一种三维石墨烯电极制造方法及超级电容器技术

本发明专利技术公开了一种三维石墨烯电极制造方法及超级电容器，包括如下步骤：S1：将粘接剂、分散剂及超纯水以3：1.5：200的比例混合均匀，制成底液；S2：准备三维石墨烯固体，将底液与三维石墨烯固体以5：4.7的比例搅拌混合至呈面团状；S3：再次加入与S2中等量的底液搅拌至成浆状，得到浆液；S4：准备铝箔板，通过涂布机将浆液分别涂布至铝箔板的两面制成电极板；S5：对电极板上的浆液进行烘干；S6：将电极板裁切成若干电极；S7：最后将若干电极放入电解液中电解，使电极两端形成正负极。通过将带有三维石墨烯的浆液涂布至铝箔板上制成电极，由于石墨烯本身拥有极高的电导率，故无需再添加导电剂，使得超级电容器内阻更低，可轻松实现超大功率充放电。功率充放电。功率充放电。

【技术实现步骤摘要】
一种三维石墨烯电极制造方法及超级电容器


[0001]本专利技术涉及电极
，尤其是一种三维石墨烯电极制造方法及超级电容器。

技术介绍

[0002]超级电容器是利用双电层原理储能的新型储能器件，具有高比功率、长寿命、宽温幅等优点。目前，超级电容器的活性材料主要是使用高比表面积活性炭，具有性价比高的特点，但是，活性炭的导电性能较差、空间利用率低、杂质较多易影响电化学稳定性，极大了限制了超级电容器性能的提高和发展。

