一种铅碳超级电容器集流体制造技术

一种铅碳超级电容器集流体，包括铅质或铅合金带状本体（１），其特征是所述的带状本体（１）上设有多个通孔或凹槽（２），所述带状本体（１）的厚度为０．５～２ｍｍ，带状本体（１）上的通孔或凹槽（２）的面积为０．５～６０ｍｍ２。用本实用新型专利技术的集流体制成的铅碳超级电容器，比能量可以达到１８ｗｈ／ｋｇ以上，工作电位窗可以达到２Ｖ，并可显著降低超级电容器的材料成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种制作超级电容器的部件，它在超级电容器电极中可作为集流体使用，尤其是一种可以更多地涂覆活性炭的集流体，具体地说是一种铅碳超级电容器集流体。
技术介绍
众所周知，超级电容器(superc即acitor)又称超大容量电容器、黄金电容、储能 电容，是介于电容器和电池之间的储能器件。它既具有电容器可以快速充放电的特点，又具 有电化学电池的储能机理。超级电容器储存电荷的能力强，并具有充放电速度快、效率高、 对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。因其具有高比功率、大电容 和循环寿命长等特点，成为一种新型的储能装置，在移动通信、信息技术、消费电子、电动汽 车、航空航天和国防科技等领域具有重要和广阔的应用前景，在世界范围内引起了极大关 注。 随着全球经济和社会的快速发展，资源和能源日渐短缺，生态环境日益恶化，人类 将更加依赖于太阳能、风能、生物质能或氢能等可再生能源。其中，在太阳能和风能的储能 系统领域，目前主要以铅酸蓄电池技术为主，这种技术存在寿命短、工作温度范围窄、大电 流接受能力差等缺陷，所以需要开发新型超电容电池技术来满足该领域储能要求。 现有无机不对称体系超级电容器主要采用碱性体系电解质和镍电极，尽管寿命较 长，但价格是同类型铅酸蓄电池的十倍以上、且工作电位窗口只有1.5V，比能量只有5wh/ kg左右，难以在储能系统得到广泛应用。 为此，急需开发一种纯铅或铅合金集流体，用于制作酸性体系超级电容器，不仅能 提高超级电容器的工作电位窗口、体积和重量比能量，而且还可以大幅度降低材料成本。
技术实现思路
本技术的目的是针对目前的超级电容器大多采用镍电极带来的成本高、比能量低的问题，设计一种铅碳超级电容器集流体。 本技术的技术方案是 —种铅碳超级电容器集流体，包括铅质或铅合金带状本体l，其特征是所述的带状 本体1上设有多个通孔或凹槽2，所述带状本体1的厚度为0. 5 2mm，带状本体1上的通 孔或凹槽2的面积为0. 5 60mm2。 所述的通孔或凹槽2的形状为圆形、三角形、菱形、梯形或矩形中的一种。 所述的铅合金带状本体1中的合金成份为锡、钙、锑、银中的一种或一种以上的组 合，合金的含量为0. 05 20%重量份。 本技术的有益效果 本技术的纯铅带或铅合金带集流体在超级电容器电极的应用时只需将活性 炭与粘接剂按照一定的比例进行混合，加入适量的去离子水混合成糊状炭膏，将炭膏涂敷在铅带或铅合金集流体上，在120°C的温度下烘干，制成电极，将此电极包上隔膜和正极，放 入1. 0 1. 8mol/L的H2S04电解液即可组成超级电容器。由于本技术通过增设通孔或 凹槽大大增加了活性碳的使用量，因此采用本技术的铅带或铅合金带作为超级电容器 集流体制作电极，只需经过简单的处理，就可以大大度降低产品的制作成本，制作的超级电 容器的比能量可达到18Wh/kg以上，工作电位窗口拓展到2V，极大提高了超级电容器的能 量密度，同时降低了超级电容器的内阻。 本技术结构简单，制造方便。附图说明图1是本技术的结构示意图之一。 图2是本技术的结构示意图之二。 图3是本技术的结构示意图之三。 图4是本技术的结构示意图之四。 图5是本技术的结构示意图之五。 图6是利用本技术的集流体制作的电极的示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。 如图1所示。 —种铅碳超级电容器集流体，包括铅质或铅合金带状本体l，所述的带状本体1上 设有多个通孔或凹槽2，所述通孔或凹槽2的形状可采用图1-5中的六边圆形、矩形、梯形、 三角形或菱梯形结构，还可为圆形结构，带状本体1的厚度为0. 