行气流粉碎的步骤中，所述气流为经过干燥处理的压缩空气，所述压缩空气的水分含量不超过20ppm；
及/或，所述压缩空气的露点温度为-70℃～-30℃。


4.根据权利要求1所述的电极片的制备方法，其特征在于，在所述将所述混合物直接辊压于集流体上的步骤中，所述辊压的温度为80℃～180℃；
及/或，所述辊压的线压力为100Kg/cm～1000Kg/cm。


5.根据权利要求1～4任一项所述的电极片的制备方法，其特征在于，所述导电剂选自导电炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维、乙炔黑和科琴黑中的至少一种；
及/或，所述粘结剂为重均分子量为50...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑斌，黄智钧，陈玉奇，王臣，徐永进，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，肇庆市高要区华锋电子铝箔有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44