CN105869899B - 双电层电容器的高容量电极及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双电层电容器的高容量电极及其制备方法，其特征在于，双电层电容器的高容量电极包括：贯通型铝片；多个第一中空型突出部件，以向贯通型铝片的一侧突出的方式形成；多个第二中空型突出部件，以向贯通型铝片的另一侧突出的方式形成；第一碳纳米纤维电极片，粘结于贯通型铝片的一侧面；第二碳纳米纤维电极片，粘结于贯通型铝片的另一侧面。

Description

双电层电容器的高容量电极及其制备方法

技术领域

本发明涉及双电层电容器的高容量电极及其制备方法，尤其涉及如下的双电层电容器的高容量电极及其制备方法，即，当在用于双电层电容器的电极的铝片形成多个贯通孔时，防止铝片的表面积损失，来增加铝片和碳纳米纤维电极片之间的接触面积，由此可实现高容量电极。

背景技术

双电层电容器(EDLC；Electric Double Layer Capacitor)通过具有可逆性的物理吸附现象来储存电能，即使反复进行充电和放电，也不会对寿命产生大的影响，目前适用于在智能手机、混合动力汽车、电动汽车或光伏发电中所应用的储能装置领域。虽然这种双电层电容器具有优秀的功率密度，但由于能量密度低，因此需要开发用于改善这些问题的电极材料。

韩国登录特许第1166148号(专利文献1)涉及具有利用光刻技术形成的立体图案结构的铝集电体(current collector)的制备方法。根据在专利文献1中公开的铝集电体的制备方法，首先对铝箔集电体进行清洗，之后在氮气氛进行干燥。干燥结束之后，在干燥的铝箔集电体的表面涂敷感光液并进行干燥，使感光液选择性地曝光来得到固化。

在固化结束之后，向曝光的铝集电体播撒显像液，选择性地去除未曝光的感光液，之后，使剩余的感光液彻底固化，来在铝集电体上形成图案。在形成完图案之后，将两个碳素板分别作为相向的电极，将形成有图案的铝集电体设置于两个碳素板之间，并施加交流电源，来在电解液中对铝集电体进行一次蚀刻。

在一次蚀刻结束之后，对经蚀刻的铝集电体进行干燥。在对铝集电体进行的干燥结束之后，将两个碳素板作为相向的电极，将经一次蚀刻之后干燥过的铝集电体设置于两个相向的电极之间，来实施二次蚀刻。在二次蚀刻结束之后，对经二次蚀刻的铝箔进行清洗后进行干燥。

如专利文献1所述，以往的双电层电容器的电极利用光刻工序来在铝集电体形成图案，即多个贯通孔，来增加铝集电体与活性物质之间的接触面积，从而改善能量密度。

如专利文献1所述，当在用于以往的双电层电容器的电极的铝集电体形成多个贯通孔时，存在与贯通孔在铝集电体的总面积中的所占面积相应地导致铝集电体的表面积损失的问题。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：韩国登录特许第1166148号(登录日期：2012年07月10日)

发明内容

本发明的目的在于，为了解决上述的问题而提供如下的双电层电容器的高容量电极及其制备方法，即，当在用于双电层电容器的电极的铝片形成多个贯通孔时，防止铝片的表面积损失，来增加铝片和碳纳米纤维电极片之间的接触面积，由此可实现高容量电极。

本发明的双电层电容器的高容量电极，其特征在于，包括：贯通型铝片，以相互隔开的方式形成有多个贯通孔；多个第一中空型突出部件，以与上述贯通孔相连通的方式从贯通型铝片延伸并向贯通型铝片的一侧突出而成；多个第二中空型突出部件，以分别与上述多个第一中空型突出部件相隔开的方式形成，并以与上述贯通孔相连通的方式从贯通型铝片延伸并向贯通型铝片的另一侧突出而成；第一碳纳米纤维电极片，以填埋上述多个第一中空型突出部件的方式粘结于贯通型铝片的一侧面；第二碳纳米纤维电极片，以填埋上述多个第二中空型突出部件且通过多个第一中空型突出部件和多个第二中空型突出部件来与第一碳纳米纤维电极片相连接的方式粘结于贯通型铝片的另一侧面。

