CN106847521B - 一种片状叠层全固态超级电容器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种片状叠层全固态超级电容器及制备方法。一种片状叠层全固态超级电容器，包括全固态超级电容器芯和壳体，壳体的顶侧设有矩形盲孔，矩形盲孔内侧壁涂覆有导电银浆，壳体的上表面也设有导电银浆，全固态超级电容器芯卡设于矩形盲孔，全固态超级电容器芯上表面设有封装层，壳体顶侧两侧的导电银浆各外接电极引线。一种片状叠层全固态超级电容器的制备方法包括(1)制备全固态超级电容器芯；(2)将全固态超级电容器芯两侧的铝箔向上折压包裹侧面；(3)涂刷导电银浆，(4)焊接电极引线，(5)将全固态超级电容器芯放入矩形盲孔中；(6)向矩形盲孔加入环氧树脂形成环氧树脂封装层，固化后即得到片状叠层全固态超级电容器。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容器及制备方法，具体涉及一种片状叠层全固态超级电容器及制备方法。
背景技术
环境污染和石化类能源即将枯竭，迫使人们开发新型电动车来有效解决传统车用能源紧缺及含碳排放等问题。目前成熟的纯电动车主要采用锂离子电池作为动力源，但是由于锂离子电池充放电速度慢(小时量级)、功率密度小，制约了纯电动车在性能上与传统燃油车相比拟。传统的超级电容器在功率密度、充放电速率及充放电循环次数上优于车用锂离子电池，但其能量密度远低于锂离子电池，目前为止，很难单独成为车用动力电池。
超级电容器主体部分由电极、电解液、隔膜等组成，电解质有液态和固态两类，使超级电容器分为液态超级电容器和固态超级电容器。
目前市场上成熟的超级电容器产品主要为碳类双电层液态电解质超级电容器。液态超级电容器由于液态电解质良好的离子导电性为现有市场上超级电容器主选，但其同时存在以下不足之处：1、工作电压低(水剂为1V左右)；2、易泄露；3、腐蚀性强；4、工艺精度难控制、5、个体间性能差异大且难于做成大规模组件。这些严重影响其性能、寿命和安全性。固态超级电容器由于其固态电解质工作电压高(>1V)、不需考虑腐蚀性和泄漏性等安全问题，且寿命强、工艺精度易控、各体间性能一致性好，为将来做成大规模组件的动力电池提供有力条件，为目前研究热点之一。但目前固态离子电导率相比液态离子偏低，如Li4Ti5O12的电导率小于10-9Scm-1,使得固态材料的串联等效电阻偏高，制约了固态超级电容器的发展。
发明内容
发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明的第一个目的在于公开了一种片状叠层全固态超级电容器。本发明的第二个目的在于公开一种片状叠层全固态超级电容器的制备方法。
技术方案：一种片状叠层全固态超级电容器，包括全固态超级电容器芯和壳体，
所述壳体的顶侧设有矩形盲孔，所述矩形盲孔的相对的两内侧壁涂覆有导电银浆，与所述矩形盲孔的相对的两内侧壁相邻的壳体的上表面也设有导电银浆，
全固态超级电容器芯卡设于矩形盲孔内，全固态超级电容器芯两侧的铝箔与矩形盲孔两内侧壁的导电银浆充分接触，所述全固态超级电容器芯的上表面还设有封装层，
壳体顶侧两侧的导电银浆各外接一电极引线。
进一步地，所述壳体为陶瓷壳体或高分子壳体。
进一步地，所述封装层为环氧树脂封装层。
进一步地，所述全固态超级电容器芯为片状双面电极叠层全固态超级电容器芯，所述片状双面电极叠层全固态超级电容器芯为一个片状双面电极或者由多个片状双面电极相互交错堆叠粘接而成，
所述片状双面电极包括第一刚性片、第一铝箔、第一涂层、第二铝箔和第二刚性片，
所述第一铝箔的顶侧粘设有第一刚性片，
所述第二刚性片的上表面粘设有第二铝箔，所述第二铝箔的顶侧涂覆有第一涂层，所述第一涂层的位置与所述第二刚性片的位置相适应,
所述第二刚性片与所述第一刚性片通过胶带粘接，所述第二铝箔位于所述第二刚性片与所述第一刚性片之间，所述第二刚性片的位置与所述第一刚性片在垂直方向上是重合的。
更进一步地，所述第一刚性片和所述第二刚性片为载玻片。
进一步地，所述全固态超级电容器芯为片状单面电极叠层全固态超级电容器芯，所述片状单面电极叠层全固态超级电容器芯包括一个底电极、一个顶电极和多个中间电极，
所述底电极包括第三刚性片、第三铝箔和第二涂层，所述第三铝箔的底侧粘设有第三刚性片，所述第三铝箔的顶侧的一侧涂覆有第二涂层，所述第二涂层的位置与所述第三刚性片的位置相适应，
所述中间电极包括第四铝箔和第三涂层，所述第四铝箔的顶侧的一侧涂覆有第三涂层，
所述顶电极包括第四刚性片和第五铝箔，所述第五铝箔的顶侧粘设有第四刚性片，
多个中间电极相互交错堆叠放置，最上层的中间电极与顶电极的第五铝箔衔接，最底层的中间电极与底电极的第二涂层衔接，
