CN101609747A - 一种超级电容器电级箔的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超级电容器电极箔的生产方法，以高纯度电子铝箔为基材，该方法依次包括对基材进行预处理，除去基材表面油脂和氧化膜；对基材进行化学处理，扩大基材有效表面积和增加粗糙度；化清处理，除去基材表面的杂质；表面钝化处理；在基材的一面或二面涂覆超级电容材料得到超级箔；对超级箔均匀施压，压力0.2～5吨，得到所述的超级电容器电极箔。本发明可通过涂敷不同的超级电容材料生产出不同需要和比容的超级电容器电极箔，比容范围在0.005F～1.5F/cm2，且本发明工艺简单、生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产超级电容器电极箔的方法。
背景技术
超级电容器(包括双电层电容器、金属氧化物电容器、化学电容器)作为一种新型储能元件，它的容量可高达法拉级甚至上万法拉，并比蓄电池具有更高的功率密度(可达1,000W/kg数量级)、更快的充电速度和更长的循环使用寿命(充放电次数可达10万次)，同时可在极端恶劣的环境中使用，并且无环境污染。由于上述这些优点，超级电容器在便携式电子产品、太阳能产品、电动玩具、燃气表和电动汽车，混合动力汽车等领域具有广泛的应用空间。目前，以卷绕式超级电容器的生产发展为最快，主要原因是现有的铝电解电容器和薄膜电容器的自动生产线可以很容易的转入生产卷绕型导针引出式小型超级电容器和螺端引出式大型超级电容器，但是，国内关于卷绕式超级电容器的核心材料一超级电容器电极箔，却是依赖进口，国内还没有开发出相应的超级电容电极箔。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超级电容器电极箔的生产方法。
为解决以上技术问题，本发明采取的如下技术方案：
一种超级电容器电极箔的生产方法，以高纯度电子铝箔为基材，该方法依次包括如下步骤：
(1)、对基材进行预处理，除去基材表面油脂和氧化膜；
(2)、对基材进行化学处理，扩大基材有效表面积和增加粗糙度；
(3)、化清处理，除去基材表面的杂质；
(4)、表面钝化处理；
(5)、在基材的一面或二面涂覆超级电容材料得到超级箔；
(6)、对超级箔均匀施压，压力0.2～5吨，得到所述的超级电容器电极箔。
作为本发明的进一步实施方案：步骤(1)中预处理的处理液位0.3～1wt％的氢氧化钠溶液或0.5～2wt％的磷酸三钠溶液，步骤(2)中，采用无机酸中的一种或多种的混合物作为处理液，优选采用5％～10％的盐酸溶液中添加有0.2％～0.5％的硫酸作为处理液。步骤(3)中，化清处理采用2～5％的硝酸溶液作为处理液。步骤(4)中采用磷酸、磷酸二氢铵中的一种或它们的混合物作为处理液，钝化处理的目的是使经处理后的铝箔在存放过程中表面状态稳定，阻止天然氧化膜的增厚。步骤(5)中，超级电容材料可为活性炭、金属氧化物或它们的混合物，具体根据实际产品的需要调制。涂覆超级电容材料的方法可以为浸涂、喷涂或辊涂。浸涂法的涂层厚度可以通过调节涂覆溶液的粘度进行控制；采用喷涂法时，涂层厚度可通过喷涂时间和流量进行控制；采用辊涂法时，厚度的控制则可通过涂覆溶液的粘度和涂覆辊的刮板压力来调整。
步骤(5)中，当所述的超级电容材料为活性炭或活性炭与金属氧化物的混合物时，在步骤(6)之后还要进行高温烘烤处理，即将基材在200～500℃下烘烤，以充分释放出活性碳的有效表面积。
作为本发明较佳的实施方式，在步骤(5)之后，将超级箔在温度400～500℃下进行烘烤，待基材表层的涂液干燥后再进行步骤(6)的处理。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明可根据实际需要，生产出不同比容的超级电容器电极箔，且工艺简单、生产成本低。
具体实施方式：
本发明生产的超级电容器电极箔以高纯度(99.9％)电子铝箔为基材，厚0.03mm，宽500mm，使用有效宽度为480mm，每卷长为300米，可以根据生产的规格和外形尺寸，分切成各种宽度的箔卷，供自动钉接、卷绕机钉、卷，生产各种规格的超级电容器。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步详细的说明：
实施例1
一种双电层电容器用电极箔的生产方法，按照如下工艺流程进行：
0.03mm厚的高纯电子铝箔-预处理-清洗--化学(包括电化学)处理-清洗-化清处理-去离子水清洗-表面钝化处理-烘干-涂覆超级电容材料-烘干-加压稳定-高温处理-加压稳定-收卷-检验合格一包装入库。
