一种电容器电极的制作方法以及电容器的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种电容器电极的制作方法以及电容器的制作方法。电容器电极的制作方法包括：采用第一活性炭以及第一粘结剂制作正极电极，其中，第一活性炭的官能团含量小于或等于0.5mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为75%~80%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为10%~15%，孔径大于50nm的体积占比为5%~10%，采用第二活性炭以及第二粘结剂制作负极电极，其中，第二活性炭的官能团含量小于或等于1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为70%~90%，孔径数值范围为20nm~50nm的体积占比为5%~15%，孔径大于50nm的体积占比为1%~5%。孔径大于50nm的体积占比为1%~5%。孔径大于50nm的体积占比为1%~5%。

【技术实现步骤摘要】
一种电容器电极的制作方法以及电容器的制作方法


[0001]本专利技术涉及电容器生成
，尤其涉及一种电容器电极的制作方法以及电容器的制作方法。

技术介绍

[0002]全球的环境日益恶化，各国相继出台了相关的措施来改善环境问题，采用新能源如风能、光能等可持续利用的能源，来减少对不可再生能源的使用，减缓和改善环境恶化已经在进行中，中国也不例外。实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。为了实现“碳达峰”和“碳中和”目标，相关部门制定了新能源推进政策。风能的使用是其中一项重大举措。超级电容器因其功率密度高，使用寿命长，安全性高、免维护等优点，在新能源风电领域中发挥重大作用。在国家政策的刺激下，电容器在数量和性能需求比较迫切，比如提高电容器的使用电压，电容器高温下的浮充寿命等，并在此基础上要求降低成本等。
[0003]传统的2.7V和2.85V双电层电容器采用对称电极和常规的AN（乙腈）体系电解液，现有技术提高双电层电容器使用电压和高温下耐浮充寿命一般是从电解液方面入手，而电解液的优化不仅需要添加特殊的高价添加剂，从而带来成本的大幅度提高，还需要在电解液溶剂中添加电化学窗口较高的，比如PC（碳酸丙烯酯）溶剂，而添加的PC溶剂的电解液电导率太低，大大降低了电容的功率密度；也有相关文献介绍需要将电极做成不对称结构，即正极极片单面面积容量发挥（P，positive，正极）大于或等于负极的（N，negtive，负极）（P/N≥1.0），这种设计主要考虑到降低正极的电极电位从而减弱正极的劣化，但是这种设计不仅大大损失容量，而且还需要相关电解液的匹配才能发挥出性能；而很少有资料研究当P/N≥1.0，在充电过程中，正极氧化电位降低势必为带来负极还原电位的降低，较低的负极电位下某些类型的粘结剂会发生还原反应，粘结剂失效导致性能劣化。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电容器电极的制作方法以及电容器的制作方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种电容器电极的制作方法，其包括：S1、采用第一活性炭以及第一粘结剂制作正极电极，其中，第一活性炭的官能团含量小于或等于0.5mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为75%~80%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为10%~15%，孔径大于50nm的体积占比为5%~10%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为2.0
±
1.0μm，D50对应的粒径的数值为5.5
±
1.5μm，D90对应的粒径的数值为9.5
±
1.5μm，S2、采用第二活性炭以及第二粘结剂制作负极电极，其中，第二活性炭的官能团含量小于或等于1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为70%~90%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为5%~15%，
孔径大于50nm的体积占比为1%~15%，第二活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为3.0
±
1.0μm，D50对应的粒径的数值为7.0
±
1.5μm，D90对应的粒径的数值为10.5
±
1.5μm。
[0006]本专利技术的有益效果是：通过特定的第一活性炭和第一粘接剂制作正极电极，通过特定的第二活性炭和第二粘接剂制作负极电极，使得正极电极和负极电极组装电容器时，降低电解液的要求，降低成本，且保证高温高压下的耐浮充寿命。
[0007]进一步地，所述第一粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚酰亚胺中的一种或多种混合物，所述第二粘结剂为丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、丙烯腈中的一种或多种混合物。
[0008]采用上述进一步方案的有益效果是：第一粘结剂用于提高正极电极的抗氧化性能，第二粘结剂用于提高负极电极的抗还原性能，提高电极可靠性，提高电极性能。
[0009]进一步地，所述正极电极单位面积容量除以所述负极电极单位面积容量的数值范围为0.6~1.5。
[0010]采用上述进一步方案的有益效果是：提高电极的容量。
[0011]进一步地，采用第一活性炭的官能团含量为0.3mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为76%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为11%，孔径大于50nm的体积占比为8%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为1.5μm，D50对应的粒径的数值为6μm，D90对应的粒径的数值为9μm，第一粘结剂为聚四氟乙烯，按照第一活性炭：聚四氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的正极电极，采用第二活性炭的官能团含量为1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为88%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为8%，孔径大于50nm的体积占比为4%，第二活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为3.5μm，D50对应的粒径的数值为8μm，D90对应的粒径的数值为11.5μm，第二粘结剂为聚偏氟乙烯，按照第二活性炭：聚偏氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的负极电极；或，采用第一活性炭的官能团含量为0.5mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为79%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为15%，孔径大于50nm的体积占比为9%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为2.5μm，D50对应的粒径的数值为7μm，D90对应的粒径的数值为11μm，第一粘结剂为聚偏氟乙烯，按照第一活性炭：聚偏氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为130g/m2、宽度为125mm的正极电极，采用第二活性炭的官能团含量为1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为88%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为8%，孔径大于50nm的体积占比为4%，第二活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为3.5μm，D50对应的粒径的数值为8μm，D90对应的粒径的数值为11.5μm，第二粘结剂为丙烯腈，按照第二活性炭：丙烯腈：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的负极电极；或，采用第一活性炭的官能团含量为0.3mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于
