CN107275118A - 一种耐高温隔膜及其在超级电容器方面的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐高温隔膜,包括下述主料:无机陶瓷材料60‑90份,高分子粘接材料10‑40份。本发明的耐高温隔膜在200℃无收缩,能够应用于超级电容器且显著提高超级电容器的耐温性,同时具有良好的柔性、机械强度、以及充放电循环的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于电容器和电池技术领域,具体涉及一种可以耐受高温的隔膜、超级电容器及其制备方法。
背景技术
商用超级电容器的工作温度在-40至85℃之间,无法满足某些特殊应用,比如钻井工业,高温管道检测仪表,空间技术,军事领域等。因此,发展耐高温的超级电容器尤为重要。但高温超级电容器的研究还很少,尤其对于能够耐受100℃以上、具有优异性能的超级电容器。
高温超级电容器的基本设计思路是:隔膜、电解液、电极活性材料、外壳等每一个核心部件都需要能够耐受高温,而且在高温下能够进行稳定的充电/放电过程,不发生分解反应。现有技术中公开了一些超级电容器,主要组成包括离子液体电解液、玻璃纤维隔膜、活性炭电极、不锈钢壳等。其中玻璃纤维作隔膜虽然可以耐受高温,但其机械强度和柔性等均较差,难以组装成大容量、具有优异性能超级电容器;另外,大多玻璃纤维均难以承受长时间的高温工作条件,也并无对这类超级电容器在高温下的电性能研究,很难判断该类超级电容器在高温下的应用前景。还有一些超级电容采用粘土与离子液体的混合物作为隔膜与电解液,由于使用的粘土含有金属杂质元素,这些元素会在高温高电压下发生氧化还原反应,降低超级电容器的循环性能。
高温超级电容器最核心的部件为隔膜,因为高温超级电容器所用的电解液、电极活性材料、外壳这三个主要部件均可直接购买,无须进一步加工处理即可符合高温超级电容器的设计思路。而对于隔膜,柔性差、强度低、杂质多等诸多因素限制了其在高温方面的适用。
陶瓷材料具有良好的耐高温性能,在隔膜方面具有良好的应用前景,但是陶瓷材料性脆、成型难度大且柔韧性差,严重限制了其在隔膜上的广泛使用。
发明内容
有鉴于此,本发明创造旨在提出一种耐高温隔膜,能够显著提高超级电容器的耐温性,同时具有良好的柔性、机械强度、以及充放电循环的稳定性。
为达到上述目的,本发明创造的技术方案是这样实现的:
一种耐高温隔膜,包括下述主料:
无机陶瓷材料60-90份,
高分子粘接材料10-40份。
其中,所述无机陶瓷材料优选的占主料总重的70-85%。
在上述主料中,无机陶瓷材料作为隔膜的机体材料,在极高温度下仍能保持稳定的化学结构,并且在较高电压下也不会发生氧化还原反应,可以保证隔膜在高温下不收缩,在充放电过程中不会通过氧化还原反应分解,起到稳定隔膜骨架的作用;同时,这些无机陶瓷材料还具备极低的电子电导率,可以减小超级电容器的自放电效应。高分子粘接材料可以将无机陶瓷材料粘接在一起,使隔膜保持高的机械强度以及良好柔性。
其中,所述隔膜具有40-130μm的厚度、30-85%的孔隙率;优选为具有80±15μm的厚度、65±10%的孔隙率。低的厚度可以降低超级电容器的内阻,大的孔隙率可以提供足够多的离子传输通道,降低超级电容器的内阻,同时可以增加隔膜的吸液率。
其中,所述无机陶瓷材料具有在0.001-6μm范围内的平均粒径。粒径的合理限制是保证隔膜具有足够孔隙率、维持足够离子传输通道的有效因素之一,极大地降低了离子穿过隔膜的阻力。
其中,所述无机陶瓷材料具有0.1-400m2/g范围内的比表面积。比表面积的合理限制可以有效调整隔膜的吸液率,促进离子穿过。
其中,所述无机陶瓷材料可选自气相二氧化硅、二氧化硅、三氧化二铝、碳化硅、二氧化锆、二氧化钛、氧化锌中的一种或多种;优选为气相二氧化硅和碳化硅。这些无机陶瓷材料在高温充放电过程中不分解、不收缩,具有稳定基体骨架作用;具有低的电子电导率,可以有效降低超级电容器自放电效应;无机颗粒的粒径和比表面积容易控制,便于形成离子传输通道。
其中,所述高分子粘接材料为聚四氟乙烯。聚四氟乙烯能够在较低的添加比例下将无机陶瓷材料的颗粒粘接在一起,使隔膜保持较高的机械强度以及良好的柔性;实验显示,聚四氟乙烯在高温下具有良好的电化学稳定性,并且不易发生分解和收缩;聚四氟乙烯具有独特的四氟取代分子结构,能够在外力作用下形成丝状形貌,并包裹于陶瓷颗粒外表面,从而在粘接作用的同时不会堵塞无机颗粒之间的离子传输通道,保障超级电容器具有低的电阻。
进一步,所述隔膜中除上述主料外,还可以包含一定的辅料。所述辅料可以优选为下述高分子辅料中的一种或多种:聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯,高分子辅料的加入能够进一步改善隔膜的机械强度、柔韧性,提高粘接效果,但需要严格控制辅料的加入量,一般不超过主料总重的20%,优选为10%以下。
本发明还提供了一种上述隔膜的制备方法,包括下述步骤:
S1:将主料充分混合得到混合物I;
S2:向混合物I中加入适量溶剂,充分混合得到混合物II;
S3:将混合物II经滚压得到隔膜;
