CN111312527A - 电极片及其制备方法、电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电极片及其制备方法、电容器。该电极片的制备方法包括以下步骤：将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物，原料包括导电剂、粘结剂及活性炭；及将混合物直接辊压于集流体上，得到电极片。上述电极片的制备方法简化了电极片的制备工艺，且按照上述电极片的制备方法制得的电极片能够提高电容器的电容量。
Description
技术领域
本发明涉及电容器制备技术领域，特别是涉及一种电极片及其制备方法、电容器。
背景技术
双层电容器也称超级电容器(super-capacitors)，是一种在电极/电解液界面层中储存静电能的电化学装置，比传统技术制造的电容器例如电解质电容器，能够储存更多能量。
目前双层电容器电极片的制备主要分为干法和湿法。湿法制备电极片时，一般使用电极材料、导电剂、粘合剂及一种或多种加工添加剂，如有机溶剂、水、增塑剂等混合均匀得到电极浆料，再采涂布或挤出成型，干燥，得到电极片。湿法制备电极片时最终需要除去加工添加剂，但是现在的工艺往往不能完全清除掉这些加工添加剂，其残留物与电极材料或电解液之间可发生化学相互作用，最终可能导致电容器产品的工作寿命以及最大的工作电压变小。
目前的干法制备电极片工艺一般是先将导电剂、粘结剂及活性炭混合之后制成膜片，然后将膜片与集流体复合，从而形成电极片。该干法制备电极片的工艺避免了加工添加剂对电容器性能的影响，但是采用该干法制备电极片工艺得到的电极片制备超级电容器时，超级电容器的电容量仍然较低。
发明内容
基于此，有必要提供一种提高电容器的电容量的电极片的制备方法。此外，还提供一种提高电容器的电容量的电极片及电容量较高的电容器。
一种电极片的制备方法，包括以下步骤：
将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物，所述原料包括导电剂、粘结剂及活性炭；及
将所述混合物直接辊压于集流体上，得到电极片。
传统的干法制备电极片工艺须使用较多的粘结剂才能够形成便于与集流体复合的膜片，我们发现较多的粘结剂同样会导致电容器的有效容量和导电性的降低。而上述电极片的制备方法将导电剂、粘结剂及活性炭混合之后，得到干粉状的混合物，然后将该干粉状的混合物与集流体一同辊压而得到电极片。与传统的干法制备相比，上述电极片的制备方法中粘结剂的用量较少，保证混合物贴合在集流体上即可，不需要额外增加粘结剂的用量来提供膜片的“自支撑”以便于膜片能够收卷，且收卷之后能与集流体复合。上述电极片的制备方法制得的电极片的粘结剂含量较低，从而使得电极片的内阻较小，能够提高电容器的电容量。
在其中一个实施例中，在所述将所述混合物直接辊压于集流体上的步骤之前，还包括将所述混合物进行气流粉碎的步骤。
在其中一个实施例中，在所述将所述混合物进行气流粉碎的步骤中，所述气流为经过干燥处理的压缩空气，所述压缩空气的水分含量不超过20ppm；
及/或，所述压缩空气的露点温度为-70℃～-30℃。
在其中一个实施例中，在所述将所述混合物直接辊压于集流体上的步骤中，所述辊压的温度为80℃～180℃；
及/或，所述辊压的线压力为100Kg/cm～1000Kg/cm。
在其中一个实施例中，所述导电剂选自导电炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维、乙炔黑和科琴黑中的至少一种；
及/或，所述粘结剂为重均分子量为500万以上的超高分子量聚合物；
及/或，所述集流体选自铝箔、铜箔、镍箔、涂炭铝箔及涂炭铜箔中的一种。
在其中一个实施例中，所述活性炭的平均粒径为5μm～8μm；
及/或，所述粘结剂的平均粒径为300μm～600μm；
及/或，所述导电剂的平均粒径为30nm～20μm。
在其中一个实施例中，所述混合物中所述导电剂的质量百分含量为1％～15％，所述混合物中所述粘结剂的质量百分含量为3％～20％，所述混合物中所述活性炭的质量百分含量为70％～94％；
在其中一个实施例中，所述混合物中所述导电剂的质量百分含量为3％～10％；
及/或，所述混合物中所述粘结剂的质量百分含量为3％～20％；
及/或，所述混合物中所述活性炭的质量百分含量为70％～94％。
一种电极片，由上述电极片的制备方法制得。
一种电容器，包括上述电极片。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明一实施方式提供了一种电极片的制备方法，该电极片的制备方法包步骤S110～步骤S130。具体地：
步骤S110、将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物。其中，原料包括导电剂、粘结剂及活性炭。
