超级电容器用导电胶及其制备方法技术

本申请涉及电容器胶粘剂的领域，具体公开了一种超级电容器用导电胶及其制备方法。导电胶包括导电胶基体30%~45%、第一溶剂35%~55%、第二溶剂4.5%~10.5%、粘结剂1.5%~3.5%、分散剂1.5%~3.5%、辅助剂1.5%~2.5%、导电增强剂3%~8%，其中导电胶基体为导电高分子材料，第二溶剂的沸点为55~100℃，第一溶剂的沸点高于第二溶剂的沸点；其制备方法为：将第一溶剂、粘结剂、辅助剂搅拌混合均匀后加入导电胶基体、分散剂并超声分散均匀，然后加入第二溶剂和导电增强剂搅拌混合均匀得到导电胶。本申请制得的导电胶体系均匀，不易产生沉淀和团聚，且制备工艺简单。工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
超级电容器用导电胶及其制备方法


[0001]本申请涉及电容器胶粘剂的领域，更具体地说，它涉及一种超级电容器用导电胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，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，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。相比于传统的蓄电池和物理电容器，超级电容器具有功率密度高、循环寿命长、工作温限宽、绿色环保的特点，即使在零下几度的温度下其充放电速度也仅仅只有数秒钟的时间，而且充放电次数可达百万次，是一种高效、实用、环保的能量储蓄装置，已广泛应用于太阳能发电、新能源汽车、智能电网、城市公共交通等新能源领域。
[0003]超级电容器的制造过程是先将超级电容器的电极极片按照设计要求的大小进行裁片，再将裁切好的极片放入电容器外壳中。制造时需要在电容器外壳内壁与极片之间加入导电胶，导电胶是一种既能有效胶接各种材料，又具有导电性能的胶粘剂，它不仅可以使极片牢固地附着于电容器金属壳的底面，而且可大大提升电容器外壳与极片之间的导电性能。
[0004]目前的导电胶多以胶粘剂作为基体，依靠向胶粘剂中添加导电性填料使胶液具有导电作用，其中添加的导电性填料通常是导电金属、石墨及一些导电化合物，其中以导电金属居多，如金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末等。
[0005]但是在使用导电胶的过程中，导电胶中的导电性填料固体颗粒容易沉淀而导致导电胶很容易分层，在涂覆时，由于导电胶体系内导电性填料分布不均，会导致电容器外壳与极片之间各部位的导电性能存在差异，影响超级电容器的性能。