若隔膜中需要添加辅料,所述辅料可以在所述步骤S1或S2中充分混合前加入;也可以在获得混合物II后加入并充分混合,然后进行步骤S3;还可以在上述步骤S3后,将隔膜以浸渍的方式置于含有所述辅料的分散液中,取出后再次经滚压制成所需隔膜;优选的辅料加入方式为,在上述步骤S3后,将隔膜以浸渍的方式置于含有所述辅料的分散液中,取出后再次经滚压制成所需隔膜。
其中,所述溶剂可以为水、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种,优选为乙醇;加入量以得到的混合物II能够被滚压成型为准,一般在主料总重的10%-800%。
其中,所述步骤S3中滚压过程可以进行一次或多次。高分子粘接材料(聚四氟乙烯)能够在滚压过程中有效形成丝状形貌,并包裹于无机陶瓷材料的颗粒表面,有效保留了无机颗粒之间孔隙,使得离子传输通道不会被堵塞。
本发明还提供了一种耐高温超级电容器,包括电解液、电极片、集流体、外壳、以及上述耐高温隔膜;所述电解液为离子液体,电极片为活性炭、导电剂和粘接剂(优选为聚四氟乙烯)的混合物,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳或者高分子外壳。
优选的,所述电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,所述电极片由活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=(85±5):(5±1):(10±2)的重量百分比制备而得,所述外壳为铝壳。
经上述材料组装而成的超级电容器,能够在120℃以上的高温中保持稳定的充放电工作状态,具有极佳的热稳定性。
相对于现有技术,本发明提供的隔膜及其超级电容,通过采用无机陶瓷材料为基体,高分子粘接材料进行有效粘接,使得隔膜在能够耐受高温的同时,保证了隔膜离子传输通道的数量和稳定性,本发明提供的隔膜可以在200℃以上长期工作而不发生收缩。
附图说明
图1为实施例1中超级电容器单体在120℃和2A/g电流密度测试条件下的电压-时间图。
图2为实施例1中超级电容器单体在120℃和2A/g电流密度测试条件下的比容量-循环次数图。
图3为实施例1中超级电容器单体在120℃和100mV/s测试条件下的循环伏安图。
图4为实施例1中超级电容器单体在120℃下的交流阻抗图。
图5为实施例1中隔膜在不同温度下放置2小时后的光学照片。
图6为Whatman玻璃纤维隔膜和实施例2中隔膜尺寸对比的光学照片。
图7为实施例8中隔膜在平铺和弯曲状态下的光学照片。
图8为实施例9中隔膜的SEM表面形貌图。
图9-10为实施例9中隔膜的SEM截面形貌图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例来对本发明的内容进一步说明,但是本发明保护范围并不局限于实施例所描述的内容。
实施例1
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按亲水性气相二氧化硅:聚四氟乙烯(PTFE)=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为400m2/g、平均粒径为30nm的亲水性气相二氧化硅加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II反复滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为80μm,孔隙率为65%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例2
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按亲水性气相二氧化硅:PTFE=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为300m2/g、平均粒径为25nm的亲水性气相二氧化硅加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份水,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为80μm,孔隙率为70%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例3
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按200nm粒径的三氧化二铝:PTFE=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为10m2/g、200nm粒径的三氧化二铝加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为70μm,孔隙率为40%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例4
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按50nm粒径的二氧化锆:PTFE=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为20m2/g、50nm粒径的二氧化锆加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为60μm,孔隙率为55%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例5
