CN102005306A - 一种功率型超级电容器电级箔的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率型超级电容器电极的生产方法，它包括有如下步骤：(1)对活性炭粉表面预封闭；(2)按百分比计，依次将经预封闭的活性炭粉10％～15％、导电乙炔黑2％～5％、分散剂0.1％～0.4％、水性粘结剂6％～8％、去离子水71.6％～81.9％混合搅拌成超级电容器活性浆料；(3)在处理过的电子铝箔基材的一面或二面将上述超级电容器活性浆料涂敷于电子铝箔的表面并烘干；(4)在烘干过程中对活性炭解封闭，得到超级电容器电极箔；(5)对超级电容器电极箔均匀施压，压力0.5～5吨，得到所述的功率型超级电容器电极箔。本发明工艺简单、生产成本低、可提高电容器单位功率容量。

Description

一种功率型超级电容器电级箔的生产方法

技术领域

本发明涉及一种生产功率型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、高分子电容器)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，箔式或带状超级电容器电极的一般生产过程是：超容活性炭、导电乙炔黑、导电石墨粉、分散剂、粘结剂(油性或水性)、溶剂或去离子水，经计量、混合后充分搅拌均匀，成为活性超容浆料，而后再涂敷于经过处理的电子铝箔表面成为超级电容器电极以用来生产超容电容器之用。

上述工艺过程中，由于超容活性炭是一种多孔性、孔洞大小为纳米级的活性材料，在上述生产过程中，配方中的分散剂、粘结材料会将活性炭的孔洞堵塞，从而大大降低了活性炭的实际使用率，本发明是在活性炭表面预先包裹一层保护膜层，在之后的工艺过程中，再除去保护层，释放出活性炭的有效面积，从而大大的提高了活性炭的利用率，提高了超级电容器电极的容量和功率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种功率型超级电容器电极箔的生产方法，它具有工艺简单、生产成本低、可提高电容器单位功率容量的特点。

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)、对活性炭粉表面预封闭，以保护活性炭粉的有效表面；

(2)、按百分比计，依次将经预封闭的活性炭粉10％～15％、导电乙炔黑2％～5％、分散剂0.1％～0.4％、水性粘结剂6％～8％、去离子水71.6％～81.9％混合搅拌成超级电容器活性浆料；

(3)、在电子铝箔基材的一面或二面将上述超级电容器活性浆料涂敷于电子铝箔的表面并烘干；

(4)、在烘干过程中对活性炭解封闭；

(5)、对超级电容器箔均匀施压，压力0.5～5吨，得到所述的功率型超级电容器电极箔。

作为上述技术方案的优选，在步骤(1)中采用低沸点或易升华的固体物质为预封闭材料，经溶剂溶解后与活性炭充分混合，干燥后备用。

作为上述技术方案的优选，在步骤(1)中低沸点或易升华的固体物质为萘或软脂酸。

作为上述技术方案的优选，在步骤(1)中采用3-5％的萘-无水乙醇溶液或1-3％的软脂酸乙醇-乙醚混合溶液。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中的涂敷方法为刮涂、转移涂、或喷涂。

作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，当涂敷层基本烘干后再经过250-450度烘箱烘1-5分钟，使活性炭预封闭材料从活性炭表面挥发，从而完成活性炭解封闭过程。

作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，将经步骤(4)解封闭后的超级电容器电极再用辊压机均匀的施压，使活性层厚度压缩25-35％。

本发明的有益效果在于：由于采用了活性材料预封闭和解封闭技术，单位功率容量可以提升20％以上，可根据实际生产需要分切不同的宽度，采用水性粘结材料，环保节能，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，活性层使用有效宽度为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