本发明的双电层电容器的高容量电极的制备方法的特征在于，将在一侧面和另一侧面分别形成有多个第一中空型突出部件和多个第二中空型突出部件的贯通型铝片卷绕于第一辊来进行准备的步骤；将第一碳纳米纤维电极片卷绕于第二辊来进行准备的步骤；将第二碳纳米纤维电极片卷绕于第三辊来进行准备的步骤；使上述第一碳纳米纤维电极片位于上述贯通型铝片的一侧面的上侧，使上述第二碳纳米纤维电极片位于上述贯通型铝片的另一侧面的下侧，并且分别将贯通型铝片、第一碳纳米纤维电极片和第二碳纳米纤维电极片移送到冲压部的步骤；使第一碳纳米纤维电极片和第二碳纳米纤维电极片分别粘结于贯通型铝片的一侧面和另一侧面，以使得第一碳纳米纤维电极片和第二碳纳米纤维电极片分别通过多个第一中空型突出部件和多个第二中空型突出部件相连接的方式利用冲压部对第一碳纳米纤维电极片和第二碳纳米纤维电极片一同加压的步骤。

本发明的双电层电容器的高容量电极及其制备方法具有如下的优点，即，当在用于双电层电容器的电极的铝片形成多个贯通孔时，防止铝片的表面积损失，来增加铝片和碳纳米纤维电极片之间的接触面积，由此可实现高容量电极。

附图说明

图1为本发明的适用于双电层电容器的高容量电极的剖视图。

图2为示出在图1所示的贯通型铝片粘结碳纳米纤维电极片之前的状态的剖视图。

图3为从另一侧面观察图2所示的贯通型铝片的后视图。

图4为示出图2所示的第一中空型突出部件的各种实施例的表。

图5为示出本发明的适用于双电层电容器的高容量电极的电极材料的结构的立体图。

图6为示出本发明的适用于双电层电容器的高容量电极的制备方法的工序流程图。

图7为示出本发明的适用于双电层电容器的高容量电极的电极材料的制备方法的工序流程图；

图8为简要示出本发明的适用于双电层电容器的高容量电极的制备装置的结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的双电层电容器的高容量电极及其制备方法的实施例进行说明。

如图1及图2所示，本发明的双电层电容器的高容量电极包括贯通型铝片10、第一碳纳米纤维电极片20以及第二碳纳米纤维电极片30。

贯通型铝片10以相互隔开的方式形成有多个贯通孔11a、12a，并设置有多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12。多个第一中空型突出部件11以分别与多个贯通孔11a相连通的方式从贯通型铝片10延伸并向贯通型铝片10的一侧突出而成，多个第二中空型突出部件12以分别与上述多个第一中空型突出部件12相隔开的方式形成，并以与上述贯通孔12a相连通的方式从贯通型铝片10延伸并向贯通型铝片10的另一侧突出而成。第一碳纳米纤维电极片20以填埋上述多个第一中空型突出部件11的方式粘结于贯通型铝片10的一侧面10a，第二碳纳米纤维电极片30以填埋上述多个第二中空型突出部件12且通过多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12来与第一碳纳米纤维电极片20相连接的方式粘结于贯通型铝片10的另一侧面10b。

如下对具有上述结构的本发明的双电层电容器的高容量电极的结构进行更为详细的说明。

如图1至图3所示，贯通型铝片10以相互隔开的方式形成有多个贯通孔11a、12a，上述多个贯通孔11a、12a以使得贯通型铝片10的一侧面10a和另一侧面10b被贯通的方式形成。上述多个贯通孔11a、12a的直径D1、D3分别为50μm至100μm。形成有多个贯通孔11a、12a的上述贯通型铝片10的厚度T1为10μm至50μm，通过使用纯度为99.20％至99.99％的贯通型铝片10，来改善电阻率特性，由此改善本发明的适用于双电层电容器的高容量电极的电特性。在此情况下，图1为放大表示图8的“Aa”部分的剖视图，图2所示的贯通型铝片10表示图3所示的“A-A”线的剖视图。