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按30nm粒径的氧化锌:PTFE=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为120m2/g、30nm粒径的氧化锌加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为80μm,孔隙率为55%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例6
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按40nm粒径的碳化硅:PTFE=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为90m2/g、40nm粒径的碳化硅加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为80μm,孔隙率为60%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例7
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按5um粒径的三氧化二铝:PTFE=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为10m2/g、5μm粒径的三氧化二铝加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为120μm,孔隙率为30%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例8
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按亲水性气相二氧化硅:PTFE=70:30的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将70份比表面积为100m2/g、平均粒径为35nm的亲水性气相二氧化硅加入到搅拌器中,再加入30份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为80μm,孔隙率为70%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例9
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按亲水性气相二氧化硅:PTFE=90:10的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将90份比表面积为200m2/g、平均粒径为40nm的亲水性气相二氧化硅加入到搅拌器中,再加入10份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为90μm,孔隙率为70%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例10
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按亲水性气相二氧化硅:PTFE=60:40的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将60份比表面积为100m2/g、平均粒径为35nm的亲水性气相二氧化硅加入到搅拌器中,再加入40份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜,隔膜厚度为80μm,孔隙率为60%。
4利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例11
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按亲水性气相二氧化硅:聚四氟乙烯(PTFE)=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为400m2/g、平均粒径为30nm的亲水性气相二氧化硅加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜。
4将复合隔膜在聚氨酯分散液中浸渍,使聚氨酯占主料总重5%,重复步骤3,获得隔膜厚度为80μm,孔隙率为50%。
5利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
实施例12
