CN105489396A - 一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法 - Google Patents
一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105489396A CN105489396A CN201510881258.1A CN201510881258A CN105489396A CN 105489396 A CN105489396 A CN 105489396A CN 201510881258 A CN201510881258 A CN 201510881258A CN 105489396 A CN105489396 A CN 105489396A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon film
- preparation
- described step
- solution
- button
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 claims description 7
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N N-methyl-pyrrolidine Natural products CN1CC=CC1 AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，包括步骤：Ⅰ、球磨，将按70~95:1~27的比例混合的活性炭与导电碳放入行星式球磨机中进行球磨分散混合1h～10h，得到均匀干粉料；Ⅱ、湿混，将步骤Ⅰ所得活性炭和导电碳的干粉放入双行星搅拌机中，并加入溶液和粘结剂，搅拌0.2h～5h形成粘稠不流动的湿物料；Ⅲ、造粒，将步骤Ⅱ所得粘稠物料放入螺杆挤出机中挤压造粒；Ⅳ、干燥，将步骤Ⅲ所得物料颗粒放入鼓风烘箱中烘烤2~10h；？Ⅴ、浸润，将步骤Ⅳ所得干燥物料颗粒放入溶液中浸润5~60min；？Ⅵ、胶炼成膜，将步骤Ⅴ所得溶液浸润好的颗粒物料胶炼成弹性片状碳膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种超级电容器用碳膜的制备方法，尤其涉及一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法。
背景技术
超级电容器是一种新型的能快速充/放电的绿色储能装置，它具有传统电解电容器和电池的双重功能，其功率密度远高于电池，且比电池充放电速度快很多，能量密度远高于传统的电解电容器。与传统电解电容器和电池相比较，超级电容器具有体积小、能量密度大、充放电速度快、循环寿命长、放电功率高、工作温度范围宽（-40℃～85℃）、可靠性好及成本低廉等优点。因此，超级电容器正已成为一种新型、高效、实用、绿色环保的快速充放电储能器件，在能源、汽车、医疗卫生、电子和军事等领域都有十分广泛的应用前景。
碳膜是纽扣超级电容器的核心部件，其由活性碳、导电碳和粘结剂等混合组成，其性能的好坏对超级电容器的容量、内阻以及可靠性和寿命等均有直接的影响。通常，扣式超级电容器用碳膜的制备方法为将活性炭、导电碳、粘结剂和溶剂混合后在对辊机上进行胶炼而成，采用这种制备方法所需混料周期长、效率低，所制备的碳膜内部各物质分散效果不稳定，导电性差，从而使得所制备的扣式超级电容器制备成本较高、可靠性差、使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备成本较高低、可靠性好、使用寿命长的扣式超级电容器用碳膜的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
Ⅰ、球磨，将按70~95:1~27的比例混合的活性炭与导电碳放入行星式球磨机中进行球磨分散混合1h～10h，得到均匀干粉料；
Ⅱ、湿混，将步骤Ⅰ所得活性炭和导电碳的干粉放入双行星搅拌机中，并加入溶液和粘结剂，搅拌0.2h～5h形成粘稠不流动的湿物料；
Ⅲ、造粒，将步骤Ⅱ所得粘稠物料放入螺杆挤出机中挤压造粒；
Ⅳ、干燥，将步骤Ⅲ所得物料颗粒放入鼓风烘箱中烘烤2~10h；
Ⅴ、浸润，将步骤Ⅳ所得干燥物料颗粒放入溶液中浸润5~60min；
Ⅵ、胶炼成膜，将步骤Ⅴ所得溶液浸润好的颗粒物料胶炼成弹性片状碳膜。
根据所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ中的溶液为去离子水，所述步骤Ⅴ中的溶液为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇、丙酮和NMP中的一种或几种。
根据所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ中制备的粘稠不流动的湿物料的固含量在30%～60%之间。
根据所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ中制备的粘稠不流动的湿物料的固含量优选30%～40%。
根据所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅰ中球磨分散混合时间优选2h～5h。
根据所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ中的搅拌时间优选0.5h～1h。
根据所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ中的环境温度控制在20~40℃。
根据所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅵ中胶炼制备的薄弹性片状碳膜的厚度控制在0.3m～2mm之间。
本发明所述的制备方法包括球磨、湿混、造粒、干燥、浸润和胶炼成膜六个操作步骤，减少了操作工序，降低了操作时间，提高了生产效率，降低了劳动强度，并且有效提高了碳膜内各种物质混合的均匀度，制备出了各物质分散性和结合力优良的碳膜。使用该碳膜制备的扣式超级电容器降低了电极内阻，改善了电极结构和电化学稳定性，提高了超级电容器的可靠性和使用寿命。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：
一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
Ⅰ、球磨，将按70~95:1~27的比例混合的活性炭与导电碳放入行星式球磨机中进行球磨分散混合1h～10h，得到均匀干粉料；
Ⅱ、湿混，将步骤Ⅰ所得活性炭和导电碳的干粉放入双行星搅拌机中，并加入溶液和粘结剂，搅拌0.2h～5h形成粘稠不流动的湿物料；