5 2mm，带状本体1上的通 孔或凹槽2的面积可在0. 5 60mm2之间选取。如果带状本体1采用铅合金带，则可采用的 合金成份为锡、钙、锑、银中的一种或一种以上的铅合金，合金的含量可在0. 05 20% (重 量份)之间。 实施例1 裁剪一定尺寸的冲有正六边形孔(也可为圆形孔或槽)的铅带或铅合金带作为超 级电容器集流体，称量一定量的活性炭、粘接剂(CMC)，活性炭和粘接剂的比例为12 1进 行混合，加入适量的去离子水混合均匀，成粘稠状，将此炭膏涂敷在集流体上，在120°C的真 空烘箱下烘干12小时，在油压机上用15MPa的压力进行压片，制成厚度约为1 2mm的电 极片，如图6所示，将此电极片包上隔膜，与正极组成极群放入1. 0 1. 8mol/L的H2S04电 解液中组成超级电容器。图6中A表示涂覆有活性炭的电极部分，B表示电极引出端。 实施例2 裁剪一定尺寸的冲有长方孔或凹槽的铅带或铅合金带作为超级电容器集流体制 作方法与实例1相同，与实例1相比，实例2的极片的表面状态比较平整，活性炭的涂敷量 得到了提高，从而提高了超级电容器的整体容量。 实施例3 裁剪一定尺寸的冲有长方孔或凹槽的铅合金带作为超级电容器集流体制作方法 与实例l相同，其中铅合金为铅钙合金，与实例1、2相比，实例3的集流体具有更高的强度，极片的表面状态比较平整，极片不易变形，更有得于装配。 实施例4 裁剪一定尺寸的冲有长方孔或凹槽的铅合金带作为超级电容器集流体制作方法 与实例1相同，其中铅合金为铅钙锡合金，与实例1、2、3相比，实例4的集流体除了具有更 高的强度外，电极还有良好的抗腐蚀性，电极极片的表面状态比较平整，极片不易变形，更 有得于装配，具有更好的循环性能。 由上可见，对于本领域的技术人员而言，可根据本技术的启示，采用不同的通 孔或凹槽形式结合合金材料的不同设计制造出各种组合形式的电极。但这些组合均被认为 涵盖在本技术之中。 本技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。权利要求一种铅碳超级电容器集流体，包括铅质或铅合金带状本体(1)，其特征是所述的带状本体(1)上设有多个通孔或凹槽(2)，所述带状本体(1)的厚度为0.5～2mm，带状本体(1)上的通孔或凹槽(2)的面积为0.5～60mm2。2. 根据权利要求l所述的铅碳超级电容器集流体，其特征是所述的通孔或凹槽(2)的 形状为圆形、三角形、菱形、梯形或矩形中的一种。3. 根据权利要求1所述的铅碳超级电容器集流体，其特征是所述的铅合金带状本体 (1)为含有合金成份为锡、钙、锑、银中的一种或一种以上的组合体，合金的含量为0.05 20%重量份。专利摘要一种铅碳超级电容器集流体，包括铅质或铅合金带状本体(1)，其特征是所述的带状本体(1)上设有多个通孔或凹槽(2)，所述带状本体(1)的厚度为0.5～2mm，带状本体(1)上的通孔或凹槽(2)的面积为0.5～60mm2。用本技术的集流体制成的铅碳超级电容器，比能量可以达到18wh/kg以上，工作电位窗可以达到2V，并可显著降低超级电容器的材料成本。文档编号H01G9/058GK201465811SQ20092004744公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日专利技术者佘沛亮, 凌付冬, 张明 申请人:江苏双登集团有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅碳超级电容器集流体，包括铅质或铅合金带状本体（１），其特征是所述的带状本体（１）上设有多个通孔或凹槽（２），所述带状本体（１）的厚度为０．５～２ｍｍ，带状本体（１）上的通孔或凹槽（２）的面积为０．５～６０ｍｍ↑［２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：凌付冬，佘沛亮，张明，
申请(专利权)人：江苏双登集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]