CN101299398B - 一种超级电容器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种超级电容器制作方法,包括电极制作、制备芯子、封装等步骤,通过多次涂浆料或多次压制粉料、多次真空镀铝,制作成多电层电容器电极,解决了目前超级电容器电极导电性差、大电流放电时性能劣化严重等问题。
Description
技术领域
本发明属于能源技术领域,具体涉及超级电容器制作方法。
背景技术
超级电容器工作原理是在电极与电解液界面形成双电层积蓄电荷。为了提高容量密度,电极要使用高比表面积的活性炭、碳纤维、碳黑、碳纳米管、金属氧化物、导电聚合物等活性低阻抗材料。为使电极高效率充放电,在集电极上粘接金属与石墨等低阻抗涂层。
集电极一般使用耐电化学腐蚀的高纯铝、不锈钢、镍等。
电解液有水系电解液和有机电解液,有机电解液可承受电压高,储存的能量多,但是,如果有机电解液电容器内存有水,电容器就会在充电时发生水电解,导致电容器性能下降,因此有机电解液电容器电极必须充分除水,一般采取真空除水。
极化极是集电极、低阻抗涂层、真空镀铝膜三者的合称。
极化极层专指低阻抗涂层。
低阻抗涂层的主要成分是活性低阻抗材料,通常为粉状,与粘结剂混合制成低阻抗涂层后,再与集电极、真空镀铝膜连接构成极化极。
目前,在制作极化极层(低阻抗涂层)时,由于活性低阻抗材料的粉料间难以达到均匀混合,致使电极内阻较大,制成的电容器在大功率放电时性能劣化严重。
发明内容
针对目前超级电容器存在的问题,本发明提供一种超级电容器制作方法,多次涂浆料,多次真空镀铝,制作成双电层电容器电极,解决了目前超级电容器电极导电性差、大电流放电时性能劣化严重等问题。
本发明的超级电容器制作方法包括以下步骤:
(1)电极制作:集电极选用铝箔或铝合金箔,纯度在99.9%以上、铜含量在0.01%(重量比)以下的高纯金属铝,金属集电极表面粗糙,故可与极化极层接触性好,粗糙表面还利于化学腐蚀及交流电化学腐蚀,采用涂层式电极或膜层式电极,制作方法如下:
(a)涂层式电极制作
①制作集电极:选取铝箔或铝合金箔,经过化学或电化学表面腐蚀处理后,作为集电极,或直接购买经过化学或电化学表面腐蚀处理后的铝箔或铝合金箔;
②制备涂层材料:将粘接剂溶于溶剂中,加入活性低阻抗材料,形成固体物质量百分含量为10~30%的浆料;
粘接剂在极化极中的质量百分含量为2~20%。当含量超过2%时,所得电极片强度就已符合要求,粘接剂含量过高,极化极层电阻会变大,因此控制粘接剂含量在5~10%。
粘结剂选用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙丙烯或丁苯橡胶,粘结剂溶解在乙醇、异丙醇、丙酮或吡咯烷酮中。
活性低阻抗材料在极化极层中的质量百分含量为84~94%,选用活性炭、碳黑、碳纳米管、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、LiMnO2、LiCoO2、LiTi4O7或LiNiO2活性材料,活性炭比表面积500~3000m2/g,碳黑比表面积100~300m2/g,碳纳米管比表面积100~500m2/g。
③制备极化极层:将上述浆料涂于集电极两面,在100~150℃下干燥10~80分钟,形成厚度为10~100μm极化极层,采用真空镀膜的方式在极化极层表面形成一层0.1~10μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为10~100μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层0.1~10μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(b)膜层式电极制作
①制作集电极:选取铝箔或铝合金箔,经过化学或电化学表面腐蚀处理后,作为集电极,或直接购买经过化学或电化学表面腐蚀处理后的铝箔或铝合金箔;
②制备膜层材料:将粘接剂直接加入活性低阻抗材料,形成粘结剂质量百分含量为2~20%的粉料,将此粉料用高速搅拌机充分分散成均匀粉料;
③制备复合极化极层:将上述粉料压制成厚度为10~100μm极化极层,采用真空镀膜的方式在极化极层表面形成一层0.1~10μm的金属铝;重复上述操作最终形成厚度为100~1000μm复合极化极层
④制备电极:将经步骤③制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的极电;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入10~80μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为10mm~50mm高30~80mm的芯子,将此芯子在100~150℃下真空干燥8~18h;
隔极膜采用纤维素系电解纸、多孔聚丙烯、多孔聚四氟乙烯、多孔聚乙烯及多孔聚乙烯聚丙烯,其中,使用耐热性强含水率低的多孔聚四氟乙烯薄膜效果最好。要求隔极膜孔隙率为60%~95%,厚度为10~100μm,孔径为0.05~0.2μm;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后,封装于圆形或方形,上盖为苯酚树脂盖或铝盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口。
有机电解液中含有离解性的盐表示为R1R2R3R4NY、R1R2R3R4PY,R1、R2、R3、R4为烷基可相同也可不相同;Y为BF4 -、PF6 -、ClO4 -、CF3SO3 -阴离子,溶解在有机溶剂中形成有机电解液。有机溶剂是碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、环丁砜、碳酸乙烯酯或由它们混合而成的混合溶剂,其中混合溶剂效果最好。
电极可制成一对带状电极,电极间夹有带状隔极膜,带状电极卷绕成芯子,装于有底金属壳中,芯子浸入有机电解液,用于封口的盖具有正、负极接线栓,壳最好是铝制的。
