一种超级电容器及其制备方法技术

本申请涉及超级电容器技术领域，提供了一种超级电容器，包括封装壳体以及位于封装壳体内的正极、负极、隔膜和电解液，封装壳体的内表面结合有涂层，涂层的材料包括气体吸附材料和第一粘结剂，且气体吸附材料的比表面积＞500m2/g，粒径满足：D50＜50μm。本申请提供的超级电容器，由于封装壳体的内表面结合有涂层，不仅增大了壳体内部的比表面积，而且涂层含有气体吸附材料，可以大量吸附超级电容器所产生的气体，因此可以减少超级电容器在长期服役中产生的气体对于壳体单位面积的作用力，降低服役中超级电容器胀气和漏液比例，延长其使用寿命。用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容器及其制备方法


[0001]本申请属于超级电容器
，尤其涉及一种超级电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]超级电容器具有超高的功率密度、超快的充电速度、较宽的工作温度范围、超长的循环寿命和安全免维护等特性，因此，在航空航天、轨道交通、新能源汽车和电子工业领域具有广阔的应用前景。然而，超级电容器在长期服役中存在产气，容易导致器件漏液等问题，其气体主要来源于两个方面，一是电极中存在的水的分解，另一方面是长期服役中电解液氧化或者还原分解。
[0003]现有降低产气缺陷的方法一方面是通过烘烤工艺降低电极中的水含量，另一方面是通过提升电解液的电压耐受性，进而缓解电解液的分解。但是，目前商业化的工艺和电解液体系仍然难以解决产气问题，使得超级电容器在长期服役中容易产生鼓胀、漏液等问题而失效，尤其在高温和高电压下，鼓胀、漏液等问题更加严重。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种超级电容器及其制备方法，旨在解决现有的超级电容器在长期服役中容易产生胀气、漏液等而失效的问题。
[0005]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请提供一种超级电容器，包括封装壳体以及位于封装壳体内的正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于，封装壳体的内表面结合有涂层，涂层的材料包括气体吸附材料和第一粘结剂，且气体吸附材料的比表面积＞500m2/g，粒径满足：D50＜50μm。
[0007]第二方面，本申请提供一种超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0008]提供壳体、气体吸附材料、第一粘结剂、正极、负极、隔膜、电解液；
[0009]将气体吸附材料和第一粘结剂进行混合处理，形成浆料，在壳体的内表面涂敷浆料，形成涂层，得到封装壳体；
[0010]将正极、负极、隔膜与封装壳体进行组装，然后注入电解液，得到超级电容器。
[0011]与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
[0012]本申请第一方面提供的超级电容器，由于封装壳体的内表面结合有涂层，增大了壳体内部的比表面积，因此可以减少超级电容器在长期服役中产生的气体对于壳体单位面积的作用力，且该涂层所包含的气体吸附材料的比表面积大于500m2/g，对产生的气体具有较强的吸附作用，也即是相当于减少产气量，从而降低气体的压力；此外，吸附材料的粒径小于50μm，可确保涂层厚度较薄，占据内部空间较小，从而利于降低气体的压力。因此，本申请超级电容器的封装壳体的内表面结合有涂层，可以显著降低超级电容器产生的气体对壳体的作用，从而降低服役中超级电容器胀气和漏液比例，延长其使用寿命。
[0013]本申请第二方面提供的超级电容器的制备方法，先将气体吸附材料和第一粘结剂混合形成浆料，在壳体的内表面涂敷浆料形成涂层，得到封装壳体，然后将正极、负极、隔膜
与封装壳体进行组装，再注入电解液，得到超级电容器。该制备流程简便可控，生产成本低，易于工业化生产。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本申请实施例提供的超级电容器的制备方法的制备流程图。
具体实施方式
[0016]为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0017]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0018]本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a
‑
b(即a和b),a
‑
c,b
‑
c,或a
‑
b
‑
c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
[0019]应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0020]在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0021]本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0022]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0023]本申请实施例第一方面提供一种超级电容器，包括封装壳体以及位于封装壳体内的正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于，封装壳体的内表面结合有涂层，涂层的材料包括气体吸附材料和第一粘结剂，且气体吸附材料的比表面积＞500m2/g，粒径满足：D50＜50μm。
[0024]本申请实施例提供的超级电容器，由于封装壳体的内表面结合有涂层，增大了壳体内部的比表面积，因此可以减少超级电容器在长期服役中产生的气体对于壳体单位面积的作用力，且该涂层所包含的气体吸附材料的比表面积大于500m2/g，对产生的气体具有较强的吸附作用，也即是相当于减少产气量，从而降低气体的压力；此外，吸附材料的粒径小于50μm，可确保涂层厚度较薄，占据内部空间较小，从而利于降低气体的压力。因此，本申请超级电容器的封装壳体的内表面结合有涂层，可以显著降低超级电容器产生的气体对壳体的作用，从而降低服役中超级电容器胀气和漏液比例，延长其使用寿命。
[0025]在实施例中，气体吸附材料的比表面积＞500m2/g，粒径满足：D50＜50μm。本申请实施例提供的气体吸附材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容器，包括封装壳体以及位于所述封装壳体内的正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于，所述封装壳体的内表面结合有涂层，所述涂层的材料包括气体吸附材料和第一粘结剂，且所述气体吸附材料的比表面积＞500m2/g，粒径满足：D50＜50μm。2.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述气体吸附材料的比表面积为1000m2/g～1800m2/g，粒径满足：5μm≤D50≤10μm。3.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述气体吸附材料和所述粘结剂的质量比为(60～90)：(10～40)；和/或所述涂层的厚度为50～1000μm。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的超级电容器，其特征在于，所述气体吸附材料包括活性炭、生物质炭、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、气凝胶、氧化铝陶瓷、多孔二氧化硅和高分子聚合物中的至少一种；和/或所述第一粘结剂包括丁苯橡胶、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。5.如权利要求4所述的超级电容器，其特征在于，所述正极包括正极集流体和结合在所述正极集流体表面的正极活性层，所述正极活性层包括第一活性材料、第一导电剂和第二粘接剂，且所述第一活性材料、所述第一导电剂和所述第二粘接剂的质量比为(70
‑
95)：(2
‑
15)：(3
‑
15)；和/或所述负极包括负极集流体和结合在所述负极集流体表面的负极活性层，所述负极活性层包括第二活性材料、第二导电剂和第三粘接剂，且所述第二活性材料、所述第二导电剂和所述第三粘接剂的质量比为(70
‑
95)：(2
‑
15)：(3
‑
15)。6.如权利要求5所述的超级电容器，其特征在于，所述第一活性材料、所述第一导电剂和所述第二粘接剂的质量比为(80
‑
90)：(5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：陈成猛，王振兵，苏方远，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：