如图2及图3所示，分别利用针或锥子等末端尖锐的圆筒柱部件(未图示)、椭圆柱部件(未图示)及四角柱部件(未图示)中的一种，在贯通型铝片的一侧面10a或另一侧面10b对贯通型铝片10加压并穿孔，由此在贯通型铝片10形成多个贯通孔11a、12a，多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12以分别与多个贯通孔11a、12a相连通的方式从贯通型铝片10延伸并突出而成。如图4所示，上述多个贯通孔11a、12a借助圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件中的一种来形成圆筒形、椭圆形、四角形中的一种。在此情况下，图4为示出第一中空型突出部件11的各种实施例的表，由于如图4所示的第一中空型突出部件11的各种实施例同样适用于第二中空型突出部件12，因此省略对第二中空型突出部件12的各种实施例的图示和说明。

例如，利用末端尖锐的圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件中的一种，沿着朝向贯通型铝片10的一侧面10a的方向对贯通型铝片10加压并穿孔，由此在贯通型铝片10形成多个贯通孔11a，并且多个第一中空型突出部件11借助贯通型铝片10的延展性，从贯通孔11a延伸并向铝片10的一侧突出而成。在此情况下，如图4所示，多个贯通孔11a根据圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件来形成圆筒形、椭圆形、四角形中的一种。

如图4所示，多个贯通孔11a根据圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件来形成圆筒形、椭圆形、四角形中的一种形状。例如，在利用圆筒柱部件的情况下，多个贯通孔11a形成圆筒形，如同Y1行，在利用椭圆柱部件的情况下，多个贯通孔11a形成椭圆形，如同Y3行。在利用四角柱部件的情况下，多个贯通孔11a形成四角形，如同Y2行，X3列所记载的第一中空型突出部件11表示X1列所记载的第一中空型突出部件11的立体图。

利用末端尖锐的圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件中的一种，沿着朝向贯通型铝片10的另一侧面10b的方向对贯通型铝片10加压并穿孔，由此在贯通型铝片10形成多个贯通孔12a，并且多个第二中空型突出部件12借助贯通型铝片10的延展性，从贯通孔11a延伸并向贯通型铝片10的另一侧突出而成。在此情况下，如图4所示，多个贯通孔12a如同图4所示的贯通孔11a，根据圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件来形成圆筒形、椭圆形、四角形中的一种。

这种多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12分别借助末端尖锐的圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件中的一种，形成一个以上的突出毛刺(extrudeburr)部件11b、11c、11d、12b、12c、12d。例如，如图3所示，第一中空型突出部件11和第二中空型突出部件12分别形成一个突出毛刺部件11b、12b或形成两个以上的突出毛刺部件11b、11c、11d、12b、12c、12d。即，一个贯通型铝片10由第一中空型突出部件11和第二中空型突出部件12混合形成，上述第一中空型突出部件11和第二中空型突出部件12分别由一个突出毛刺部件11b、12b形成或分别由两个以上的突出毛刺部件11b、11c、11d、12b、12c、12d形成。如同图4所示的第一中空型突出部件11，在贯通孔11a形成如同Y2行及Y3行中的四角形或椭圆形的情况下，第一中空型突出部件11可由四个突出毛刺部件11b、11c、11d、11e形成，第一中空型突出部件11的形成方式同样适用于第二中空型突出部件12。在此情况下，在图4所示的表中，X1列表示两个突出毛刺部件11b、11c形成于第一中空型突出部件11的实施例，X2列表示三个或四个突出毛刺部件11b、11c、11d、11e形成于第一中空型突出部件11的实施例，X3列表示X1列所示的第一中空型突出部件11的立体图。并且，图1表示图4的X1列和Y1行所示的形成有分别具有两个突出毛刺部件11b、11c、12b、12c的第一中空型突出部件11和第二中空型突出部件12的本发明的双电层电容器的高容量电极的剖视图。