或等于2nm的体积占比为76%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为11%，孔径大于50nm的体积占比为8%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为1.5μm，D50对应的粒径的数值为6μm，D90对应的粒径的数值为9μm，第一粘结剂为聚四氟乙烯，按照第一活性炭：聚四氟乙烯：导电碳黑的重量比为90本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器电极的制作方法，其特征在于，包括：S1、采用第一活性炭以及第一粘结剂制作正极电极，其中，第一活性炭的官能团含量小于或等于0.5mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为75%~80%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为10%~15%，孔径大于50nm的体积占比为5%~10%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为2.0
±
1.0μm，D50对应的粒径的数值为5.5
±
1.5μm，D90对应的粒径的数值为9.5
±
1.5μm，S2、采用第二活性炭以及第二粘结剂制作负极电极，其中，第二活性炭的官能团含量小于或等于1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为70%~90%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为5%~15%，孔径大于50nm的体积占比为1%~15%，第二活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为3.0
±
1.0μm，D50对应的粒径的数值为7.0
±
1.5μm，D90对应的粒径的数值为10.5
±
1.5μm。2.根据权利要求1所述的一种电容器电极的制作方法，其特征在于，所述第一粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚酰亚胺中的一种或多种混合物，所述第二粘结剂为丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、丙烯腈中的一种或多种混合物。3.根据权利要求1所述的一种电容器电极的制作方法，其特征在于，所述正极电极单位面积容量除以所述负极电极单位面积容量的数值范围为0.6~1.5。4.根据权利要求1所述的一种电容器电极的制作方法，其特征在于，采用第一活性炭的官能团含量为0.3mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为76%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为11%，孔径大于50nm的体积占比为8%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为1.5μm，D50对应的粒径的数值为6μm，D90对应的粒径的数值为9μm，第一粘结剂为聚四氟乙烯，按照第一活性炭：聚四氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的正极电极，采用第二活性炭的官能团含量为1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为88%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为8%，孔径大于50nm的体积占比为4%，第二活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为3.5μm，D50对应的粒径的数值为8μm，D90对应的粒径的数值为11.5μm，第二粘结剂为聚偏氟乙烯，按照第二活性炭：聚偏氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的负极电极；或，采用第一活性炭的官能团含量为0.5mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为79%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为15%，孔径大于50nm的体积占比为9%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为2.5μm，D50对应的粒径的数值为7μm，D90对应的粒径的数值为11μm，第一粘结剂为聚偏氟乙烯，按照第一活性炭：聚偏氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为130g/m2、宽度为125mm的正极电极，采用第二活性炭的官能团含量为1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为88%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为8%，孔径大于50nm的体积
占比为4%，第二活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为3.5μm，D50对应的粒径的数值为8μm，D90对应的粒径的数值为11.5μm，第二粘结剂为丙烯腈，按照第二活性炭：丙烯腈：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的负极电极；或，采用第一活性炭的官能团含量为0.3mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为76%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为11%，孔径大于50nm的体积占比为8%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为1.5μm，D50对应的粒径的数值为6μm，D90对应的粒径的数值为9μm，第一粘结剂为聚四氟乙烯，按照第一活性炭：聚四氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的正极电极，采用第二活性炭的官能团含量为1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为88%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为8%，孔径大于50nm的体积占比为4%，第二活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为3.5μm，D50对应的粒径的数值为8μm，D90对应的粒径的数值为11.5μm，第二粘结剂为聚四氟乙烯，按照第二活性炭：聚四氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的负极电极；或，采用第一活性炭的官能团含量为0.3mmol/g，第一活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为76%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为11%，孔径大于50nm的体积占比为8%，第一活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为1.5μm，D50对应的粒径的数值为6μm，D90对应的粒径的数值为9μm，第一粘结剂为聚偏氟乙烯，按照第一活性炭：聚偏氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的正极电极，采用第二活性炭的官能团含量为1.5mmol/g，第二活性炭的孔径分布为：孔径小于或等于2nm的体积占比为88%，孔径数值范围为2nm~50nm的体积占比为8%，孔径大于50nm的体积占比为4%，第二活性炭的粒度分布为：D10对应的粒径的数值为3.5μm，D50对应的粒径的数值为8μm，D90对应的粒径的数值为11.5μm，第二粘结剂为聚四氟乙烯，按照第二活性炭：聚四氟乙烯：导电碳黑的重量比为90：5：5，制作双面面密度为120g/m2、宽度为125mm的负极电极；或，采用第一活性炭的官能团含量为0.5mmol/g，第一活性炭的孔径分...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔维国，李爱红，费鹏扬，
申请(专利权)人：天津普兰能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：