具体地，导电剂选自导电炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维、乙炔黑和科琴黑中的至少一种。
进一步地，导电剂的平均粒径为30nm～20μm。更进一步地，导电剂为导电炭黑时，导电剂的平均粒径为30nm～100nm。导电剂为super P型导电炭黑，其原生粒径为40nm；导电剂为石墨时，导电剂的平均粒径为1μm～20μm。
进一步地，混合物中导电剂的质量百分含量为1％～15％。优选地，混合物中导电剂的质量百分含量为3％～10％。更进一步地，混合物中导电剂的质量百分含量为4％～10％。
具体地，粘结剂为重均分子量为500万以上的超高分子量聚合物。本文中超高分子量聚合物是指分子量超过百万以上的聚合物。进一步地，粘结剂的重均分子量为500万～3000万。具体地，粘结剂选自聚四氟乙烯、聚丙烯及聚乙烯中的一种。优选地，粘合剂为重均分子量超过五百万的聚四氟乙烯。超高分子量的粘结剂能够形成有效的物理交联网络，以提高电极片的粘结力和成膜性能。研究发现，当使用重均分子量为500万以上的聚合物作为粘结剂时，在保持成膜性能相同的条件下，能够减小粘结剂的用量，增加活性炭的用量；且上述粘结剂的重均分子量越大，粘结剂的链长越长，粘结剂所形成的物理交联网络越牢固。
进一步地，粘结剂的平均粒径为300μm～600μm。优选地，粘结剂的平均粒径为400μm～500μm。
进一步地，混合物中粘结剂的质量百分含量为3％～20％。优选地，混合物中粘结剂的质量百分含量为3％～10％。更进一步地，混合物中粘结剂的质量百分含量为3％～9％。
具体地，活性炭可以是本领域常用的活性炭，例如日本Kuraray YP-50。进一步地，活性炭的平均粒径为5μm～8μm。混合物中活性炭的质量百分含量为70％～94％。更进一步地，混合物中活性炭的质量百分含量为84％～90％。
在其中一个实施例中，混合物中导电剂的质量百分含量为4％～10％；混合物中粘结剂的质量百分含量为3％～9％；混合物中活性炭的质量百分含量为84％～90％。按照上述配比制备得到的电极片所组装成的电容器的电容量更大，内阻值较小。
在其中一个实施例中，采用搅拌的方式进行混合处理。进一步地，混合处理采用重力式混合机或强制式混合机进行混合处理。例如，可采用V型混合机进行混合处理。V型混合机是一种重力式混合机，主要通过筒体的转动进行混合，筒体中可加入搅拌桨，进一步促进导电剂、粘结剂和活性炭的扩散混合和剪切混合。进一步地，混合处理采用筒体回转的方式进行，混合处理的转速为5rpm～60rpm；混合处理的温度为0℃～100℃；混合处理的时间为5min～30min。优选地，混合处理的转速为10rpm～30rpm。
在其中一个实施例中，采用V型混合机进行混合处理，V型混合机的搅拌桨的转速为40rpm～120rpm。
当然，在其他一些实施方式中，还可以采用本领域常用的其他方式对原料进行混合处理，只要将原料混合均匀即可。需要说明的是，上述混合处理的过程完全在干燥的条件下进行，不需添加任何溶液或助剂。
步骤S120、将步骤S110的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。
具体地，在将混合物粉碎的气流为压缩空气。该压缩空气的水分含量不超过20ppm；压缩空气的露点温度为-70℃～-30℃。优选地，压缩空气的露点温度为-70℃～-50℃。进一步地，压缩空气的气体流速为300m/s～1000m/s。
在其中一个实施例中，采用扁平式气流磨对混合物进行气流粉碎，利用压缩空气的能量使得颗粒发生相互撞击和摩擦，使得原本线团状的粘结剂在高速剪切的作用下，高分子链伸展开来并相互交织，形成一张物理缠结的网络，活性炭和导电剂则被牢牢地嵌在粘结剂形成的网络中，提高了粘结剂的粘性。
具体地，对混合物进行气流粉碎是在室温下进行。需要说明的是，本文中的室温均为0℃～40℃。
当然，对混合物进行气流粉碎后，还包括采用旋风分离器进行气固分离的步骤。
步骤S130、将步骤S120得到的粘性颗粒直接辊压于集流体上，得到电极片。
具体地，集流体选自铝箔、铜箔、镍箔、涂炭铝箔及涂炭铜箔中的一种。进一步地，集流体的厚度为15μm～35μm。
具体地，辊压的温度为80℃～180℃。辊压的温度为80℃～180℃时，能够使得粘结剂的可塑性提高，进而使得粘结剂更容易被压延成膜。
进一步地，辊压的线压力为100Kg/cm～1000Kg/cm；辊压的次数为1次～3次。随着辊压次数的增加，极片厚度降低，压实密度增加。
在其中一个实施例中，采用辊压机进行辊压处理，将粘性颗粒置于辊压机的料仓中并使其连续的流向集流体，然后辊压集流体上的粘性颗粒。
集流体具有相对的两个表面。在其中一个实施例中，在其中一个表面上加粘性颗粒，并进行辊压，得到电极片。在另一个实施例中，在集流体的两个相对的表面上均加粘性颗粒，并进行辊压，得到电极片。