电极还可制成矩形的多层电极,电极间夹入隔极膜,隔极膜相互层叠作成芯子,芯子中引出的引线装于有底的矩形铝壳中,芯子浸入有机电解液,正极与负极接线栓安装在盖上,盖子采用激光封口,制得矩形双电层电容器,双电层电容器中,正极与负极对向排列,电极间插入隔膜,隔膜浸入有机电解液。
具体实施方式
实施例1
(1)涂层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备涂层材料:将聚四氟乙烯粘接剂溶于乙醇中,加入活性炭粉末,形成固体物质量百分含量为10%的浆料;
③制备极化极层:将将上述浆料涂于集电极两面,在100℃下干燥10分钟,形成厚度为10μm极化极层,采用真空镀膜的方式,在极化极层表面形成一层0.1μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为10μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层0.1μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入10μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成芯子,将此芯子在100℃下真空干燥8h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃、直流电压从2.5V到1.25V及电流为10A条件下,进行充放电周期试验,2万次后,电容容量保持率为95%,另外,在周围温度为65℃时,同样进行充放电周期试验,1万次后,电容容量保持率为90%。
实施例2
(1)涂层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备涂层材料:将聚偏氟乙烯粘接剂溶于吡咯烷酮中,加入碳黑粉末,形成固体物质量百分含量为13%的浆料;
③制备极化极层:将上述浆料涂于集电极两面,在107℃下干燥20分钟,形成厚度为23μm极化极层,采用真空镀膜的方式,在极化极层表面形成一层2.3μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为23μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层2.3μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为37μm,切成两张宽为40mm带状电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入20μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为30mm至60mm的芯子,将此芯子在107℃下真空干燥9h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃、直流电压从2.5V到1.25V及电流为10A条件下,进行充放电周期试验,2万次后,电容容量保持率为95%,另外,在周围温度为65℃时,同样进行充放电周期试验,1万次后,电容容量保持率为92%。
实施例3
(1)涂层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备涂层材料:将聚偏氟乙丙烯粘接剂溶于吡咯烷酮中,加入碳纳米管,形成固体物质量百分含量为16%的浆料;
③制备极化极层:将上述浆料涂于集电极两面,在114℃下干燥30分钟,形成厚度为36μm极化极层,采用真空镀膜的方式,在极化极层表面形成一层3.6μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为36μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层3.6μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为64μm,切成两张宽为40mm带状电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入30μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成芯子,将此芯子在114℃下真空干燥10h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃、直流电压从2.5V到1.25V及电流为10A条件下,进行充放电周期试验,2万次后,电容容量保持率为96%,另外,在周围温度为65℃时,同样进行充放电周期试验,1万次后,电容容量保持率为93%。
实施例4
(1)涂层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备涂层材料:将聚四氟乙烯粘接剂溶于乙醇中,加入活性炭粉末,形成固体物质量百分含量为10%的浆料;
③制备极化极层:将将上述浆料涂于集电极两面,在100℃下干燥10分钟,形成厚度为10μm极化极层,采用真空镀膜的方式,在极化极层表面形成一层0.1μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为10μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层0.1μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入40μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为30mm至60mm的芯子,将此芯子在121℃下真空干燥12h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃、直流电压从2.5V到1.25V及电流为10A条件下,进行充放电周期试验,2万次后,电容容量保持率为96%,另外,在周围温度为65℃时,同样进行充放电周期试验,1万次后,电容容量保持率为93%。