一个以上的突出毛刺部件11b、11c、11d、12b、12c、12d以分别从贯通孔11a、12a延伸的方式相隔开地以一体化方式形成于贯通型铝片10，各个突出毛刺部件的高度T2、T3达到2μm至70μm。例如，如图2及图4所示，突出毛刺部件11b、12b的高度T2、T3为以贯通型铝片10的一侧面10a或另一侧面10b为基准的最大高度，多个突出毛刺部件11b、11c、11d、12b、12c、12d表示以贯通型铝片10的一侧面10a或另一侧面10b为基准，分别以相互分离的状态使高度达到2μm以上。如上所述，多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12分别以具有一个以上的突出毛刺部件11b、11c、11d、12b、12c、12d的方式形成，从而增加贯通型铝片10的表面积。例如，在利用圆筒形柱部件形成第一中空型突出部件11和第二中空型突出部件12时，形成具有均匀直径D1、D3的圆筒形贯通孔11a、12a，并且由以使得第一中空型突出部件11和第二中空型突出部件12的一侧或另一侧的内径D2、D4等于或小于直径D1、D3的方式形成的突出毛刺部件11b、12b形成第一中空型突出部件11和第二中空型突出部件12，从而进一步增加贯通型铝片10的表面积。

如图1及图2所示，通过分别反复执行两次以上的辊压方法，以使得第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30通过多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12来相连接的方式一同向贯通型铝片10的一侧面和另一侧面加压，使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30粘结于贯通型铝片10的一侧面和另一侧面，当反复执行两次以上的辊压方法时，通过最后一次实施的辊压方法来被加压的第一碳纳米纤维电极片20的厚度T4和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T5分别比通过第一次实施的辊压方法来被加压的第一碳纳米纤维电极片20的厚度T6(图8)和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T7(图8)薄2％至30％。

通过分别反复执行两次以上的辊压方法，一同朝向贯通型铝片10对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30加压，使得第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30粘结于贯通型铝片10，从而防止因用于使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30粘结于贯通型铝片10的加压力而使得多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12的外形变形或因对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30加压而导致贯通孔11a、12a被堵塞等的损伤，并且可防止等效串联电阻特性下降，可实现具有高容量的电极。

例如，本发明的双电层电容器的高容量电极通过利用如图8所示的冲压部140来反复执行两次以上的辊压方法而形成。

在第一次实施的辊压方法中，以小于最后一次实施的辊压方法的压力来对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30加压，从而使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别粘结于贯通型铝片10的一侧面和另一侧面。即，第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别借助较小的压力粘结于贯通型铝片10，防止多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12因压力而导致外形变形。如上所述，第一次实施的辊压方法使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30的一部分分别填充于第一中空型突出部件11或第二中空型突出部件12，由此防止因所施加的压力大于在第一次实施的辊压方法中所需的压力而可能会导致的第一中空型突出部件11或第二中空型突出部件12的外形变形。

当第二次实施的辊压为最后一次实施的辊压时，在最后一次实施的辊压方法中，以压力大于第一次实施的辊压方法中的压力的方式加压，从而使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别粘结于贯通型铝片10的一侧面和另一侧面。即使在最后一次实施的辊压方法中以压力大于第一次实施的辊压方法中的压力的方式加压，由于第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30的一部分已经分别填充于第一中空型突出部件11或第二中空型突出部件12，因此可防止第一中空型突出部件11或第二中空型突出部件12的外形变形。最后一次实施的辊压方法以比第一次实施的辊压方法中所施加的压力大的压力，一同对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30加压，使得在使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30填充于多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12的状态下，使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30填充于多个贯通孔11a、12a来相连接。