在其中一个实施例中，经过一次辊压后，可形成厚度为300μm～400μm的电极片。再经过多次辊压后，可形成厚度为200μm～300μm的电极片。进一步地，辊压之后，电极片的压实密度可达0.70g/cm3～0.80g/cm3。当然，可以根据需要辊压之后制备得到的电极片的厚度以及辊压之后的压实密度调整辊压次数。
需要说明的是，步骤S120可以省略。省略步骤S120时，直接依次按照步骤S110、步骤S130进行。也即是，将步骤S110获得的混合物置于集流体上后进行辊压，得到电极片。
上述电极片的制备方法至少具有以下优点：
(1)粘结剂的用量少：传统的干法制备电极片工艺一般是先将导电剂、粘结剂及活性炭混合之后制成膜片，然后与集流体复合，从而形成电极片。传统的干法制备电极片的工艺虽然能够避免加工添加剂对电容器电极片性能的影响，但是需要使用较多的粘结剂才能够形成具有自支撑的膜片，以便于该膜片能被收卷且收卷之后能与集流体复合。我们发现较多的粘结剂同样会导致电容器的有效容量和导电性的降低。而上述电极片的制备方法将导电剂、粘结剂及活性炭混合之后，得到干粉状的混合物，然后将该干粉状的混合物与集流体一同辊压制成电极片。与传统的干法制备相比，上述电极片的制备方法的粘结剂的用量只需要保证混合物贴合在集流体上即可，比先形成自支撑极片再复合到集流体上的传统方法所需要的粘结剂更少。上述电极片的制备方法制得的电极片的粘结剂含量较低，从而使得电极片的内阻较小，能够提高电容器的电容量，使得电容器具有更好的电学性能。经测定，按照上述电极片的制备方法制得的电极片组装成2245超级电容器(标称电容量为100法拉)之后，电容量可以达到125法拉，内阻为7.45mΩ。
(2)无需添加额外的加工添加剂：上述电极片的制备方法采用干法制备电极片，无需将导电剂、粘结剂及活性炭与加工添加剂(例如溶剂、增塑剂等)混合制浆。
(3)工艺简化：上述电极片的制备方法将辊压工艺和热复合工艺结合在一起，简化了工艺流程，提高效率。另外，按照传统的干法制备得到的电极片需要先形成自支撑膜片，并收卷自支撑膜片，然后将收卷的自支撑膜片和集流体热复合形成电极片，然后收卷电极片。然而收卷自支撑膜片时，自支撑膜片是以粘结剂作为支撑，容易断裂。因此在收卷自支撑膜片时，收卷速度不宜过快，否则自支撑膜片容易断裂。而按照上述电极片的制备方法的电极片以集流体作为支撑，收卷电极片的速度可大幅提高，提高生产效率。
(4)按照上述电极片的制备方法制得的电极片的厚度均匀性好，±3％以内。
本发明一实施方式还提供一种电极片，该电极片由上述任一实施方式的电极片的制备方法制得。
具体地，上述电极片的厚度为200μm～300μm。上述电极片的压实密度为0.70g/cm3～0.80g/cm3。
上述电极片的粘结剂含量低，且不含加工添加剂。
本发明一实施方式还提供一种电容器，该电容器包括上述电极片。
上述电容器因包括上述电极片，较少的粘结剂含量，不但使得电容器的内阻降低，也可使电容器在单位体积内容纳更多的活性炭，提高电容器的容量，导电性更好。
具体实施例
以下结合具体实施例进行详细说明。以下实施例如未特殊说明，则不包括除不可避免的杂质外的其他组分。实施例中采用药物和仪器如非特别说明，均为本领域常规选择。实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规条件，例如文献、书本中所述的条件或者生产厂家推荐的方法实现。
实施例1
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为40nm的导电炭黑(SuperTM P)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为7％，粘结剂的质量百分含量为6％，活性炭的质量百分含量为87％。
(2)采用扁平式气流磨对步骤(1)得到的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。其中，气流粉碎所用的压缩空气的露点温度为-55℃，进行气流粉碎时压缩空气流速为700m/s。
(3)将步骤(2)得到的粘性颗粒粒料置入辊压机中，并使其连续的流向涂炭铝箔，然后用辊压双面涂炭铝箔上的粘性颗粒。其中，辊压的温度为150℃，辊压时的线压力为1000Kg/cm，辊压次数为3次，得到电极片。该电极片的厚度为265μm，该电极片的压实密度0.72g/cm3。
(4)将步骤(3)制得的电极片组装为2245超级电容器(标称电容量为100法拉，直径22mm，高45mm)，根据IEC62576-2009混合动力电动车用双电层电容器中的电特性的试验方法检测该2245超级电容器的电容量。检测结果显示，该2245超级电容器的电容量为125法拉，电容器直流内阻为7.45mΩ。
实施例2