Ⅲ、造粒，将步骤Ⅱ所得粘稠物料放入螺杆挤出机中挤压造粒；
Ⅳ、干燥，将步骤Ⅲ所得物料颗粒放入鼓风烘箱中烘烤2~10h；
Ⅴ、浸润，将步骤Ⅳ所得干燥物料颗粒放入溶液中浸润5~60min；
Ⅵ、胶炼成膜，将步骤Ⅴ所得溶液浸润好的颗粒物料胶炼成弹性片状碳膜。
所述步骤Ⅱ中的溶液为去离子水，所述步骤Ⅴ中的溶液为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇、丙酮和NMP中的一种或几种。
所述步骤Ⅱ中制备的粘稠不流动的湿物料的固含量在30%～60%之间。
所述步骤Ⅱ中制备的粘稠不流动的湿物料的固含量优选30%～40%。
所述步骤Ⅰ中球磨分散混合时间优选2h～5h。
所述步骤Ⅱ中的搅拌时间优选0.5h～1h。
所述步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ中的环境温度控制在20~40℃。
所述步骤Ⅵ中胶炼制备的薄弹性片状碳膜的厚度控制在0.3m～2mm之间。
本发明所述碳膜的制备采用六步式制备工艺，所述步骤Ⅲ中，螺杆挤出机机头采用多孔结构，螺杆挤出机的螺杆、料筒和机头均采用316不锈钢制备，螺杆挤出机可以为单螺杆挤出机也可以为多螺杆挤出机。
上述实例中的六个步骤是一个完整的扣式超级电容器用碳膜制备过程，经过大量的试验表明，通过这样一个完整的制备过程，可以有效缩短制备时间，提高生产效率和降低劳动强度，提高碳膜内各种物质混合的均匀度，提高碳膜内部各碳层之间的结合力，制备出各物质分散性和结合力优良的碳膜。
Claims (8)
1.一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
Ⅰ、球磨，将按70~95:1~27的比例混合的活性炭与导电碳放入行星式球磨机中进行球磨分散混合1h～10h，得到均匀干粉料；
Ⅱ、湿混，将步骤Ⅰ所得活性炭和导电碳的干粉放入双行星搅拌机中，并加入溶液和粘结剂，搅拌0.2h～5h形成粘稠不流动的湿物料；
Ⅲ、造粒，将步骤Ⅱ所得粘稠物料放入螺杆挤出机中挤压造粒；
Ⅳ、干燥，将步骤Ⅲ所得物料颗粒放入鼓风烘箱中烘烤2~10h；
Ⅴ、浸润，将步骤Ⅳ所得干燥物料颗粒放入溶液中浸润5~60min；
Ⅵ、胶炼成膜，将步骤Ⅴ所得溶液浸润好的颗粒物料胶炼成弹性片状碳膜。
2.根据权利要求1所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ中的溶液为去离子水，所述步骤Ⅴ中的溶液为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇、丙酮和NMP中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ中制备的粘稠不流动的湿物料的固含量在30%～60%之间。
4.根据权利要求3所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ中制备的粘稠不流动的湿物料的固含量优选30%～40%。
5.根据权利要求1所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅰ中球磨分散混合时间优选2h～5h。
6.根据权利要求1所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ中的搅拌时间优选0.5h～1h。
7.根据权利要求1所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ中的环境温度控制在20~40℃。
8.根据权利要求1所述的一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法，其特征是，所述步骤Ⅵ中胶炼制备的薄弹性片状碳膜的厚度控制在0.3m～2mm之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510881258.1A CN105489396A (zh) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | 一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510881258.1A CN105489396A (zh) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | 一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105489396A true CN105489396A (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=55676317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510881258.1A Pending CN105489396A (zh) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | 一种扣式超级电容器用碳膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105489396A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110459410A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-15 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种超级电容器浆料的制备方法及其使用超级电容器浆料制备的超级电容器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102254699A (zh) * | 2011-05-13 | 2011-11-23 | 湖南耐普恩电能科技有限公司 | 一种超级电容器电极材料的预处理工艺及电极的制造方法 |
| CN102637531A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-08-15 | 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 | 一种超级电容器用电极及其制备方法、浆料的制备方法 |
| CN103730265A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种超级电容器浆料制备方法 |