一种可以耐受高温的超级电容器,其包括能够耐受高温的电解液、电极片、集流体、外壳、隔膜。其中,电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,电极片按活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得,集流体为涂碳铝箔,外壳为铝壳;隔膜按亲水性气相二氧化硅:聚四氟乙烯(PTFE)=80:20的重量百分比制备,其具体操作过程包括以下步骤,其中份数均指重量份数:
1将80份比表面积为400m2/g、平均粒径为30nm的亲水性气相二氧化硅加入到搅拌器中,再加入20份PTFE粉末,搅拌获得混合物I;
2向混合物I中加入240份乙醇,搅拌得到混合物II;
3将混合物II滚压得到复合隔膜。
4将复合隔膜在聚偏氟乙烯分散液中浸渍,使聚偏氟乙烯占主料总重2%,重复步骤3,获得隔膜厚度为80μm,孔隙率为55%。
5利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=85:5:10的重量百分比制备而得的电极片,涂碳铝箔集流体,铝外壳,复合隔膜组装成超级电容器。
选取上述实施例制成的隔膜或超级电容进行相关性能测试。图1为实施例1中超级电容器单体在120℃,2A/g充放电电流密度,0-2.5V电压范围内恒流充放电的电压-时间曲线图,可见9000圈以后超级电容器仍能保持正常的超级电容器应该具备的三角形充放电曲线形状。图2为实施例1中超级电容器单体在120℃、2A/g电流密度测试条件下的比容量-循环次数图,可以看出9000圈以后超级电容器的比容量仍保持稳定。120℃下实施例1的循环伏安图(图3)和交流阻抗图(图4)也展示了良好的电容性能效果。图5为实施例1中复合隔膜分别在室温,80℃,120℃,160℃,200℃放置2小时之后的光学照片,即使将该复合隔膜在200℃放置2小时,其热收缩率依然为0%,表现出极佳的热稳定性。图6为Whatman玻璃纤维隔膜和实施例2中隔膜尺寸对比的光学照片,玻璃纤维膜尺寸较小,机械强度差,柔性差,限制了其在大容量超级电容方面的应用,本发明的隔膜能够根据需要制成大尺寸任意形状的隔膜材料。图7为实施例8中隔膜在平铺和弯曲状态下的光学照片,可以看出本发明的隔膜具有良好的柔韧性。图8为实施例9的隔膜表面形貌图,可以看出无机纳米颗粒之间的孔隙为离子传输提供了通道。图9-10的隔膜截面形貌图可以清晰地看出无机纳米颗粒由拉成丝状的聚四氟乙烯包裹起来,这不仅保持了纳米颗粒之间的离子传输通道,同时保证了隔膜的机械强度。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐高温隔膜,以重量计,包括下述主料:
无机陶瓷材料60-90份,
高分子粘接材料10-40份。
2.根据权利要求1所述的耐高温隔膜,其特征在于,所述无机陶瓷材料优选的占主料总重的70-85%。
3.根据权利要求1所述的耐高温隔膜,其特征在于,所述隔膜具有40-130μm的厚度、30-85%的孔隙率;优选为具有80±15μm的厚度、65±10%的孔隙率。
4.根据权利要求1所述的耐高温隔膜,其特征在于,所述无机陶瓷材料具有在0.001-6μm范围内的平均粒径和/或在0.1-400m2/g范围内的比表面积。
5.根据权利要求1所述的耐高温隔膜,其特征在于,所述无机陶瓷材料可选自气相二氧化硅、二氧化硅、三氧化二铝、碳化硅、二氧化锆、二氧化钛、氧化锌中的一种或多种;优选为气相二氧化硅和碳化硅;所述高分子粘接材料为聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1所述的耐高温隔膜,其特征在于,还包含辅料,所述辅料为下述高分子辅料中的一种或多种:聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯;所述辅料不超过主料总重的20%,优选为10%以下。
7.根据权利要求1所述的耐高温隔膜,其特征在于,所述耐高温隔膜用于超级电容器。
8.权利要求1-7任一项所述隔膜的制备方法,包括下述步骤:
S1:将主料充分混合得到混合物I;
S2:向混合物I中加入适量溶剂,充分混合得到混合物II;
S3:将混合物II经滚压得到隔膜;
若隔膜中需要添加辅料,所述辅料可以在所述步骤S1或S2中充分混合前加入;也可以在获得混合物II后加入并充分混合,然后进行步骤S3;还可以在上述步骤S3后,将隔膜以浸渍的方式置于含有所述辅料的分散液中,取出后再次经滚压制成所需隔膜;优选的辅料加入方式为,在上述步骤S3后,将隔膜以浸渍的方式置于含有所述辅料的分散液中,取出后再次经滚压制成所需隔膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂为水、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种,优选为乙醇。
10.一种耐高温超级电容器,包括电解液、电极片、集流体、外壳、以及权利要求1-7任一项所述隔膜;所述电解液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐,所述电极片由活性炭:导电碳黑:聚四氟乙烯=(85±5):(5±1):(10±2)的重量百分比制备而得,所述集流体为涂碳铝箔,所述外壳为铝壳。
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