借助最后一次实施的辊压方法，第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30填充于多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12，使得第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30以粘结于多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12中的每个第一中空型突出部件11和每个第二中空型突出部件12的内周面或外周面的状态填充于多个贯通孔11a、12a，由此可实现高容量的电极，使得与贯通型铝片10相接触的面积增加，从而可防止等效串联电阻特性下降。这种第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别由相同的石墨烯电极材质形成，以可使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T4、T5变薄2％至30％的方式加压而成，可制备接触性得到改善的高容量的电极，第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T4、T5分别为100μm至500μm。

石墨烯电极材质使用如图5所示的复合石墨烯200。复合石墨烯200由剥离型碳纳米纤维(exfoliated carbon nano fiber)210和活性碳粉末220混合而成，通过与剥离型碳纳米纤维210混合，活性碳粉末220与剥离型碳纳米纤维210的外周面相接触并连接。如图5所示，这种剥离型碳纳米纤维210由一个以上的石墨烯块211形成，一个以上的石墨烯块211分别由多个石墨烯211a形成。当剥离型碳纳米纤维210由两个以上的石墨烯块211形成时，两个以上的石墨烯块211通过一个以上的石墨烯211a相连接，石墨烯块211与一个以上的活性碳粉末220相接触并连接。即，如图5所示，活性碳粉末220与形成石墨烯块211的一个以上的石墨烯211a的末端相接触并连接。在此情况下，图5示出由两个以上的石墨烯块211形成的一个剥离型碳纳米纤维210的结构，表示石墨烯块211之间通过一个石墨烯211a连接。

参照附图对具有上述结构的本发明的双电层电容器的高容量电极的制备方法进行说明如下。

如图6及图8所示，在本发明的双电层电容器的高容量电极的制备方法中，首先将在一侧面10a和另一侧面10b分别形成有多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12的贯通型铝片10卷绕于第一辊110来进行准备(步骤S10)。在对第一辊110进行准备时，将第一碳纳米纤维电极片20卷绕于第二辊120来进行准备(步骤S20)，将第二碳纳米纤维电极片30卷绕于第三辊130来进行准备(步骤S30)。若第一辊110、第二辊120和第三辊130分别准备完毕，则使上述第一碳纳米纤维电极片20位于上述贯通型铝片10的一侧面10a的上侧，使上述第二碳纳米纤维电极片30位于上述贯通型铝片10的另一侧面10b的下侧，并且分别将贯通型铝片10、第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30移送到冲压部140(步骤S40)。若贯通型铝片10、第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别被移送到冲压部140，则使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别粘结于贯通型铝片10的一侧面和另一侧面，以使得第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别通过多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12相连接的方式利用冲压部140对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30一同加压(步骤S50)，之后，通过公知的干燥工序，制备本发明的双电层电容器的高容量电极。

在上述步骤中，在将贯通型铝片10卷绕于第一辊来进行准备的步骤S10中，对于贯通型铝片10，借助末端尖锐的圆筒柱部件(未图示)、椭圆柱部件(未图示)及四角柱部件(未图示)中的一种，通过在贯通型铝片10一侧面10a或另一侧面10b向贯通型铝片10加压并穿孔，由此在贯通型铝片10形成多个贯通孔11a、12a，并且使多个第一中空型突出部件11或多个第二中空型突出部件12以分别与多个贯通孔11a、12a相连通地从贯通型铝片10延伸并突出的方式与贯通型铝片10形成为一体。

形成于贯通型铝片10的多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12以分别向贯通型铝片10的一侧或另一侧突出，即，向第一方向或第二方向突出的方式形成，第一方向为朝向贯通型铝片10的一侧面10a的方向，第二方向为与第一方向相反的方向，是指朝向贯通型铝片10的另一侧面10b的方向。

在使第一碳纳米纤维电极片20卷绕于第二辊120来进行准备的步骤(步骤S20)和使第二碳纳米纤维电极片30卷绕于第三辊130来进行准备的步骤(步骤S30)中，第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别使用相同的石墨烯电极材质。这种石墨烯电极材质混合有粘度调节剂，在100重量份的石墨烯电极材质中混合40重量份至60重量份的上述粘度调节剂。即，通过混合粘度调节剂，使石墨烯电极材质的粘度达到5000cps至10000cps(centi Poise)，使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30在具有规定粘度的状态下被移送，并粘结于贯通型铝片10。