| CN103904303A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-02 | 浙江冠旗纳米科技有限公司 | 高容量长寿的纳米级磷酸铁锂电极片制备方法 |
| US20140210129A1 (en) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Corning Incorporated | Method for manufacturing carbon electrode material |
| CN103971952A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-08-06 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种碳膜的制备方法 |
| CN104252975A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-31 | 电子科技大学 | 一种制造扣式超级电容器电极的方法 |
-
2015
- 2015-12-07 CN CN201510881258.1A patent/CN105489396A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102254699A (zh) * | 2011-05-13 | 2011-11-23 | 湖南耐普恩电能科技有限公司 | 一种超级电容器电极材料的预处理工艺及电极的制造方法 |
| CN102637531A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-08-15 | 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 | 一种超级电容器用电极及其制备方法、浆料的制备方法 |
| US20140210129A1 (en) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Corning Incorporated | Method for manufacturing carbon electrode material |
| CN103730265A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种超级电容器浆料制备方法 |
| CN103904303A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-02 | 浙江冠旗纳米科技有限公司 | 高容量长寿的纳米级磷酸铁锂电极片制备方法 |
| CN103971952A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-08-06 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种碳膜的制备方法 |
| CN104252975A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-31 | 电子科技大学 | 一种制造扣式超级电容器电极的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110459410A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-15 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种超级电容器浆料的制备方法及其使用超级电容器浆料制备的超级电容器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104638229B (zh) | 一种车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法 | |
| CN107565086A (zh) | 一种电池极板制备方法 | |
| CN105932229A (zh) | 一种高容量锂离子电池负极片的制备方法 | |
| CN103971952B (zh) | 一种碳膜的制备方法 | |
| CN108063214B (zh) | 一种锂离子电池正极浆料的制备方法 | |
| CN105161676A (zh) | 一种磷酸铁锂正极浆料的制备方法 | |
| CN108305987A (zh) | 锂离子电池负极浆料的配料工艺、锂离子电池负极片及锂离子电池 | |
| CN105070915A (zh) | 一种锂电池石墨负极浆料的制备方法 | |
| CN104017520B (zh) | 萜烯树脂基水系粘结剂及其在锂离子电池负极或超级电容器中的应用 | |
| CN104966822A (zh) | 一种锂离子电池多层包覆钛酸锂负极材料及其制备方法 | |
| CN105047858A (zh) | 一种钴酸锂正极浆料的制备方法 | |
| CN102945958B (zh) | 一种铅酸蓄电池负极板铅膏及负极板的制备方法 | |
| CN104795541A (zh) | 一种锂离子电池负极浆料制备方法 | |
| CN106935853B (zh) | 一种正极浆料、其制备方法及用途 | |
| CN105161709A (zh) | 一种锰酸锂正极浆料的制备方法 | |
| CN102130338A (zh) | 锂离子电池水基正极浆料及其制备方法 | |
| CN108336333A (zh) | 一种高电压锂离子电池材料的制备方法及制备的材料 | |
| CN105958076A (zh) | 改性炭材料、其制备方法、负极铅膏、极板及铅炭电池 | |
| CN102723469A (zh) | 作为锂离子电池负极材料的石墨复合碳材及其制备方法 | |
| CN113422006B (zh) | 正极极片及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN112271285A (zh) | 一种锂离子电池正极浆料的制备工艺 | |
| CN105406081A (zh) | 一种锂离子电池正极浆料的制备方法 | |
| CN108258188B (zh) | 一种锂离子电池电极浆料的干混制备方法 | |
| CN112371033A (zh) | 一种锂离子电池干湿相结合的高效快速混料方法 | |
| CN109860595B (zh) | 一种固态锂电池用复合粘结剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160413 |