所述第四刚性片、所述第三涂层、所述第二涂层、所述第三刚性片在水平面上的投影相同，
所述底电极与所述顶电极通过胶带缠绕粘接。
更进一步地，所述第三刚性片和所述第四刚性片为载玻片。
进一步地，第一涂层、第二涂层和第三涂层的组分相同，
所述第一涂层包括电介质/电解质复合粉体和PVB，
电介质/电解质复合粉体是由任意摩尔比的BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体的混合而成，
所述PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％～30％。
更进一步地，所述BaTiO3粉体的粒径为30～50nm，所述β″-Al2O3粉体的粒径为30～50nm。
一种片状叠层全固态超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备全固态超级电容器芯，
(2)将全固态超级电容器芯两侧的铝箔向上折压包裹侧面，
(3)在壳体的矩形盲孔的两内侧及与两内侧相连的上表面上涂刷导电银浆，
(4)在壳体上表面两侧的导电银浆上各焊接一电极引线，
(5)将全固态超级电容器芯放入矩形盲孔中，使全固态超级电容器芯两侧的铝箔与矩形盲孔两内侧的导电银浆充分接触，
(6)向矩形盲孔加入环氧树脂形成环氧树脂封装层，固化后即得到片状叠层全固态超级电容器。
进一步地，若步骤(1)制备的是片状双面电极叠层全固态超级电容器芯，包括以下步骤：
(11)、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按任意摩尔比混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
(12)、向步骤(11)得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的第一涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％～30％；
(13)、将步骤(12)得到的第一涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第一铝箔的一侧形成第一涂层，涂覆浆料的铝箔的表面设有留边，第一涂层的面积与第一刚性片的面积相适应；
(14)、将步骤(13)涂覆了第一涂层的第一铝箔、第二铝箔放置于烘箱50～70℃烘干5～10分钟；
(15)将第一铝箔与第一刚性片粘接，将第二铝箔与第二刚性片粘接，然后将第一刚性片与第二刚性片通过胶带粘接形成片状双面电极，其中：第一铝箔、第二铝箔、第一涂层均布设于第一刚性片与第二刚性片之间，
(16)将多个片状双面电极交错堆叠，堆叠时，按照多个片状双面电极两侧的留边在两侧逐层交替出现；
(17)用胶带将多个片状双面电极粘接即得到片状双面电极叠层全固态超级电容器芯。
进一步地，若步骤(1)制备的是片状单面电极叠层全固态超级电容器芯，包括以下步骤：
S11、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按任意摩尔比混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
S12、向步骤S11得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％～30％；
S13、将第四刚性片粘设于第五铝箔的顶部的一侧形成顶电极；将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在多个第四铝箔的一侧形成带有第三涂层的多个中间电极，涂覆涂层浆料的第四铝箔的表面设有留边，第三涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；将第三刚性片粘设于第三铝箔的底侧，将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第三铝箔的顶侧形成带有第二涂层的底电极，涂覆涂层浆料的第三铝箔的表面设有留边，第二涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；
S14、将步骤S13得到的多个中间电极、底电极放置于烘箱50～70℃烘干5～10分钟；
S15、按照多个中间电极两侧的留边逐层交替的方式将多个中间电极交错堆叠衔接，
S16、将顶电极的第五铝箔与堆叠后的多个中间电极的顶部粘接，将底电极的第二涂层与堆叠后的多个中间电极的底部衔接，其中：
第四刚性片、第三涂层、第二涂层、第三刚性片在水平面上的投影相同；
S17、用胶带将底电极和电极缠绕粘接，即得到片状单面电极叠层全固态超级电容器芯。