技术实现思路

[0003]鉴于上述情况，有必要提供一种三维石墨烯电极制造方法及超级电容器，以解决现有超级电容器的活性材料具有很大局限的问题。
[0004]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种三维石墨烯电极制造方法，包括如下步骤：S1：将粘接剂、分散剂及超纯水以3：1.5：200的比例混合均匀，制成底液；S2：准备三维石墨烯固体，将底液与三维石墨烯固体以5：4.7的比例搅拌混合至呈面团状；S3：再次加入与S2中等量的底液搅拌至成浆状，得到浆液；S4：准备铝箔板，通过涂布机将浆液分别涂布至铝箔板的两面制成电极板；S5：对电极板上的浆液进行烘干；S6：将电极板裁切成若干电极；S7：最后将若干电极放入电解液中电解，使电极两端形成正负极。
[0005]进一步地，S3中，将得到的浆液通过筛网进行过滤。
[0006]进一步地，S4中，当浆液涂布在铝箔板上后，通过辊压机对浆液进行辊压压平。
[0007]进一步地，S4中，涂布操作前，对铝箔板表面进行净化处理。
>[0008]进一步地，S1中，将底液放置在分散机中进行均匀混合。
[0009]进一步地，S2、S3中，使用搅拌机对三维石墨烯固体和底液进行搅拌混合。
[0010]进一步地，S2中，三维石墨烯固体采用三维石墨烯粉末，孔径为0.5
‑
2nm。
[0011]进一步地，S4中，电极板的厚度为100nm
‑
300nm。
[0012]进一步地，S2、S3中，在搅拌过程中进行加热。
[0013]第二方面，本专利技术提供了一种超级电容器，包括：壳体及设于壳体内的卷芯，卷芯上设有电极，电极通过第一方面中任意一种三维石墨烯电极制造方法制造。
[0014]通过以上技术方案，本专利技术的有益效果：1、本专利技术通过将带有三维石墨烯的浆液涂布至铝箔板上制成电极，由于石墨烯本身拥有极高的电导率，故无需再添加导电剂，使得超级电容器内阻更低，可轻松实现超大功率充放电；
2、石墨烯的空间利用率高，故可以使超级电容器通过的容量更大，同时，三维石墨烯结构稳定性强，使用过程中离子进出对三维石墨烯本体无伤害，使得超级电容器循环性能更佳；3、三维石墨烯不含杂质，拥有更好的电化学稳定性，制备的超级电容器拥有更高的负荷使用寿命。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例一的方法流程图；图2是本专利技术实施例一的电极板立体结构示意图。
[0016]100、浆液；200、铝箔板；300、电极板。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术一种三维石墨烯电极制造方法及超级电容器进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]实施例一请参照图1
‑
2，一种三维石墨烯电极制造方法，包括如下步骤：S1：将粘接剂、分散剂及超纯水以3：1.5：200的比例混合均匀，制成底液，超纯水可以将粘结剂进行稀释，形成粘液，同时，超纯水中的导电介质几乎完全去除，且水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度电阻率达到10MΩ*cm，故不会影响到电极的导电。加入分散剂可以便于三维石墨烯固体的快速分散溶合，可了解的，分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均匀分散一些难于溶解于液体的固体颗粒，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚，使溶液形成安定的悬浮液。
[0019]S2：准备三维石墨烯固体，将底液与三维石墨烯固体以5：4.7的比例搅拌混合至呈面团状，由于分散剂的作用可以使三维石墨烯固体快速分散成可溶解颗粒，使石墨烯固体基本溶融分散在底液中；S3：再次加入与S2中等量的底液搅拌至成浆状，得到浆液100，由于底液中粘接剂的作用可使浆液100具有粘性，方便后续涂布至铝箔板200上，通过分步加入底液可以使三维石墨烯固体溶融分散地更加均匀。
[0020]S4：准备铝箔板200，通过涂布机将浆液100分别涂布至铝箔板200的两面制成电极板300，由于浆液100具有粘接性，故可以粘接在铝箔板200的表面。涂布的浆液100厚度可根据具体需要进行涂布。优选的，涂布机可以采用可双面同时涂布的涂布机，可以加快生产效率。
[0021]S5：对电极板300上的浆液100进行烘干，可以使浆液100凝固在铝箔板200表面。
[0022]S6：将电极板裁切成若干电极，用于超级电容器或其他元件电极的使用。具体裁切尺寸可根据需要进行设定。优选的，通过裁切机对电极板300进行裁切，裁切完成后可对电机边角进行修整打磨。
[0023]S7：最后将若干电极放入电解液中电解，对电解液进行通电，通过阴阳离子的移动使电极两端形成正负极。
[0024]在本实施例中，S3中，将得到的浆液100通过筛网进行过滤，可以将浆液100中的未溶解的大颗粒过筛掉。优选的，筛网采用200目筛网，孔径74.162微米，可以有效过滤掉未完全分解的大分子颗粒。
[0025]在本实施例中，S4中，当浆液100涂布在铝箔板200上后，通过辊压机对浆液100进行辊压压平，使浆液100被压实，能够保障三维石墨烯的密度从而保障导电性能，同时还可以使电极板300表面平整光滑。
[0026]在本实施例中，S4中，涂布操作前，对铝箔板200表面进行净化处理，包括脱脂、碱洗等操作，脱脂可以除去铝箔板200表面的油脂，碱洗可以除去铝箔板200表面的氧化层。
[0027]在本实施例中，S1中，将底液放置在分散机中进行均匀混合，分散机带动底液作旋转运动，使粘接剂、分散剂及超纯水混合均匀。
[0028]在本实施例中，S2、S3中，使用搅拌机对三维石墨烯固体和底液进行搅拌混合，在搅拌机的作用下，可以使三维石墨烯固体充分搅拌均与溶于底液中。
[0029]在本实施例中，S2中，三维石墨烯固体采用三维石墨烯粉末，方便与底液更好地融合，孔径为0.5
‑
2nm，可匹配超级电容器中正负极离子尺寸，更好的发挥超级电容器的性能。
[0030]在本实施例中，S4中，电极板的厚度为100nm
‑
300nm，这里并不进行限定，具体需要可根据需求进行选择。
[0031]在本实施例中，S2、S3中，在搅拌过程中进行加热，可以加快三维石墨烯固体的溶解。
[0032]实施例二本专利技术提供了一种超级电容器，包括：壳体及设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维石墨烯电极制造方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将粘接剂、分散剂及超纯水以3：1.5：200的比例混合均匀，制成底液；S2：准备三维石墨烯固体，将所述底液与所述三维石墨烯固体以5：4.7的比例搅拌混合至呈面团状；S3：再次加入与所述S2中等量的所述底液搅拌至成浆状，得到浆液（100）；S4：准备铝箔板（200），通过涂布机将所述浆液（100）分别涂布至所述铝箔板（200）的两面制成电极板（300）；S5：对所述电极板（300）上的所述浆液（100）进行烘干；S6：将所述电极板（300）裁切成若干电极；S7：最后将若干所述电极放入电解液中电解，使所述电极两端形成正负极。2.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯电极制造方法，其特征在于，S3中，将得到的所述浆液（100）通过筛网进行过滤。3.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯电极制造方法，其特征在于，S4中，当所述浆液（100）涂布在所述铝箔板（200）上后，通过辊压机对所述浆液（100）进行辊压压平。4.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯电极制造方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐政，杨国庆，阎贵东，张俊峰，
申请(专利权)人：深圳市今朝时代股份有限公司，
类型：发明
国别省市：