CN107706005B - 一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，将溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂混合搅拌均匀，得到导电聚合物混合浆料，其中溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂占总质量的质量百分比分别为80‑98%、0.5‑7%、0.5‑7%、0.1‑3%、0.5‑3%；将导电聚合物混合浆料涂覆在活性炭电极上，烘干，得超级电容器电极。本发明的优先和有益效果为：与常规电极制备技术不同，本发明在活性炭电极上涂覆一层纳米级别厚度的导电陶瓷聚合物浆料，然后进行烘干，使浆料固化，通过在电极表面涂敷导电陶瓷聚合物，使该超级电容器电极的漏电流大大降低。
Description
技术领域
本发明属于电容器技术领域，尤其涉及一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法。
背景技术
超级电容器是一种新型的储能器件，具有高功率，快速充放电、循环寿命长及绿色环保等性能优势，越来越受到人们的重视。其中双电层超级电容器由于在制备成本与循环寿命等方面的优势，已经在为目前研究与应用最为广泛的储能器件之一。超级电容器一个重要技术指标是漏电流引起的自放电现象，引起漏电流的原因很多，其中包括电极原材料的选择（孔径）和改性（活性材料表面官能团），单体制备工艺（电极烘烤）的调整优化等，但对电极制备工艺的优化相对较少。
漏电流受到几个因素的影响，活性材料的选择，比如活性炭孔径越小，则电容器漏电流越小；活性炭表面官能团越多，则漏电流越大；隔膜越厚，则漏电流越小；在电容器制备过程中加入真空烘烤工序控制产品水分的含量，水分含量越低，则漏电流越小。但目前在原材料选择、改性及单体制备工艺方面已经碰到瓶颈，需要提供新的技术手段进一步降低超级电容器的漏电流。
发明内容
鉴于以上所述，本发明正是针对以上技术问题，提供了一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，包括以下步骤，
S1、将将活性炭、导电剂、粘合剂、溶剂混合，制成浆料；
S2、将S1中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得活性炭电极；
S3、将溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂混合搅拌均匀，得到导电聚合物混合浆料，其中溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂占总质量的质量百分比分别为80-98%、0.5-7%、0.5-7%、0.1-3%、0.5-3%；
S4、将S3中得到的导电聚合物混合浆料涂覆在活性炭电极上，烘干，得超级电容器电极。
本发明提供的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法可进一步设置为所述溶剂的材质为N-甲基吡咯烷酮。
本发明提供的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法可进一步设置为所述聚合物粘结剂的材质为PVDF或聚丙烯酸酯。
本发明提供的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法可进一步设置为所述分散剂的材质为PVP。
本发明提供的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法可进一步设置为所述导电剂是由炭黑、石墨烯、碳纳米管中的其中一种，或任意多种混合组成。
本发明提供的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法可进一步设置为所述S4中的涂覆工艺为：使用Slot-die涂布设备或者凹版印刷涂布设备对活性炭电极进行涂布，其中，涂布导电聚合物混合浆料的固含量设置在80-98%之间，浆料粘度控制在2000-10000cps，涂布厚度控制在50-800纳米，涂布速度控制在每分钟5-15米，面密度控制精度控制在5%以内。
本发明提供的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法可进一步设置为所述S4中的烘干温度控制在80-150摄氏度。
本发明的优先和有益效果为：与常规电极制备技术不同，本发明在活性炭电极上涂覆一层纳米级别厚度的导电陶瓷聚合物浆料，然后进行烘干，使浆料固化，通过在电极表面涂敷导电陶瓷聚合物，使该超级电容器电极的漏电流大大降低。
具体实施方式
实施例一
一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，包括以下步骤，
S1、将活性炭、导电剂、粘合剂、溶剂混合，制成浆料；
S2、将S1中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得活性炭电极；
S3、将溶剂（N-甲基吡咯烷酮）、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂（PVDF或聚丙烯酸酯）、分散剂（PVP）及导电剂（炭黑、石墨烯、碳纳米管中的其中一种，或任意多种混合组成）混合搅拌均匀，得到导电聚合物混合浆料，其中溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂占总质量的质量百分比分别为80%、7%、7%、3%、3%；
S4、将S3中得到的导电聚合物混合浆料涂覆在活性炭电极上，烘干，涂覆工艺为：使用Slot-die涂布设备或者凹版印刷涂布设备对活性炭电极进行涂布，其中，涂布导电聚合物混合浆料的固含量设置在80%，浆料粘度控制在2000cps，涂布厚度控制在50纳米，涂布速度控制在每分钟5米，面密度控制精度控制在5%以内，涂布完成后，对其进行烘干，烘干温度控制在80摄氏度，烘干后，得超级电容器电极。