有益效果：本发明公开的一种片状叠层全固态超级电容器及制备方法具有以下有益效果：
1、将传统的电容器(电介质)及超级电容器(电解质)复合在一起，其电性能参数(比电容、比能量、比功率)比相应单独的同材料电容器(电介质)或超级电容器(电解质)提高数倍；
2、有机粘合剂PVC的加入，改善固态离子迁移率，改善超级电容器内阻；
3、工作电压达2.5V,远大于传统水剂液态超级电容器的最大1V；
4、片状叠层型固态超级电容器有效的利用空间扩大了面积，增加单体电容总量；
5.克服了液态超级电容器寿命短、易泄漏、易腐蚀等不安全因素，具有更高的可靠性和寿命。
附图说明
图1a为片状双面电极叠层全固态超级电容器芯的结构示意图；
图1b为片状双面电极的结构示意图；
图2a为片状单面电极叠层全固态超级电容器芯的结构示意图；
图2b为底电极的结构示意图；
图2c为中间电极的结构示意图；
图2d为顶电极的结构示意图；
图3为本发明公开的一种片状叠层全固态超级电容器的结构示意图；
图4为片状样品A、片状样品B、片状样品AB在室温下的循环伏安特性的变化图；
图5为片状样品A、片状样品B、片状样品AB在室温下的恒流充放电特性的变化图；
图6为片状样品A、片状样品B、片状样品AB的比电容C0、比能量E0、比功率P0性能对比图；
图7为片状样品AB和片状叠层型样品DAB在室温下的循环伏安图；
其中：
1-全固态超级电容器芯
11-第一刚性片 12-第一铝箔
13-第一涂层 14-第二铝箔
15-第二刚性片
21-第三刚性片 22-第三铝箔
23-第二涂层 24-第四铝箔
25-第三涂层 26-第四刚性片
27-第五铝箔
8-壳体 9-导电银浆
10-电极引线
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
具体实施例1
如图3所示，一种片状叠层全固态超级电容器，包括全固态超级电容器芯1和壳体8，
壳体8的顶侧设有矩形盲孔，矩形盲孔的相对的两内侧壁涂覆有导电银浆9，与矩形盲孔的相对的两内侧壁相邻的壳体8的上表面也设有导电银浆9，
全固态超级电容器芯1卡设于矩形盲孔内，全固态超级电容器芯1两侧的铝箔与矩形盲孔两内侧壁的导电银浆9充分接触，全固态超级电容器芯1的上表面还设有封装层，
壳体8顶侧两侧的导电银浆9各外接一电极引线10。
进一步地，壳体8为陶瓷壳体。
进一步地，封装层为环氧树脂封装层。
进一步地，如图1a和1b所示，全固态超级电容器芯1为片状双面电极叠层全固态超级电容器芯，片状双面电极叠层全固态超级电容器芯为由多个片状双面电极相互交错堆叠粘接而成，
片状双面电极包括第一刚性片11、第一铝箔12、第一涂层13、第二铝箔14和第二刚性片15，
第一铝箔12的顶侧粘设有第一刚性片11，
第二刚性片15的上表面粘设有第二铝箔14，第二铝箔14的顶侧涂覆有第一涂层13，第一涂层13的位置与第二刚性片15的位置相适应,
第二刚性片15与第一刚性片11通过胶带粘接，第二铝箔14位于第二刚性片15与第一刚性片11之间，第二刚性片15的位置与第一刚性片11在垂直方向上是重合的。
更进一步地，第一刚性片11和第二刚性片15为载玻片。
进一步地，第一涂层13包括电介质/电解质复合粉体和PVB，
电介质/电解质复合粉体是由等摩尔比的BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体的混合而成，
PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％。
更进一步地，BaTiO3粉体的粒径为30nm，β″-Al2O3粉体的粒径为30nm。
一种片状叠层全固态超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备片状双面电极叠层全固态超级电容器芯，
(2)将全固态超级电容器芯两侧的铝箔向上折压包裹侧面，
(3)在壳体的矩形盲孔的两内侧及与两内侧相连的上表面上涂刷导电银浆，
(4)在壳体上表面两侧的导电银浆上各焊接一电极引线，
(5)将全固态超级电容器芯放入矩形盲孔中，使全固态超级电容器芯两侧的铝箔与矩形盲孔两内侧的导电银浆充分接触，
(6)向矩形盲孔加入环氧树脂形成环氧树脂封装层，固化后即得到片状叠层全固态超级电容器。
进一步地，步骤(1)包括以下步骤：
(11)、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按等摩尔比混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
