扣式超级电容器极片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超级电容器极片领域，具体涉及到一种扣式超级电容器极片及其制备方法。本发明专利技术采用的技术方案是：原料包括导电碳、活性炭、PTFE粉末和去离子水，活性炭与导电碳的加入质量比例为8:1~9:1，活性炭与导电碳进行混合的一次混合物，然后与PTFE粉末进行混合，混合质量比例控制在9:1~9.5:0.5，二次混合物与去离子水混合加入的质量比例为7:3~9.5:0.5。本发明专利技术通过高温处理方式将活性炭，导电碳粉体与高分子材料纤维化，然后添加去离子水水搅拌后压制成膜，制备的极片可以有效的提高极片的吸液的性能，解决传统极片绕卷韧性差的问题。同时该工艺方法杜绝了使用乙醇，避免了挥发的乙醇导致的危险性。发的乙醇导致的危险性。发的乙醇导致的危险性。

【技术实现步骤摘要】
扣式超级电容器极片及其制备方法
[0001]领域技术本专利技术涉及一种超级电容器极片领域，具体涉及到一种扣式超级电容器极片及其制备方法。

技术介绍

[0002]超级电容器是一种高性能储能器件，其原理是基于多孔碳、导电高分子等，在电极表面
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电解质界面进行快速充放电来实现对能量的存储，根据其储能机理可以分为双电层电容器与赝电容电容器。超级电容器的出现填补了传统电容器与电池之间的空白，相较于传统的电容器，超级电容器具有明显的容量优势，同体积的情况下，超级电容器的容量可以达到传统电容器的数千倍，而相比于电池超级电容器的功率密度可以达到锂电池的数百到数千倍。因此，超级电容器在很多领域都有广泛的应用前景，受到了世界各国的高度重视。
[0003]目前市面上销售的超级电容器大部分电容器均为双电层超级电容器，根据其外观主要分为扣式与柱式两类。扣式超级电容器是一类小型化的超级电容器，不同于柱式超级电容器的高性能，相同容量的情况下，柱式超级电容器的性能会远高于扣式超级电容器的性能，因此扣式电容器主要应用于RTC等一些对元器件体积有严格限制的应用上。对比扣式与柱式超级电容器的结构进行分析，因受限于结构原因扣式产品的极片通常较厚，极片的电阻率较高，离子的传输距离较远，在倍率充放电及瞬时功率上扣式电容与柱式产品性能差距较大。
[0004]极片作为超级电容器能量发挥的主要载体，极片的性能决定了超级电容器的性能，超级电容器的极片性能主要受材料与工艺的影响，对于扣式超级电容器，产品极片的成分主要由活性炭，导电碳与粘结剂组成，在材料没有较大进步的前提下，不同厂家的物料性能相差较小，因此极片的生产工艺对产品性能的发挥起到较大的影响。
[0005]目前现有扣式极片的生产工艺主要通过以下步骤：1）混料，将活性炭与导电碳按照一定的比例进行混合；2）湿混，向上一步的混合物中添加一定比例的去离子水与无水乙醇，并进行充分的搅拌；3）对辊，将上一步的到产物使用压片机压制到一定的尺寸；4）烘烤，出去极片中多余的水分；5）压片，将烘烤后的极片压制到需求的尺寸。
[0006]现有的工艺存在以下缺点：1.极片的制备过程需要添加大量的乙醇，乙醇的大量使用不仅会增加极片的制备成本，并且在混料与烘烤的过程中挥发的乙醇会有一定的危险性；2.极片的制备过程存在将极片多次对叠辊压的操作，制备的极片对于电解液的吸收效果较差，极片的吸液时间普遍较长；3.生产成本较高，极片的生产周期较长，且无法使用自动化设备进行生产，制备的过程需要使用大量的人工。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术专利提供一种扣式超级电容器极片及其制备方法，解决原有的极片制造使用乙醇导致危险性高及吸液效果差的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术扣式超级电容器极片，原料包括导电碳、活性炭、PTFE粉末和去离子水，活性炭与导电碳的加入质量比例为8:1~9:1之间，活性炭与导电碳进行混合的一次混合物，一次混合物与PTFE粉末进行混合，混合质量比例控制在9:1~9.5:0.5之间，得到二次混合物，二次混合物与去离子水混合加入的质量比例为7:3~9.5:0.5。
[0009]本专利技术制备扣式超级电容器极片的方法，包括如下步骤，1)首先将导电碳与活性炭按照比例进行混合，得到一次混合物；2)将一次混合物与PTFE粉末按照比例搅拌混合，得到二次混合物；3)将二次混合物通过高温进行处理；4)将高温处理后的产物使用气流粉碎机进行粉碎；5)将通过气流粉碎处理后的物料与去离子水按照一定的比例进行搅拌混合；6)将得到的物料使用对辊机进行压片，得到成品极片。