实施例5
(1)涂层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备涂层材料:将聚四氟乙烯粘接剂溶于乙醇中,加入活性炭粉末,形成固体物质量百分含量为10%的浆料;
③制备极化极层:将将上述浆料涂于集电极两面,在100℃下干燥10分钟,形成厚度为10μm极化极层,采用真空镀膜的方式,在极化极层表面形成一层0.1μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为10μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层0.1μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入50μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为30mm至60mm的芯子,将此芯子在128℃下真空干燥13h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃、直流电压从2.5V到1.25V及电流为10A条件下,进行充放电周期试验,2万次后,电容容量保持率为94%,另外,在周围温度为65℃时,同样进行充放电周期试验,1万次后,电容容量保持率为91%。
实施例6
(1)涂层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备膜层材料:将聚偏氟乙烯粘接剂溶于丙酮中,加入LiTi4O7粉末,形成固体物质量百分含量为25%的浆料;
③制备极化极层:将上述浆料涂于集电极两面,在135℃下干燥60分钟,形成厚度为75μm极化极层,采用真空镀膜的方式,在极化极层表面形成一层7.5μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为75μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层7.5μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入60μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为30mm至60mm的芯子,将此芯子在135℃下真空干燥15h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃、直流电压从2.5V到1.25V及电流为10A条件下,进行充放电周期试验,2万次后,电容容量保持率为93%,另外,在周围温度为65℃时,同样进行充放电周期试验,1万次后,电容容量保持率为91%。
实施例7
(1)涂层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备膜层材料:将聚偏氟乙丙烯粘接剂溶于异丙醇中,加入聚噻吩粉末,形成固体物质量百分含量为28%的浆料;
③制备极化极层:将上述浆料涂于集电极两面,在142℃下干燥70分钟,形成厚度为88μm极化极层,采用真空镀膜的方式,在极化极层表面形成一层8.8μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为88μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层8.8μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入70μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为30mm至60mm的芯子,将此芯子在142℃下真空干燥16h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃、直流电压从2.5V到1.25V及电流为10A条件下,进行充放电周期试验,2万次后,电容容量保持率为93%,另外,在周围温度为65℃时,同样进行充放电周期试验,1万次后,电容容量保持率为90%。
实施例8
(1)涂层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备膜层材料:将丁苯橡胶粘接剂溶于乙醇中,加入聚苯胺粉末,形成固体物质量百分含量为30%的浆料;
③制备极化极层:将上述浆料涂于集电极两面,在150℃下干燥80分钟,形成厚度为100μm极化极层,采用真空镀膜的方式,在极化极层表面形成一层10μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为100μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层10μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入80μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为30mm至60mm的芯子,将此芯子在150℃下真空干燥18h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃,流电压从2.5V到1.25V电流为10A条件下进行充放电周期试验,2万次后容量保持率为94%,另外周围温度为65℃同样进行充放电周期试验,1万次后容量保持率为92%。
实施例9
(1)膜层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备膜层材料:将聚四氟乙烯粘接剂加入碳黑中,形成粘结剂质量百分含量为10%的粉料,将此粉料用高速搅拌机充分分散;
③制备复合极化极层:将上述粉料压制成厚度为30μm极化极层,采用真空镀膜的方式在极化极层表面形成一层0.5μm的金属铝;重复上述操作最终形成厚度为150μm复合极化极层