(12)、向步骤(11)得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的第一涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％；
(13)、将步骤(12)得到的第一涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第一铝箔的一侧形成第一涂层，涂覆浆料的铝箔的表面设有留边，第一涂层的面积与第一刚性片的面积相适应；
(14)、将步骤(13)涂覆了第一涂层的第一铝箔、第二铝箔放置于烘箱50℃烘干10分钟；
(15)将第一铝箔与第一刚性片粘接，将第二铝箔与第二刚性片粘接，然后将第一刚性片与第二刚性片通过胶带粘接形成片状双面电极，其中：第一铝箔、第二铝箔、第一涂层均布设于第一刚性片与第二刚性片之间，
(16)将多个片状双面电极交错堆叠，堆叠时，按照多个片状双面电极两侧的留边在两侧逐层交替出现；
(17)用胶带将多个片状双面电极粘接即得到片状双面电极叠层全固态超级电容器芯。
采用上述方法，分别制备片状试样A、片状试样B、片状试样AB，制备条件完全相同，区别仅仅是：
片状试样A的底电极和顶电极之间只含有β″-Al2O3，该β″-Al2O3粉体的质量与试样AB中BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体质量相等；
片状试样B的底电极和顶电极之间只含有BaTiO3，该BaTiO3粉体的质量与试样AB中BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体质量相等；
片状试样AB的底电极和顶电极之间含有等质量的β″-Al2O3粉体和BaTiO3粉体；
在室温下分别对片状样品A、B、AB进行性能测试，以下测试结果分别以A、B、AB表示。
如图4所示，循环伏安特性表明，由于复合机制作用，样品AB矩形化程度、包容面积、窗口电压均优于同条件单独机制的样品A和样品B；
如图5所示，恒流充放电特性表明，由于复合机制作用，样品AB储存能量大于同条件单独机制的样品A和样品B；
如图6所示，由于复合机制作用，样品AB的比电容C0、比能量E0、比功率P0均大于样品A和样品B的值；样品AB C0:149.8mF/g、比能量E0:510mwh/Kg、比功率P0:936.3w/Kg。
如图7所示，片状样品AB(n＝1)和片状单面电极叠层DAB(n＝2)室温下循环伏安特性表明片状单面电极叠片DAB循环伏安特性所包容面积大幅提升，有效实现在保持单片型器件良好的窗口电压、比电容、比功率、比能量的基础上，实现单体总性能参数电容、能量、功率的提升。
具体实施例2
与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
壳体8为高分子壳体。
片状双面电极叠层全固态超级电容器芯为一个片状双面电极粘接而成。
进一步地，第一涂层13包括电介质/电解质复合粉体和PVB，
电介质/电解质复合粉体是由摩尔比为2:1的BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体的混合而成，
PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的30％。
更进一步地，BaTiO3粉体的粒径为50nm，β″-Al2O3粉体的粒径为50nm。
进一步地，步骤(1)包括以下步骤：
(11)、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按摩尔比2:1混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
(12)、向步骤(11)得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的第一涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的30％；
(13)、将步骤(12)得到的第一涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第一铝箔的一侧形成第一涂层，涂覆浆料的铝箔的表面设有留边，第一涂层的面积与第一刚性片的面积相适应；
(14)、将步骤(13)涂覆了第一涂层的第一铝箔、第二铝箔放置于烘箱70℃烘干5分钟；
(15)将第一铝箔与第一刚性片粘接，将第二铝箔与第二刚性片粘接，然后将第一刚性片与第二刚性片通过胶带粘接形成片状双面电极，其中：第一铝箔、第二铝箔、第一涂层均布设于第一刚性片与第二刚性片之间，
(16)将多个片状双面电极交错堆叠，堆叠时，按照多个片状双面电极两侧的留边在两侧逐层交替出现；
