System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 双电层超级电容器制备方法技术_技高网

双电层超级电容器制备方法技术

技术编号:40337779 阅读:10 留言:0更新日期:2024-02-09 14:26
本发明专利技术涉及超级电容器技术领域,尤其涉及一种双电层超级电容器制备方法,包括以下步骤:S1:将粉体活性炭、导电剂、分散剂、粘结剂按照94:4:1:1的比例加入到搅拌机中,加入水;将浆料均匀的涂敷到箔材上,得到正、负极极片;S2:碾压、剪切;S3:卷绕:将剪切后的极片和厚度为15~40μm的隔膜卷绕成直径32mm极组;S4:装配、烘干;S5:注液:电解液的浓度为0.5~1.5mo l/l;S6:电性能测试;S7:高温加速老化测试。通过优化浆料粘结剂,铝箔种类,制备出超薄极片,优化隔膜厚度,优化电解液浓度,单体内阻降低60%以上,功率密度提升180%以上,极大的提升了产品性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超级电容器,尤其涉及一种双电层超级电容器制备方法


技术介绍

1、双电层超级电容器是一种介于常规电容器和化学电池二者之间的新型储能器件,通过电极、电解质界面上产生可逆电化学双电层电容进行储能,具有功率密度高、寿命长、免维护、工作温度宽、充放电时间快等优点。超级电容器高功率的特性,可以为新能源汽车、轨道交通启动、加速时提供辅助动力,制动、下坡时回收能量,延长行驶里程。

2、功率密度对汽车行业尤为重要,超级电容器的功率密度公式为pd=0.12v2/(rm),根据此公式,降低内阻r或者提高工作电压v,可以有效提升功率密度。公开号为101404210a的中国专利申请公开了一种大功率超级电容器,其极片为单面或双面涂层,且采用将极片薄化的方式减小电容器内阻,达到提高其功率的效果。该专利的缺点是:只是对极片厚度做了单一调整,功率密度1.8kw/kg,提升效果不明显。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服上述技术的不足,而提供一种双电层超级电容器制备方法。

2、本专利技术为实现上述目的,采用以下技术方案:一种双电层超级电容器制备方法,包括以下步骤:

3、s1:匀浆、涂布:将粉体活性炭、导电剂、分散剂、粘结剂按照94:4:1:1的比例加入到搅拌机中,加入水;使用涂布机将浆料均匀的涂敷到箔材上,正极涂覆量7mg/cm2,负极涂覆量6mg/cm2以上,得到正、负极极片;

4、s2:碾压、剪切:采用碾压机将正负极极片压到合适厚度,采用剪切机剪到合适宽度;

5、s3:卷绕:将剪切后的极片和厚度为15~40μm的隔膜卷绕成直径32mm极组;

6、s4:装配、烘干:极组焊接上下集流体,放入电容器壳中,并将盖子与壳体焊接,注液前进行烘干;

7、s5:注液:对烘干后的半成品进行注液,电解液的浓度为0.5~1.5mo l/l;

8、s6:电性能测试:对成品电容器进行容量测试、内阻测试;

9、s7:高温加速老化测试:将超级电容器单体放置在65℃高温箱中,每隔一段时间取出复测容量、内阻。

10、优选地,搅拌6h。

11、优选地,粉体活性炭、导电剂、分散剂、粘结剂与水混合后的浆料粘度为500~1000mpa.s,常规浆料黏度为1500~4000,涂敷超薄极片时需要降低涂敷喷头缝隙,常规浆料黏度造成涂敷喷头堵塞,本文采用增加水含量,降低浆料黏度、固含量,保证涂敷过程顺利进行。