实施列二
一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，包括以下步骤，
S1、将活性炭、导电剂、粘合剂、溶剂混合，制成浆料；
S2、将S1中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得活性炭电极；
S3、将溶剂（N-甲基吡咯烷酮）、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂（PVDF或聚丙烯酸酯）、分散剂（PVP）及导电剂（炭黑、石墨烯、碳纳米管中的其中一种，或任意多种混合组成）混合搅拌均匀，得到导电聚合物混合浆料，其中溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂占总质量的质量百分比分别为89%、3.5%、3.5%、2%、2%；
S4、将S3中得到的导电聚合物混合浆料涂覆在活性炭电极上，烘干，涂覆工艺为：使用Slot-die涂布设备或者凹版印刷涂布设备对活性炭电极进行涂布，其中，涂布导电聚合物混合浆料的固含量设置在89%，浆料粘度控制在6000cps，涂布厚度控制在425纳米，涂布速度控制在每分钟10米，面密度控制精度控制在5%以内，涂布完成后，对其进行烘干，烘干温度控制在115摄氏度，烘干后，得超级电容器电极。
实施列三
一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，包括以下步骤，
S1、将活性炭、导电剂、粘合剂、溶剂混合，制成浆料；
S2、将S1中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得活性炭电极；
S3、将溶剂（N-甲基吡咯烷酮）、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂（PVDF或聚丙烯酸酯）、分散剂（PVP）及导电剂（炭黑、石墨烯、碳纳米管中的其中一种，或任意多种混合组成）混合搅拌均匀，得到导电聚合物混合浆料，其中溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂占总质量的质量百分比分别为98%、0.5%、0.5%、0.5%、0.5%；
S4、将S3中得到的导电聚合物混合浆料涂覆在活性炭电极上，烘干，涂覆工艺为：使用Slot-die涂布设备或者凹版印刷涂布设备对活性炭电极进行涂布，其中，涂布导电聚合物混合浆料的固含量设置在98%，浆料粘度控制在10000cps，涂布厚度控制在800纳米，涂布速度控制在每分钟15米，面密度控制精度控制在5%以内，涂布完成后，对其进行烘干，烘干温度控制在150摄氏度，烘干后，得超级电容器电极。
实施例四
一种普通超级电容器电极的制备方法，包括以下步骤，
S1、将活性炭、导电剂、粘合剂、溶剂混合，制成浆料；
S2、将S1中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得超级电容器电极。
通过测试得到的包括根据上述各种实例制备的超级电容器电极的漏电流如下表所示。
| 漏电流/Ma | |
| 实施例一 | 5 |
| 实施例二 | 2 |
| 实施例三 | 6 |
| 实施例四 | 13 |
从表1中可以看出涂有导电聚合物混合浆料的超级电容器电极的漏电流比常规的超级电容器电极低，并且实施例二的漏电流最低，由此可见实施例二中的方案最优。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1、将活性炭、导电剂、粘合剂、溶剂混合，制成浆料；
S2、将S1中制成的浆料涂布在集流体上，干燥，得活性炭电极；
S3、将溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂混合搅拌均匀，得到导电聚合物混合浆料，其中溶剂、纳米陶瓷颗粒、聚合物粘结剂、分散剂及导电剂占总质量的质量百分比分别为80-98％、0.5-7％、0.5-7％、0.1-3％、0.5-3％；
S4、使用Slot-die涂布设备或者凹版印刷涂布设备将S3中得到的导电聚合物混合浆料对活性炭电极进行涂布，其中，浆料粘度控制在2000-10000cps，涂布厚度控制在50-800纳米，涂布速度控制在每分钟5-15米，面密度控制精度控制在5％以内；涂布后烘干，得超级电容器电极。
2.根据权利要求1所述的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，S3中所述溶剂的材质为N-甲基吡咯烷酮。
3.根据权利要求1所述的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述聚合物粘结剂的材质为PVDF或聚丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述分散剂的材质为PVP。
5.根据权利要求1所述的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述导电剂是由炭黑、石墨烯、碳纳米管中的其中一种，或任意多种混合组成。
6.根据权利要求1所述的一种能够减少漏电流的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述S4中的烘干温度控制在80-150摄氏度。
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| CN106876660A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-20 | 江苏乐能电池股份有限公司 | 一种锂离子电池压电正极复合极片及其锂离子电池应用 |
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