(17)用胶带将多个片状双面电极粘接即得到片状双面电极叠层全固态超级电容器芯。
具体实施例3
与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
第一涂层13包括电介质/电解质复合粉体和PVB，
电介质/电解质复合粉体是由摩尔比为1:2的BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体的混合而成，
PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的25％。
更进一步地，BaTiO3粉体的粒径为40nm，β″-Al2O3粉体的粒径为40nm。
进一步地，步骤(1)包括以下步骤：
(11)、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按摩尔比1:2混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
(12)、向步骤(11)得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的第一涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的25％；
(13)、将步骤(12)得到的第一涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第一铝箔的一侧形成第一涂层，涂覆浆料的铝箔的表面设有留边，第一涂层的面积与第一刚性片的面积相适应；
(14)、将步骤(13)涂覆了第一涂层的第一铝箔、第二铝箔放置于烘箱60℃烘干8分钟；
(15)将第一铝箔与第一刚性片粘接，将第二铝箔与第二刚性片粘接，然后将第一刚性片与第二刚性片通过胶带粘接形成片状双面电极，其中：第一铝箔、第二铝箔、第一涂层均布设于第一刚性片与第二刚性片之间，
(16)将多个片状双面电极交错堆叠，堆叠时，按照多个片状双面电极两侧的留边在两侧逐层交替出现；
(17)用胶带将多个片状双面电极粘接即得到片状双面电极叠层全固态超级电容器芯。
具体实施例4
如图3所示，一种片状叠层全固态超级电容器，包括全固态超级电容器芯1和壳体8，
壳体8的顶侧设有矩形盲孔，矩形盲孔的相对的两内侧壁涂覆有导电银浆9，与矩形盲孔的相对的两内侧壁相邻的壳体8的上表面也设有导电银浆9，
全固态超级电容器芯1卡设于矩形盲孔内，全固态超级电容器芯1两侧的铝箔与矩形盲孔两内侧壁的导电银浆9充分接触，全固态超级电容器芯1的上表面还设有封装层，
壳体8顶侧两侧的导电银浆9各外接一电极引线10。
进一步地，壳体8为陶瓷壳体。
进一步地，封装层为环氧树脂封装层。
进一步地，如图2a～2d所示，全固态超级电容器芯1为片状单面电极叠层全固态超级电容器芯，片状单面电极叠层全固态超级电容器芯包括一个底电极、一个顶电极和多个中间电极，
底电极包括第三刚性片21、第三铝箔22和第二涂层23，第三铝箔22的底侧粘设有第三刚性片21，第三铝箔22的顶侧的一侧涂覆有第二涂层23，第二涂层23的位置与第三刚性片21的位置相适应，
中间电极包括第四铝箔24和第三涂层25，第四铝箔24的顶侧的一侧涂覆有第三涂层25，
顶电极包括第四刚性片26和第五铝箔27，第五铝箔27的顶侧粘设有第四刚性片26，
多个中间电极相互交错堆叠放置，最上层的中间电极与顶电极的第五铝箔27衔接，最底层的中间电极与底电极的第二涂层23衔接，
第四刚性片26、第三涂层25、第二涂层23、第三刚性片21在水平面上的投影相同，
底电极与顶电极通过胶带缠绕粘接。
更进一步地，第三刚性片21和第四刚性片26为载玻片。
进一步地，第二涂层23和第三涂层25的组分相同，
第二涂层23包括电介质/电解质复合粉体和PVB，
电介质/电解质复合粉体是由摩尔比为4:1的BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体的混合而成，
PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％。
更进一步地，BaTiO3粉体的粒径为30nm，β″-Al2O3粉体的粒径为30nm。
进一步地，步骤(1)包括以下步骤：
S11、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按摩尔比4:1混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
S12、向步骤S11得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％；