一种功率型超级电容器电极箔的生产方法，按照如下工艺流程进行：

活性炭预封闭-活性材料、导电剂、分散剂、粘结剂、去离子水计量-搅拌乳化-涂敷-解封闭-烘干-压辊密实-收卷-检验合格-包装入库。其中：活性炭预封闭是采用3％萘-无水已醇溶液与活性炭充分搅拌混合后在50度烘箱中烘干，使萘层把活性炭的有效孔洞封闭起来，阻止后工序中的分散剂、粘结剂堵塞活性炭的孔洞，而后在配料后按百分比计把经预封闭后的活性炭粉(活性材料)12％、导电乙炔黑3％、分散剂0.3％、水性粘结剂6％、去离子水78.7％混合后充分搅拌，使配料中的粉体材料充分的分散在水溶液中，成为超容活性浆料。之后用刮涂的方法(涂敷机涂敷)把上述活性浆料涂敷于经处理过的厚度为30微米的电子铝箔表面。另外，活性浆料也可以其它方式如喷涂法和印刷涂法等，这些方法均可采用常规技术得以实施。

涂覆了活性浆料的电子铝箔进烘箱或烘道中烘烤，烘烤温度90度1分钟，110度2分钟，100度2分钟，烘烤的目的是使溶剂水挥发，涂层干燥，使超级活性材料粘附于电子铝箔的表面得到超级电容器电极箔，干燥后的活性层厚度120微米；然后，再将烘道温度提高到250度左右解封闭1分钟。高温烘烤可以使预封闭材料-萘气化，使萘离开活性炭表面，从而释放出活性碳的有效表面积。而后在箔的表面施加均匀的压力，压力大小使干燥的活性层压缩到原来厚度的70％，即可收卷、检验、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0.11mm，，测得单位功率与没有采用活性炭预封闭和解封闭技术的产品相比，体积功率密度提高23.6％。

实施例2

一种功率型超级电容器电极箔的生产方法，按照如下工艺流程进行：

活性炭预封闭-活性材料、导电剂、分散剂、粘结剂、去离子水计量-搅拌乳化-涂敷-解封闭-烘干-压辊密实-收卷-检验合格-包装入库。

各步骤基本同实施例1，不同的是：预封闭材料选用1％的软脂酸乙醇-乙醚溶液，解封闭温度为400度，时间1分钟。所得功率型超级电容器电极箔的涂层厚度为80微米，测得单位功率与没有采用活性炭预封闭和解封闭技术的产品相比，体积功率密度提高25.4％。

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 (7)

1.一种功率型超级电容器电极箔的生产方法，以高纯度电子铝箔为基材，其特征在于它包括有如下步骤：

(1)、对活性炭粉表面预封闭，以保护活性炭粉的有效表面；

(2)、按百分比计，依次将经预封闭的活性炭粉10％～15％、导电乙炔黑2％～5％、分散剂0.1％～0.4％、水性粘结剂6％～8％、去离子水71.6％～81.9％混合搅拌成超级电容器活性浆料；

(3)、在处理过的电子铝箔基材的一面或二面将上述超级电容器活性浆料涂敷于电子铝箔的表面并烘干；

(4)、在烘干过程中对活性炭解封闭，得到超级电容器电极箔；

(5)、对超级电容器电极箔均匀施压，压力0.5～5吨，得到所述的功率型超级电容器电极箔。

2.根据权利要求1所述的功率型超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于；在步骤(1)中采用低沸点或易升华的固体物质为预封闭材料，经溶剂溶解后与活性炭充分混合，干燥后备用。

3.根据权利要求2所述的功率型超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：在步骤(1)中低沸点或易升华的固体物质为萘或软脂酸。

4.根据权利要求3所述的功率型超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：在步骤(1)中采用3-5％的萘-无水乙醇溶液或1-3％的软脂酸乙醇-乙醚混合溶液。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的超级电容器电极箔的生产方法，其特征在于：步骤(3)中的涂敷方法为刮涂、转移涂、或喷涂。

6.根据权利要求1至4中任一项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，当涂敷层基本烘干后再经过250-450度烘箱烘1-5分钟，使活性炭预封闭材料从活性炭表面挥发，从而完成活性炭解封闭过程。

7.根据权利要求1至4中任一项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，将经步骤(4)解封闭后的超级电容器电极再用辊压机均匀的施压，使活性层厚度压缩25-35％。