石墨烯电极材质使用如图5所示的复合石墨烯200。如图7所示，在这种复合石墨烯200的制备方法中，首先，准备多个板式碳纳米纤维(Platelet-CNF(carbon nano fiber))或多个鱼骨状碳纳米纤维(Herringbone-CNF)等碳纳米纤维(步骤S111)。在此情况下，板式碳纳米纤维或鱼骨状碳纳米纤维作为用于制备剥离型碳纳米纤维210的原材料来使用，并未示出单独的附图标记。

如图5中的放大图Bb部分所示，作为用于制备剥离型碳纳米纤维210的原材料来使用的板式碳纳米纤维以两个以上的石墨烯211a以一字形重叠于石墨烯块211的方式形成。并且，如图5中的放大图Cc部分所示，鱼骨状碳纳米纤维以两个以上的石墨烯211a以青鱼的骨骼形状重叠于石墨烯块211的方式形成。若这种碳纳米纤维准备完毕，则通过使用作为氧化剂的KMnO₄、H₂SO₄及H₂O₂中的一种的赫默斯方法(Hummers method)来使碳纳米纤维氧化，从而制备扩张型碳纳米纤维(expaneded carbon nano fiber)(未图示)(步骤S112)。即，板式碳纳米纤维或多个鱼骨状碳纳米纤维分别通过氧化来形成，具有板形状(plate shape)的石墨烯211a相互隔开，整体上使长度向各自的层压轴方向扩张。

若通过氧化来制备碳纳米纤维或扩张型碳纳米纤维，则在将上述扩张型碳纳米纤维浸渍在去离子水之后施加超声波，剥离为一个以上的石墨烯块211，制备剥离型碳纳米纤维210(步骤S113)。向通过氧化来使长度得到扩张的扩张型碳纳米纤维施加超声波，对剥离型碳纳米纤维210进行部分剥离。部分剥离是指，如图5所示，剥离型碳纳米纤维210被剥离为一个以上的石墨烯块211。

在制备剥离型碳纳米纤维210之后，利用作为还原剂的水合肼(hydrazinehydrate)或抗坏血酸(ascorbic acid)来使剥离型碳纳米纤维210还原(步骤S114)。如图5所示，经过还原的剥离型碳纳米纤维210由一个以上的石墨烯块211形成。这种一个以上的石墨烯块211分别由多个石墨烯211a形成，当一个剥离型碳纳米纤维210由两个以上的石墨烯块211形成时，两个以上的石墨烯块211通过一个以上的石墨烯211a相连接。

在制备剥离型碳纳米纤维210之后，在剥离型碳纳米纤维210中混合活性碳粉末220，制备复合石墨烯200(步骤S115)。在复合石墨烯200中，在剥离型碳纳米纤维210和活性碳粉末220的混合过程中，借助一个以上的活性碳粉末220与一个石墨烯块211相接触，使活性碳粉末220与剥离型碳纳米纤维210的外周面相接触并连接。即，活性碳粉末220与剥离型碳纳米纤维210的外周面相接触，并与剥离型碳纳米纤维210电连接。剥离型碳纳米纤维210和活性碳粉末220的混合方法采用公知的技术，当制备复合石墨烯200时，复合石墨烯200以剥离型碳纳米纤维210达到1重量百分比(wt％)至20重量百分比以及活性碳粉末220达到80重量百分比至99重量百分比的方式混合并制备。

在制备复合石墨烯200后，使复合石墨烯200与粘度调节剂相混合。粘度调节剂包含30重量百分比至60重量百分比的乙醇和40重量百分比至70重量百分比的纯水，复合石墨烯200借助粘度调节剂，在具有规定粘度的状态下被移送到一对冲压辊140，并粘结于贯通型铝片10。即，粘度调节剂在第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30具有规定粘度的状态下被移送到一对冲压辊140，并粘结于贯通型铝片10，由此改善粘结力。