S13、将第四刚性片粘设于第五铝箔的顶部的一侧形成顶电极；将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在多个第四铝箔的一侧形成带有第三涂层的多个中间电极，涂覆涂层浆料的第四铝箔的表面设有留边，第三涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；将第三刚性片粘设于第三铝箔的底侧，将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第三铝箔的顶侧形成带有第二涂层的底电极，涂覆涂层浆料的第三铝箔的表面设有留边，第二涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；
S14、将步骤S13得到的多个中间电极、底电极放置于烘箱50℃烘干10分钟；
S15、按照多个中间电极两侧的留边逐层交替的方式将多个中间电极交错堆叠衔接，
S16、将顶电极的第五铝箔与堆叠后的多个中间电极的顶部粘接，将底电极的第二涂层与堆叠后的多个中间电极的底部衔接，其中：
第四刚性片、第三涂层、第二涂层、第三刚性片在水平面上的投影相同；
S17、用胶带将底电极和电极缠绕粘接，即得到片状单面电极叠层全固态超级电容器芯。
具体实施例5
与具体实施例4大致相同，区别仅仅在于：
壳体8为高分子壳体。
进一步地，第二涂层23和第三涂层25的组分相同，
第二涂层23包括电介质/电解质复合粉体和PVB，
电介质/电解质复合粉体是由摩尔比1:4的BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体的混合而成，
PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的30％。
更进一步地，BaTiO3粉体的粒径为50nm，β″-Al2O3粉体的粒径为50nm。
进一步地，步骤(1)包括以下步骤：
S11、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按摩尔比4:1混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
S12、向步骤S11得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的30％；
S13、将第四刚性片粘设于第五铝箔的顶部的一侧形成顶电极；将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在多个第四铝箔的一侧形成带有第三涂层的多个中间电极，涂覆涂层浆料的第四铝箔的表面设有留边，第三涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；将第三刚性片粘设于第三铝箔的底侧，将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第三铝箔的顶侧形成带有第二涂层的底电极，涂覆涂层浆料的第三铝箔的表面设有留边，第二涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；
S14、将步骤S13得到的多个中间电极、底电极放置于烘箱70℃烘干5分钟；
S15、按照多个中间电极两侧的留边逐层交替的方式将多个中间电极交错堆叠衔接，
S16、将顶电极的第五铝箔与堆叠后的多个中间电极的顶部粘接，将底电极的第二涂层与堆叠后的多个中间电极的底部衔接，其中：
第四刚性片、第三涂层、第二涂层、第三刚性片在水平面上的投影相同；
S17、用胶带将底电极和电极缠绕粘接，即得到片状单面电极叠层全固态超级电容器芯。
具体实施例6
与具体实施例4大致相同，区别仅仅在于：
进一步地，第二涂层23和第三涂层25的组分相同，
第二涂层23包括电介质/电解质复合粉体和PVB，
电介质/电解质复合粉体是由摩尔比3:1的BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体的混合而成，
PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的25％。
更进一步地，BaTiO3粉体的粒径为35nm，β″-Al2O3粉体的粒径为35nm。
进一步地，步骤(1)包括以下步骤：
S11、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按摩尔比3:1混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