技术实现思路

[0006]为了改善目前的导电胶中导电性填料分布不均而影响导电性能的问题，本申请提供一种超级电容器用导电胶及其制备方法。
[0007]第一方面，本申请提供一种超级电容器用导电胶，采用如下的技术方案：一种超级电容器用导电胶，包括以下重量百分比的组分：导电胶基体30％～45％；第一溶剂35％～55％；第二溶剂4.5％～10.5％；粘结剂1.5％～3.5％；辅助剂1.5％～2.5％；分散剂1.5％～3.5％；导电增强剂3％～8％；
其中，所述导电胶基体为导电高分子材料，所述第二溶剂的沸点为55～100℃，所述第一溶剂的沸点高于第二溶剂的沸点。
[0008]通过采用上述技术方案，采用导电高分子材料作为导电胶基体，并加入导电增强剂进一步提高导电性能，粘结剂的目的是为了增强导电胶的附着力，以及防止导电胶基体聚集或团聚；各组分的结合使制成的导电胶具有很好的流动性，导电性能更优异，分散效果好，导电胶体系更均匀，相比于传统填料式导电胶，不易产生沉淀和团聚，使电容器外壳与极片之间各部位的导电性能更均衡，大大提高了超级电容器的稳定性。
[0009]由于粘结剂在较高温度下更容易快速溶解，因此本申请采用较高沸点的第一溶剂作为粘结剂的溶解介质，第二溶剂采用较低沸点的溶剂主要用于提升导电胶中溶剂的挥发度，使导电胶在后续应用时更易于烘干固化，节省生产时间。
[0010]经试验，采用本申请中第一溶剂与第二溶剂在导电胶体系中的重量百分比配比，不仅可以保证粘结剂形成足够理想厚度及柔韧度的导电膜，而且有利于提高导电胶在干燥过程中的成膜速度，使导电胶膜的均匀度更高、柔韧性更好。
[0011]优选的，所述导电胶基体为聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚乙炔、聚噻吩、聚磺酸、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔中的一种或几种的组合。
[0012]优选的，所述导电胶基体为聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)水性分散液。
[0013]通过采用上述技术方案，聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)水性分散液为聚噻吩/聚磺酸的水性分散液，具有良好的电导率和热稳定性，作为导电胶基体导电性能好，并且聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)水性分散液本身为高度分散的水基分散体系，有利于提高导电胶的分散均匀程度。
[0014]优选的，聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)水性分散液的固含量为2％～5％，水性分散液中导电聚合物颗粒的颗粒度D90＝100nm，粘度为10～35mPa
·
s。
[0015]通过采用上述技术方案，该粒径范围下，导电胶体系分散更均匀，固含量控制在2％～5％能够保证导电胶具有良好的导电性能。
[0016]优选的，所述粘结剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙二醇羧酸酯、聚乙烯醋酸酯、聚丙烯酸酯中的一种或几种的组合。
[0017]通过采用上述技术方案，该几种高分子聚合物都具备胶黏特性，溶于有机溶剂后在后续烘干干燥后能够很好地成膜。
[0018]优选的，所述粘结剂为聚乙烯醇，所述辅助剂为硼酸、五硼酸铵、三氧化二硼中的一种或几种的组合。
[0019]通过采用上述技术方案，聚乙烯醇不仅具备优异的成膜功能，而且与硼酸、五硼酸铵、三氧化二硼可形成网状结构，对导电胶基体物质具有良好的支撑作用，可将导电胶基体粒子很好地悬浮于导电胶体系中，结合分散剂的高分散性能，从而使导电胶基体粒子更稳定地分散而不至于聚集、团聚和沉淀，有利于提高体系的稳定性。
[0020]优选的，所述辅助剂为硼酸。
[0021]通过采用上述技术方案，硼酸常温环境下更稳定，易于存储，并且硼酸价格便宜，成本低。
[0022]聚乙烯醇与硼酸的交联反应如下：
[0023]优选的，所述第一溶剂的沸点为155℃以上。
[0024]通过采用上述技术方案，聚乙烯醇在高温下溶解速度更快，经试验，在125～155℃下聚乙烯醇与硼化合物能够快速溶解并混溶，因此第一溶剂的沸点控制在155℃以上能够大大减少挥发和损失。
[0025]优选的，所述第一溶剂为乙二醇、苯甲醇、环己酮、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的一种或几种的组合。
[0026]通过采用上述技术方案，该几种溶剂沸点均在155℃以上，能够很好地适应加热粘结剂聚乙烯醇和辅助剂硼化合物时的高温，溶剂的挥发和损失很少。
[0027]优选的，所述第一溶剂为乙二醇。
[0028]通过采用上述技术方案，由于导电胶基体为聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)水性分散液本身是高度分散的水基分散体系，因此采用亲水性的乙二醇作为第一溶剂与导电胶基体的水基分散液特性更匹配，有利于使体系更均匀。
[0029]优选的，所述第二溶剂为丙酮、乙醇、乙腈、异丙醇、正丙醇、甲乙酮中的一种或几种的组合。
[0030]通过采用上述技术方案，选择亲水性的溶剂作为第二溶剂与聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容器用导电胶，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：导电胶基体30%~45%；第一溶剂35%~55%；第二溶剂4.5%~10.5%；粘结剂1.5%~3.5%；辅助剂1.5%~2.5%；分散剂1.5%~3.5%；导电增强剂3%~8%；其中，所述导电胶基体为导电高分子材料，所述第二溶剂的沸点为55~100℃，所述第一溶剂的沸点高于第二溶剂的沸点。2.根据权利要求1所述的超级电容器用导电胶，其特征在于：所述导电胶基体为聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚乙炔、聚噻吩、聚磺酸、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔中的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的超级电容器用导电胶，其特征在于：所述粘结剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙二醇羧酸酯、聚乙烯醋酸酯、聚丙烯酸酯中的一种或几种的组合。4.根据权利要求3所述的超级电容器用导电胶，其特征在于：所述粘结剂为聚乙烯醇，所述辅助剂为硼酸、五硼酸铵、三氧化二硼中的一种或几种的组合。5.根据权利要求4所述的超级电容器用导电胶，其特征在于：所述第一溶剂的沸点为155℃以上。6.根据权利要求5所述的超级电容器用导电胶，其特征在于：所述第一溶剂为乙二醇、苯甲醇、环己酮、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的一种或几种的组合。7.根据权利要求1所述的超级电容器用导电胶，其特征在于：所述第二溶剂为丙酮、乙醇、乙腈、异丙醇、正丙醇、甲乙酮中的一种或几种的组合。8.根据权利要求1所述的超级...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣，王永祥，尹超，尹志华，
申请(专利权)人：深圳江浩电子有限公司，
类型：发明
国别省市：