④制备电极:将经步骤③制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入80μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为30mm至60mm的芯子,将此芯子在150℃下真空干燥18h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
环境温度为45℃,流电压从2.5V到1.25V电流为10A条件下进行充放电周期试验,2万次后容量保持率为93%,另外周围温度为65℃同样进行充放电周期试验,1万次后容量保持率为92%。
实施例10
(1)膜层式电极制作
①制作集电极:选纯度为99.9%以上,铜含量<0.01的铝箔,经过化学或电化学腐蚀后得到的铝箔厚度为20μm,作为集电极;
②制备膜层材料:将聚四氟乙烯加入活性碳中,形成粘结剂质量百分含量为8%的粉料,将此粉料用高速搅拌机充分分散;
③制备复合极化极层:将上述粉料压制成厚度为40μm极化极层,采用真空镀膜的方式在极化极层表面形成一层0.5μm的金属铝;重复上述操作最终形成厚度为160μm复合极化极层
④制备电极:将经步骤③制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入80μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成直径为30mm至60mm的芯子,将此芯子在150℃下真空干燥18h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,电解液为1.0mol/L的(C2H5)4NBF4,溶剂为碳酸丙烯酯,将浸渍电解液后的芯子在40℃外加2.5V直流电压下8h后装于圆形铝壳中,上盖为苯酚树脂圆盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口,制得额定电压2.5V、容量400F的电容器。
在环境温度为45℃,流电压从2.5V到1.25V电流为10A条件下进行充放电周期试验,2万次后容量保持率为94%,另外周围温度为65℃同样进行充放电周期试验,1万次后容量保持率为93%。
Claims (9)
1.一种超级电容器的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)电极制作:采用涂层式电极或膜层式电极,制作方法如下:
(a)涂层式电极制作
①制作集电极:选取铝箔或铝合金箔,经过化学或电化学表面腐蚀处理后,作为集电极;
②制备涂层材料:将粘接剂溶于溶剂中,加入活性低阻抗材料,形成固体物质量百分含量为10~30%的浆料;
③制备极化极层:将上述浆料涂于集电极两面,在100~150℃下干燥10~80分钟,形成厚度为10~100μm极化极层,采用真空镀膜的方式在极化极层表面形成一层0.1~10μm的金属铝;
④制备复合极化极层:将步骤②制备的浆料再次涂于表面已镀铝的一次极化极层上,形成厚度为10~100μm的二次极化极层,再用真空镀膜方式在其表面形成一层0.1~10μm金属铝;
⑤制备电极:将经步骤④制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(b)膜层式电极制作
①制作集电极:选取铝箔或铝合金箔,经过化学或电化学表面腐蚀处理后,作为集电极;
②制备膜层材料:将粘接剂直接加入活性低阻抗材料,形成粘结剂质量百分含量为2~20%的粉料,将此粉料用高速搅拌机充分分散成均匀粉料;
③制备复合极化极层:将上述粉料压制成厚度为10~100μm极化极层,采用真空镀膜的方式在极化极层表面形成一层0.1~10μm的金属铝;重复上述操作最终形成厚度为100~1000μm复合极化极层
④制备电极:将经步骤③制成的复合极化极层用轧膜机压至厚度为10μm,切成两张相同尺寸的电极;
(2)制备芯子:两张电极铆接引线后夹入10~80μm厚人造纤维素纸隔膜,卷绕成芯子,将此芯子在100~150℃下真空干燥8~18h;
(3)封装:将芯子在真空条件下浸渍电解液,通电后,封装于铝壳中。
2.按照权利要求1所述的超级电容器的制作方法,其特征在于所述的粘接剂是聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙丙烯或丁苯橡胶。
3.按照权利要求1所述的超级电容器的制作方法,其特征在于所述真空镀膜层厚度为0.5~8μm。
4.按照权利要求1所述的超级电容器的制作方法,其特征在于所述真空镀铝的次数为2~20次。
5.按照权利要求1所述的超级电容器的制作方法,其特征在于所述的粘接剂的溶剂可以是乙醇、异丙醇、丙酮或吡咯烷酮。
6.按照权利要求1所述的超级电容器的制作方法,其特征在于所述的活性低阻抗材料为活性炭、碳黑、碳纳米管、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、LiMnO2、LiCoO2、LiTi4O7或LiNiO2,活性炭比表面积500~3000m2/g,碳黑比表面积100~300m2/g,碳纳米管比表面积100~500m2/g。
7.按照权利要求1所述的超级电容器的制作方法,其特征在于所述的有机电解液中含有离解性的盐表示为R1R2R3R4NY、R1R2R3R4PY,R1、R2、R3、R4为烷基可相同也可不相同;Y为BF4 -、PF6 -、ClO4 -、CF3SO3 -阴离子,溶解在有机溶剂中形成有机电解液,有机溶剂是碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、环丁砜、碳酸乙烯酯或由它们混合而成的混合溶剂,电解液浓度为1~3摩尔/升。
8.按照权利要求1所述的超级电容器的制作方法,其特征在于所述的铝壳为圆形或方形,上盖为苯酚树脂盖或铝盖,上盖具有正、负极接线柱防爆阀口,上盖周围的铝壳开口端需曲折封口。
9.按照权利要求1所述的超级电容器的制作方法,其特征在于所述的通电操作是在40℃时,外加2.5V直流电压下,通电8h。
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