S12、向步骤S11得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的25％；
S13、将第四刚性片粘设于第五铝箔的顶部的一侧形成顶电极；将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在多个第四铝箔的一侧形成带有第三涂层的多个中间电极，涂覆涂层浆料的第四铝箔的表面设有留边，第三涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；将第三刚性片粘设于第三铝箔的底侧，将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第三铝箔的顶侧形成带有第二涂层的底电极，涂覆涂层浆料的第三铝箔的表面设有留边，第二涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；
S14、将步骤S13得到的多个中间电极、底电极放置于烘箱65℃烘干8分钟；
S15、按照多个中间电极两侧的留边逐层交替的方式将多个中间电极交错堆叠衔接，
S16、将顶电极的第五铝箔与堆叠后的多个中间电极的顶部粘接，将底电极的第二涂层与堆叠后的多个中间电极的底部衔接，其中：
第四刚性片、第三涂层、第二涂层、第三刚性片在水平面上的投影相同；
S17、用胶带将底电极和电极缠绕粘接，即得到片状单面电极叠层全固态超级电容器芯。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.一种片状叠层全固态超级电容器，其特征在于，包括全固态超级电容器芯和壳体，
所述壳体的顶侧设有矩形盲孔，所述矩形盲孔的相对的两内侧壁涂覆有导电银浆，与所述矩形盲孔的相对的两内侧壁相邻的壳体的上表面也设有导电银浆，
全固态超级电容器芯卡设于矩形盲孔内，全固态超级电容器芯两侧的铝箔与矩形盲孔两内侧壁的导电银浆充分接触，所述全固态超级电容器芯的上表面还设有封装层，
壳体顶侧两侧的导电银浆各外接一电极引线。
2.根据权利要求1所述的一种片状叠层全固态超级电容器，其特征在于，所述全固态超级电容器芯为片状双面电极叠层全固态超级电容器芯，所述片状双面电极叠层全固态超级电容器芯为一个片状双面电极或者由多个片状双面电极相互交错堆叠粘接而成，
所述片状双面电极包括第一刚性片、第一铝箔、第一涂层、第二铝箔和第二刚性片，
所述第一铝箔的顶侧粘设有第一刚性片，
所述第二刚性片的上表面粘设有第二铝箔，所述第二铝箔的顶侧涂覆有第一涂层，所述第一涂层的位置与所述第二刚性片的位置相适应,
所述第二刚性片与所述第一刚性片通过胶带粘接，所述第二铝箔位于所述第二刚性片与所述第一刚性片之间，所述第二刚性片的位置与所述第一刚性片在垂直方向上是重合的。
3.根据权利要求2所述的一种片状叠层全固态超级电容器，其特征在于，所述第一刚性片和所述第二刚性片为载玻片。
4.根据权利要求1所述的一种片状叠层全固态超级电容器，其特征在于，所述全固态超级电容器芯为片状单面电极叠层全固态超级电容器芯，所述片状单面电极叠层全固态超级电容器芯包括一个底电极、一个顶电极和多个中间电极，
所述底电极包括第三刚性片、第三铝箔和第二涂层，所述第三铝箔的底侧粘设有第三刚性片，所述第三铝箔的顶侧的一侧涂覆有第二涂层，所述第二涂层的位置与所述第三刚性片的位置相适应，
所述中间电极包括第四铝箔和第三涂层，所述第四铝箔的顶侧的一侧涂覆有第三涂层，
所述顶电极包括第四刚性片和第五铝箔，所述第五铝箔的顶侧粘设有第四刚性片，
多个中间电极相互交错堆叠放置，最上层的中间电极与顶电极的第五铝箔衔接，最底层的中间电极与底电极的第二涂层衔接，
所述第四刚性片、所述第三涂层、所述第二涂层、所述第三刚性片在水平面上的投影相同，
所述底电极与所述顶电极通过胶带缠绕粘接。
5.根据权利要求4所述的一种片状叠层全固态超级电容器，其特征在于，所述第三刚性片和所述第四刚性片为载玻片。
6.根据权利要求2或4所述的一种片状叠层全固态超级电容器，其特征在于，第一涂层、第二涂层和第三涂层的组分相同，
所述第一涂层包括电介质/电解质复合粉体和PVB，
电介质/电解质复合粉体是由任意摩尔比的BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体的混合而成，
所述PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％～30％。
7.根据权利要求6所述的一种片状叠层全固态超级电容器，其特征在于，所述BaTiO3粉体的粒径为30～50nm，所述β″-Al2O3粉体的粒径为30～50nm。
8.一种片状叠层全固态超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备全固态超级电容器芯，