如图8所示，在利用冲压部140对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30一同加压的步骤(步骤S50)中，首先，若第一碳纳米纤维电极片20、第二碳纳米纤维电极片30和贯通型铝片10被移送到一对第一冲压辊141，则以使得第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别粘结于贯通型铝片10的一侧面和另一侧面的方式利用一对第一冲压辊141以第一压力对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30一同进行第一次加压(步骤S51)。

若已进行对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30的第一次加压的贯通型铝片10被移送到一对第二冲压辊142，则以使得已进行第一次加压的第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30分别通过多个第一中空型突出部件11和多个第二中空型突出部件12相连接的方式利用一对第二冲压辊142来以大于第一压力的第二压力对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30一同进行第二次加压(步骤S52)。在此情况下，以使粘结于贯通型铝片10的一侧面和另一侧面的第一碳纳米纤维电极片20的厚度T4和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T5比借助第一压力来被加压而粘结于贯通型铝片10的一侧面和另一侧面的第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30的厚度(未图示)薄2％至30％的方式以第二压力进行加压。

如图8所示，前述的第一压力借助作为一对第一冲压辊141之间的隔开距离的间隔M1来设定，如图8所示，第二压力借助作为一对第二冲压辊142之间的隔开距离的间隔M2来设定。即，一对第一冲压辊141以分别向第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30施加第一压力的方式以间隔M1隔开配置，使第一碳纳米纤维电极片20的厚度达到厚度T6，并且使第二碳纳米纤维电极片30的厚度达到厚度T7。一对第二冲压辊142以分别向第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30施加第二压力的方式以间隔M2隔开配置，使第一碳纳米纤维电极片20的厚度达到厚度T4，并且使第二碳纳米纤维电极片30的厚度达到厚度T5，从而使第一碳纳米纤维电极片20的厚度T4和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T5比厚度T6、T7薄2％至30％。在此情况下，厚度T6、T7具有相同的厚度，厚度T4、T5也具有相同的厚度。

以相比于进行第一次加压的第一碳纳米纤维电极片20的厚度T6和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T7薄2％至30％的方式进行第二次加压的第一碳纳米纤维电极片20的厚度T4和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T5在一对第一冲压辊141之间的间隔M1与一对第二冲压辊142之间的间隔M2的间隔之差M3+M4中产生。即，第一压力和第二压力借助设置于冲压部140的一对第一冲压辊141的隔开距离M1和一对第二冲压辊142的隔开距离M2来设定，第一压力与第二压力之差在一对第一冲压辊141的隔开距离M1与一对第二冲压辊142的隔开距离M2之差M3+M4中产生。例如，随着所设定的隔开距离M1与间隔M2+M3+M4相同，第一碳纳米纤维电极片20的厚度T4和第二碳纳米纤维电极片30的厚度T5以相比于厚度T6、T7薄2％至30％的方式形成，由此容易实现具有高容量的电极。在此情况下，隔开距离M1、M2分别表示一对第一冲压辊141或一对第二冲压辊142的配置间隔。

为了进一步改善贯通型铝片10、第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30的粘结力，使用导电性粘结剂。导电性粘结剂使用公知的材质，以在分别抛撒于贯通型铝片10的一侧面10a或另一侧面10b的状态涂敷之后，利用冲压部140对第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30加压，使第一碳纳米纤维电极片20和第二碳纳米纤维电极片30借助导电性粘结剂更加牢固地粘结于贯通型铝片10，来制备本发明的双电层电容器的高容量电极。

如上所述，根据本发明的双电层电容器的高容量电极及其制备方法，当在用于双电层电容器的电极的铝片形成多个贯通孔时，防止铝片的表面积损失，并增加铝片和碳纳米纤维电极片之间的接触面积，由此可实现高容量电极。

本发明的双电层电容器的高容量电极及其制备方法可适用于双电层电容器的制造产业领域。

Claims (7)