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为40nm的导电炭黑(SuperTM P)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为7％，粘结剂的质量百分含量为3％，活性炭的质量百分含量为90％。
(2)采用扁平式气流磨对步骤(1)得到的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。其中，气流粉碎所用的压缩空气的露点温度为-55℃，进行气流粉碎时压缩空气流速为700m/s。
(3)将步骤(2)得到的粘性颗粒粒料置入辊压机中，并使其连续的流向涂炭铝箔，然后用辊压双面涂炭铝箔上的粘性颗粒。其中，辊压的温度为150℃，辊压时的线压力为1000Kg/cm，辊压次数为3次，得到电极片。该电极片的厚度为265μm，该电极片的压实密度为0.74g/cm3。
(4)将步骤(3)制得的电极片组装为2245超级电容器(标称电容量为100法拉，直径22mm，高45mm)，根据IEC62576-2009混合动力电动车用双电层电容器中的电特性的试验方法检测该2245超级电容器的电容量。检测结果显示，该2245超级电容器的电容量为130法拉，内阻为5.88mΩ。
实施例3
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为40nm的导电炭黑(SuperTM P)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为7％，粘结剂的质量百分含量为9％，活性炭的质量百分含量为84％。
(2)采用扁平式气流磨对步骤(1)得到的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。其中，气流粉碎所用的压缩空气的露点温度为-55℃，进行气流粉碎时压缩空气流速为700m/s。
(3)将步骤(2)得到的粘性颗粒粒料置入辊压机中，并使其连续的流向涂炭铝箔，然后用辊压双面涂炭铝箔上的粘性颗粒。其中，辊压的温度为150℃，辊压时的线压力为1000Kg/cm，辊压次数为3次，得到电极片。该电极片的厚度为265μm，该电极片的压实密度为0.70g/cm3。
(4)将步骤(3)制得的电极片组装为2245超级电容器(标称电容量为100法拉，直径22mm，高45mm)，根据IEC62576-2009混合动力电动车用双电层电容器中的电特性的试验方法检测该2245超级电容器的电容量。检测结果显示，该2245超级电容器的电容量为118法拉，内阻为8.86mΩ。
实施例4
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为40nm的导电炭黑(SuperTM P)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为10％，粘结剂的质量百分含量为6％，活性炭的质量百分含量为84％。
(2)采用扁平式气流磨对步骤(1)得到的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。其中，气流粉碎所用的压缩空气的露点温度为-55℃，进行气流粉碎时压缩空气流速为700m/s。
(3)将步骤(2)得到的粘性颗粒粒料置入辊压机中，并使其连续的流向涂炭铝箔，然后用辊压双面涂炭铝箔上的粘性颗粒。其中，辊压的温度为150℃，辊压时的线压力为1000Kg/cm，辊压次数为3次，得到电极片。该电极片的厚度为265μm，该电极片的压实密度0.71g/cm3。
(4)将步骤(3)制得的电极片组装为2245超级电容器(标称电容量为100法拉，直径22mm，高45mm)，根据IEC62576-2009混合动力电动车用双电层电容器中的电特性的试验方法检测该2245超级电容器的电容量。检测结果显示，该2245超级电容器的电容量为120法拉，电容器直流内阻为6.32mΩ。
实施例5
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为40nm的导电炭黑(SuperTM P)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为4％，粘结剂的质量百分含量为6％，活性炭的质量百分含量为90％。
(2)采用扁平式气流磨对步骤(1)得到的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。其中，气流粉碎所用的压缩空气的露点温度为-55℃，进行气流粉碎时压缩空气流速为700m/s。
(3)将步骤(2)得到的粘性颗粒粒料置入辊压机中，并使其连续的流向涂炭铝箔，然后用辊压双面涂炭铝箔上的粘性颗粒。其中，辊压的温度为150℃，辊压时的线压力为1000Kg/cm，辊压次数为3次，得到电极片。该电极片的厚度为265μm，该电极片的压实密度0.72g/cm3。