(2)将全固态超级电容器芯两侧的铝箔向上折压包裹侧面，
(3)在壳体的矩形盲孔的两内侧及与两内侧相连的上表面上涂刷导电银浆，
(4)在壳体上表面两侧的导电银浆上各焊接一电极引线，
(5)将全固态超级电容器芯放入矩形盲孔中，使全固态超级电容器芯两侧的铝箔与矩形盲孔两内侧的导电银浆充分接触，
(6)向矩形盲孔加入环氧树脂形成环氧树脂封装层，固化后即得到片状叠层全固态超级电容器。
9.根据权利要求8所述的一种片状叠层全固态超级电容器的制备方法，其特征在于，若步骤(1)制备的是片状双面电极叠层全固态超级电容器芯，包括以下步骤：
(11)、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按任意摩尔比混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
(12)、向步骤(11)得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的第一涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％～30％；
(13)、将步骤(12)得到的第一涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第一铝箔的一侧形成第一涂层，涂覆浆料的铝箔的表面设有留边，第一涂层的面积与第一刚性片的面积相适应；
(14)、将步骤(13)涂覆了第一涂层的第一铝箔、第二铝箔放置于烘箱50～70℃烘干5～10分钟；
(15)将第一铝箔与第一刚性片粘接，将第二铝箔与第二刚性片粘接，然后将第一刚性片与第二刚性片通过胶带粘接形成片状双面电极，其中：第一铝箔、第二铝箔、第一涂层均布设于第一刚性片与第二刚性片之间，
(16)将多个片状双面电极交错堆叠，堆叠时，按照多个片状双面电极两侧的留边在两侧逐层交替出现；
(17)用胶带将多个片状双面电极粘接即得到片状双面电极叠层全固态超级电容器芯。
10.根据权利要求8所述的一种片状叠层全固态超级电容器的制备方法，其特征在于，若步骤(1)制备的是片状单面电极叠层全固态超级电容器芯，包括以下步骤：
S11、将BaTiO3粉体和β″-Al2O3粉体按任意摩尔比混合后，研磨至少半小时，过200目筛后得到电介质/电解质复合粉体；
S12、向步骤S11得到的复合粉体中加入适量PVB，边加入酒精边研磨至少半小时形成均匀的涂层浆料，其中PVB占电介质/电解质复合粉体和PVB质量之和的20％～30％；
S13、将第四刚性片粘设于第五铝箔的顶部的一侧形成顶电极；将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在多个第四铝箔的一侧形成带有第三涂层的多个中间电极，涂覆涂层浆料的第四铝箔的表面设有留边，第三涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；将第三刚性片粘设于第三铝箔的底侧，将步骤S12得到的涂层浆料通过涂布机均匀涂覆在第三铝箔的顶侧形成带有第二涂层的底电极，涂覆涂层浆料的第三铝箔的表面设有留边，第二涂层的面积与第四刚性片的面积相适应；
S14、将步骤S13得到的多个中间电极、底电极放置于烘箱50～70℃烘干5～10分钟；
S15、按照多个中间电极两侧的留边逐层交替的方式将多个中间电极交错堆叠衔接，
S16、将顶电极的第五铝箔与堆叠后的多个中间电极的顶部粘接，将底电极的第二涂层与堆叠后的多个中间电极的底部衔接，其中：
第四刚性片、第三涂层、第二涂层、第三刚性片在水平面上的投影相同；
S17、用胶带将底电极和电极缠绕粘接，即得到片状单面电极叠层全固态超级电容器芯。
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| CN105006373A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-10-28 | 中国海洋大学 | 一种铝/氧化铝/钛酸钡复合薄膜超级电容器及其制备方法 |
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| CN105374563A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-03-02 | 福建国光电子科技股份有限公司 | 一种叠层片式聚合物固体铝电解电容器的制备方法 |
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