12、优选地,所述箔材为穿孔铝箔。穿孔箔可以提高浆料与箔材的粘结力,减缓使用过程中活性物质脱落引发的内阻增大、容量下降。

13、优选地,所述活性炭含量80~90%,导电剂含量1~10%,粘结剂含量1~5%,分散剂0.5~2%。

14、优选地,隔膜种类为纸隔膜、纤维素隔膜、的一种。是常规做法

15、优选地,电解液的溶剂为乙腈、碳酸丙烯脂、环丁砜、乙基异丙基砜、乙基异丁基砜中的一种或者几种,溶质为二甲基双吡啶螺旋季铵盐。

16、优选地,所述粘接剂为聚丙烯酸酯。超级电容器的粘结剂一般选用丁苯橡胶(sbr),本文选择聚丙烯酸酯(paa),优点一聚丙烯酸酯含有丰富的羧酸官能团,可以与活性炭产生共价键,增加粘结力,减少活性物质脱落引起的内阻增大,优点二聚丙烯在电解液中的膨胀性较低,极片膨胀会造成离子传输距离增加,增大产品内阻。

17、优选地,隔膜厚度为15μm。常规厚度25~40μm,目前国内还没有量产15μm隔膜,减小隔膜厚度,可以缩短离子传输距离,进而降低产品内阻,提升功率密度。

18、优选地,电解液浓度为1.5mo l/l。常规选择1mo l/l,定制1.5mo l/l高浓度电解液,提高电解液的电导率,降低内阻,提高产品功率密度。

19、本专利技术的有益效果是:1.传统工艺采用sbr(丁苯橡胶)为粘结剂、蚀刻铝箔为集流体制备的正负极涂覆量在10~18mg/cm2,本专利技术采用paa(聚丙烯酸酯)为粘结剂具有更好的粘结效果和更低的内阻,穿孔铝箔为集流体具有更好的浆料结合力,可以制备出超薄极片,缩短离子、电子传输距离,有效降低了内阻。

20、2.传统超级电容器的隔膜厚度为25~40μm,降低隔膜厚度至15μm,可以缩短离子传输距离,加快离子传导过程,从而降低内阻。

21、3.传统超级电容器的电解液浓度为1mo l/l,增加电解液浓度至1.5mo l/l,单位面积内的离子数量增加50%,可以有效增加离子传导率,降低电容器内阻。相比于正常产品,单体内阻降低60%以上,功率密度提升180%,极大的提升了产品性能,意义重大。

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【技术保护点】

1.一种双电层超级电容器制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S1中,搅拌6h。

3.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S1中,粉体活性炭、导电剂、分散剂、粘结剂与水混合后的浆料粘度为500~4000mpa.s。

4.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S1中,所述箔材为穿孔铝箔、涂炭铝箔、刻蚀铝箔、铝光箔中的一种。

5.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S1中,所述活性炭含量80~90%,导电剂含量1~10%,粘结剂含量1~5%,分散剂0.5~2%。

6.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S3中,隔膜种类为纸隔膜、纤维素隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜和陶瓷隔膜中的一种。

7.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S5中,电解液的溶剂为乙腈、碳酸丙烯脂、环丁砜、乙基异丙基砜、乙基异丁基砜中的一种或者几种,溶质为二甲基双吡啶螺旋季铵盐。

8.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S1中,所述粘接剂为聚丙烯酸酯。

9.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S3中,隔膜厚度为15μm。

10.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在S5中,电解液浓度为1.5mol/l。

...

【技术特征摘要】

1.一种双电层超级电容器制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在s1中,搅拌6h。

3.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在s1中,粉体活性炭、导电剂、分散剂、粘结剂与水混合后的浆料粘度为500~4000mpa.s。

4.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在s1中,所述箔材为穿孔铝箔、涂炭铝箔、刻蚀铝箔、铝光箔中的一种。

5.根据权利要求1所述的双电层超级电容器制备方法,其特征在于:在s1中,所述活性炭含量80~90%,导电剂含量1~10%,粘结剂含量1~5%,分散剂0.5~2%。

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘海丽赵程段泉滨尹子振马猛
申请(专利权)人:天津力神超电科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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