1.一种双电层电容器的电极，其特征在于，

包括：

贯通型铝片，以相互隔开的方式形成有多个贯通孔；

多个第一中空型突出部件，以与上述贯通孔相连通的方式从贯通型铝片延伸并向贯通型铝片的一侧突出而成；

多个第二中空型突出部件，以分别与上述多个第一中空型突出部件相隔开的方式形成，并以与上述贯通孔相连通的方式从贯通型铝片延伸并向贯通型铝片的另一侧突出而成；

第一碳纳米纤维电极片，以填埋上述多个第一中空型突出部件的方式粘结于贯通型铝片的一侧面；

第二碳纳米纤维电极片，以填埋上述多个第二中空型突出部件且通过多个第一中空型突出部件和多个第二中空型突出部件来与第一碳纳米纤维电极片相连接的方式粘结于贯通型铝片的另一侧面，

上述第一碳纳米纤维电极片和上述第二碳纳米纤维电极片分别由相同材质形成，厚度分别为100μm至500μm，上述材质使用混合剥离型碳纳米纤维和活性碳粉末的复合石墨烯，上述复合石墨烯由剥离型碳纳米纤维和活性碳粉末混合而成，上述剥离型碳纳米纤维的外周面与活性碳粉末相接触并连接，上述剥离型碳纳米纤维由一个以上的石墨烯块形成，上述一个以上的石墨烯块分别由多个石墨烯形成，当上述剥离型碳纳米纤维由两个以上的石墨烯块形成时，两个以上的石墨烯块通过一个以上的石墨烯相连接，上述石墨烯块与一个以上的活性碳粉末相接触并连接。

2.根据权利要求1所述的双电层电容器的电极，其特征在于，在上述贯通型铝片以相互隔开的方式形成有多个贯通孔，上述多个贯通孔以使得铝片的一侧面和另一侧面贯通的方式形成，上述多个贯通孔的直径分别为50μm至100μm。

3.根据权利要求1所述的双电层电容器的电极，其特征在于，上述贯通型铝片的厚度为10μm至50μm。

4.根据权利要求1所述的双电层电容器的电极，其特征在于，分别利用末端尖锐的圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件中的一种，在贯通型铝片的一侧面或另一侧面对贯通型铝片加压并穿孔，由此在贯通型铝片形成多个贯通孔，上述多个第一中空型突出部件和上述多个第二中空型突出部件以分别与多个贯通孔相连通的方式从贯通型铝片延伸并突出而成，上述贯通孔借助圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件中的一种来形成圆筒形、椭圆形、四角形中的一种。

5.根据权利要求1所述的双电层电容器的电极，其特征在于，上述多个第一中空型突出部件和上述多个第二中空型突出部件分别是借助末端尖锐的圆筒柱部件、椭圆柱部件及四角柱部件中的一种由一个以上的突出毛刺部件形成的。

6.根据权利要求5所述的双电层电容器的电极，其特征在于，上述一个以上的突出毛刺部件以分别从贯通孔延伸的方式相互隔开地以一体化方式形成于贯通型铝片，上述一个以上的突出毛刺部件的高度分别为2μm至70μm。

7.根据权利要求1所述的双电层电容器的电极，其特征在于，通过分别反复执行两次以上的辊压方法，以使得上述第一碳纳米纤维电极片和上述第二碳纳米纤维电极片通过多个第一中空型突出部件和多个第二中空型突出部件来相连接的方式一同向贯通型铝片的一侧面和另一侧面加压，使上述第一碳纳米纤维电极片和上述第二碳纳米纤维电极片粘结于贯通型铝片的一侧面和另一侧面，当反复执行两次以上的辊压方法时，通过最后一次实施的辊压方法来被加压的第一碳纳米纤维电极片的厚度和第二碳纳米纤维电极片的厚度分别比通过第一次实施的辊压方法来被加压的第一碳纳米纤维电极片的厚度和第二碳纳米纤维电极片的厚度薄2％至30％。