其中：预处理是将基材放在0.5％的氢氧化钠或1％的磷酸三钠溶液里处理，去除表面油脂和氧化膜；化学处理是用添加了0.3％硫酸的8％浓度的盐酸溶液对电子铝箔处理，以扩大电子铝箔的有效表面积和增加表面粗糙度；化清处理是经前面处理后的电子箔在3％左右浓度的硝酸里处理，去除表面杂质；表面钝化处理是在将基材放在2％的磷酸溶液或0.5％磷酸二氢铵溶液里处理，目的是使经处理后的铝箔在存放过程中表面状态稳定，阻止天然氧化膜的增厚；采用浸涂法涂覆活性炭材料，另外，活性炭材料也可以通过其它方式如喷涂法和辊涂法，这些方法均可采用常规技术得以实施。
涂覆了活性炭材料的电子铝箔进一步在烘箱或烘道中烘烤，烘烤温度120℃，烘烤的目的是使溶剂挥发，涂液干燥，使超级材料粘附于电子铝箔的表面得到超级箔；然后，将超级箔的表面均匀施加3吨左右的压力，以加强超级材料与电子铝箔的粘接力。加压之后，再将超级箔放在高温烘道中烘烤，烘烤温度在400℃左右，一般在200-450℃之间都可以，高温烘烤可以释放出活性碳的有效表面积。高温烘烤后，再加压一次，即可收卷，包装，用于生产各种规格的超级电容器。
根据以上工艺流程所得超级电容器电极箔的厚度为0.05mm，，测得静电比容为5000uf/cm2。
实施例2
一种超级电容器用电极箔的生产方法，按照如下工艺流程进行：
0.03mm厚的高纯电子铝箔-预处理-清洗--化学(包括电化学)处理-清洗-化清处理-去离子水清洗-表面钝化处理-烘干-涂覆超级电容材料-烘干-加压稳定-收卷-检验合格-包装入库。
各步骤基本同实施例1，不同的是：涂覆的超级材料为活性炭-氧化镊复合材料，且一次加压稳定后直接收卷，包装，所得超级电容器用电极箔的涂层厚度为0.05mm，测得比容为1.2F/cm2。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1、一种超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：以高纯度电子铝箔为基材，该方法依次包括如下步骤：
(1)、对基材进行预处理，除去基材表面油脂和氧化膜；
(2)、对基材进行化学处理，扩大基材有效表面积和增加粗糙度；
(3)、化清处理，除去基材表面的杂质；
(4)、表面钝化处理；
(5)、在基材的一面或二面涂覆超级电容材料得到超级箔；
(6)、对超级箔均匀施压，压力0.2～5吨，得到所述的超级电容器电极箔。
2、根据权利要求1所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：所述的预处理采用0.3～1wt％的氢氧化钠溶液或0.5～2wt％的磷酸三钠溶液。
3、根据权利要求1所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(2)中，采用无机酸中的一种或多种的混合物作为处理液。
4、根据权利要求1所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(2)中，采用5％～10％的盐酸溶液中添加有0.2％～0.5％的硫酸作为处理液。
5、根据权利要求1所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(3)中，化清处理采用2％～5％的硝酸溶液作为处理液。
6、根据权利要求1所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(4)中采用磷酸、磷酸二氢铵中的一种或它们的混合物作为处理液。
7、根据权利要求1所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(5)中，涂覆超级电容材料的方法为浸涂、喷涂或辊涂。
8、根据权利要求7所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(5)中，所述的超级电容材料为活性炭、金属氧化物或它们的混合物。
9、根据权利要求8所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(5)中，所述的超级电容材料为活性炭或活性炭与金属氧化物的混合物，该方法还包括在步骤(6)之后进行的高温烘烤处理，烘烤温度为200℃～500℃。
10、根据权利要求1或9所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(5)之后，步骤(6)之前，将超级箔在温度400℃～500℃下进行烘烤以干燥基材表层的涂液。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20091223 |