[0010]根据所述的扣式超级电容器极片的制备方法，步骤1)中，活性炭与导电碳需要先置于120℃鼓风烤箱中烘烤12h以上，然后在进行混合，混合后的活性炭与导电碳加入到V型搅拌机中搅拌10~15h。
[0011]根据所述的扣式超级电容器极片的制备方法，步骤2)中一次混合物与PTFE粉末混合后的物质需要在低温下进行搅拌，搅拌及的转速控制在50~200r/min，搅拌时间为3~5h。
[0012]根据所述的扣式超级电容器极片的制备方法，步骤3)中二次混合物使用鼓风烤箱在70~90℃的环境下烘烤2~5h。
[0013]根据所述的扣式超级电容器极片的制备方法，步骤4）烘烤后的二次混合产物缓慢的加入到气流粉碎机中，气体的压力设置为0.6~0.8MPa，物料的上料速度控制在50~90min/Kg。
[0014]根据所述的扣式超级电容器极片的制备方法，步骤5）粉碎后的混合物与少量的去离子水进行搅拌混合，混合物与去离子水的比例为7:3~9.5:0.5，搅拌机的搅拌转速为50~200r/min。
[0015]根据所述的扣式超级电容器极片的制备方法，步骤6）搅拌后的物料使用压片机进行压片，压片机的压力控制在50~300KN之间，压片的温度设置为70~200℃，压片速率为0.5~3m/min。
[0016]本专利技术通过高温处理方式将活性炭，导电碳粉体与高分子材料纤维化，然后添加去离子水水搅拌后压制成膜，制备的极片可以有效的提高极片的吸液的性能，解决传统极片绕卷韧性差的问题。
[0017]同时该工艺方法杜绝了使用乙醇，避免了混料与烘烤的过程中挥发的乙醇导致的危险性；由于是混合物直接加去离子水压制成片，免去频繁金属极片来回送料导致的制造工序多成本高的问题。
附图说明
[0018]图1极片制备流程。
[0019]图2极片的SEM图片。
具体实施方式
[0020]下面对本专利技术的具体内容及步骤进行详细的说明：本专利技术所述的一种扣式超级电容器极片，原料包括导电碳、活性炭、PTFE粉末和去离子水，活性炭与导电碳的加入质量比例为8:1~9:1之间，活性炭与导电碳进行混合的一次混合物，一次混合物与PTFE粉末进行混合，混合质量比例控制在9:1~9.5:0.5之间，得到二次混合物，二次混合物与去离子水混合加入的质量比例为7:3~9.5:0.5。
[0021]本专利技术扣式超级电容器极片的制备方法，包括以下步骤：1)将导电碳与活性炭进行高温除水，具体为活性炭与导电碳需要置于120℃的鼓风烤箱中烘烤12h以上实现高温脱水；2)将导电碳与活性炭按照质量比例为8:1~9:1进行混合，混合后的活性炭与导电碳加入到V型搅拌机中搅拌10~15h；3)将上一步混合的导电碳与活性炭与PTFE粉末按照一定的比例搅拌混合，混合的质量比例控制在9:1~9.5:0.5之间，混合后的物质需要在低温下进行搅拌，搅拌的转速控制在50~200r/min，搅拌时间为3~5h。
[0022]4)将上一步的混合物使用鼓风烤箱在70~90℃的环境下烘烤2~5h；5)将高温处理后的产物取出，缓慢的加入到气流粉碎机中，气体的压力设置为0.6~0.8MPa，物料的上料速度控制在50~90min/Kg；6)将通过气流粉碎处理后与少量的去离子水进行搅拌混合，混合物与去离子水的比例为7:3~9.5:0.5，搅拌速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扣式超级电容器极片，其特征是，原料包括导电碳、活性炭、PTFE粉末和去离子水，活性炭与导电碳的加入质量比例为8:1~9:1之间，活性炭与导电碳进行混合的一次混合物，一次混合物与PTFE粉末进行混合，混合质量比例控制在9:1~9.5:0.5之间，得到二次混合物，二次混合物与去离子水混合加入的质量比例为7:3~9.5:0.5。2.一种制备权利要求1所述的扣式超级电容器极片的方法，其特征是，包括如下步骤，首先将导电碳与活性炭按照比例进行混合，得到一次混合物；将一次混合物与PTFE粉末按照比例搅拌混合，得到二次混合物；将二次混合物通过高温进行处理；将高温处理后的产物使用气流粉碎机进行粉碎；将通过气流粉碎处理后的物料与去离子水按照一定的比例进行搅拌混合；将得到的物料使用对辊机进行压片，得到成品极片。3.根据权利要求2所述的扣式超级电容器极片的制备方法，其特征是，步骤1)中，活性炭与导电碳需要先置于120℃鼓风烤箱中烘烤12h以上，然后在进行混合，混合后的活性炭与导电碳加入到V型搅拌机中搅拌10~15h。4.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴井，王勇，周厚水，袁玉霞，边仁安，
申请(专利权)人：山东精工能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：