(4)将步骤(3)制得的电极片组装为2245超级电容器(标称电容量为100法拉，直径22mm，高45mm)，根据IEC62576-2009混合动力电动车用双电层电容器中的电特性的试验方法检测该2245超级电容器的电容量。检测结果显示，该2245超级电容器的电容量为128法拉，电容器直流内阻为10.48mΩ。
实施例6
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为3μm的合成石墨(KS6石墨)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为7％，粘结剂的质量百分含量为6％，活性炭的质量百分含量为87％。
(2)采用扁平式气流磨对步骤(1)得到的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。其中，气流粉碎所用的压缩空气的露点温度为-55℃，进行气流粉碎时压缩空气流速为700m/s。
(3)将步骤(2)得到的粘性颗粒粒料置入辊压机中，并使其连续的流向涂炭铝箔，然后用辊压双面涂炭铝箔上的粘性颗粒。其中，辊压的温度为150℃，辊压时的线压力为1000Kg/cm，辊压次数为3次，得到电极片。该电极片的厚度为265μm，该电极片的压实密度0.70g/cm3。
(4)将步骤(3)制得的电极片组装为2245超级电容器(标称电容量为100法拉，直径22mm，高45mm)，根据IEC62576-2009混合动力电动车用双电层电容器中的电特性的试验方法检测该2245超级电容器的电容量。检测结果显示，该2245超级电容器的电容量为123法拉，电容器直流内阻为7.84mΩ。
实施例7
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为40nm的导电炭黑(SuperTM P)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为7％，粘结剂的质量百分含量为6％，活性炭的质量百分含量为87％。
(2)将步骤(1)得到的混合粒料置入辊压机中，并使其连续的流向涂炭铝箔，然后用辊压双面涂炭铝箔上的混合物颗粒。其中，辊压的温度为150℃，辊压时的线压力为1000Kg/cm。由于PTFE没有纤维化，导致混合物颗粒完全不能黏附于涂炭铝箔上，形不成电极片。
对比例1
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为40nm的导电炭黑(SuperTM P)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为7％，粘结剂的质量百分含量为8％，活性炭的质量百分含量为85％。
(2)采用扁平式气流磨对步骤(1)得到的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。其中，气流粉碎所用的压缩空气的露点温度为-55℃，进行气流粉碎时压缩空气流速为700m/s。
(3)将步骤(2)得到的粘性颗粒粒料置入辊压机中，形成连续膜片。其中，辊压的温度为120℃，辊压时的线压力为800Kg/cm，辊压次数为2次，得到自支撑膜片。再将膜片和双面涂炭铝箔热复合，辊压的温度为110℃，辊压时的线压力为1000Kg/cm，得到电极片。该电极片的厚度为265μm，该电极片的压实密度0.70g/cm3。
(4)将步骤(3)制得的电极片组装为2245超级电容器(标称电容量为100法拉，直径22mm，高45mm)，根据IEC62576-2009混合动力电动车用双电层电容器中的电特性的试验方法检测该2245超级电容器的电容量。检测结果显示，该2245超级电容器的电容量为110法拉，电容器直流内阻为9.75mΩ。
对比例2
(1)称取一定重量的导电剂、粘结剂及活性炭置于V型混合机中，在30rpm的搅拌转速下进行混合处理20min得到干粉状的混合物。其中，混合过程是完全干性的，不添加任何溶液助剂。导电剂为平均粒径为40nm的导电炭黑(SuperTM P)；粘结剂为重均分子量为1000万的聚四氟乙烯，粘结剂的平均粒径为500μm；活性炭的平均粒径为6μm；并且在混合物中，导电剂的质量百分含量为7％，粘结剂的质量百分含量为5％，活性炭的质量百分含量为88％。
(2)采用扁平式气流磨对步骤(1)得到的混合物进行气流粉碎，得到粘性颗粒。其中，气流粉碎所用的压缩空气的露点温度为-55℃，进行气流粉碎时压缩空气流速为700m/s。
(3)将步骤(2)得到的粘性颗粒粒料置入辊压机中，形成连续膜片。其中，辊压的温度为120℃，辊压时的线压力为800Kg/cm。辊压时膜片多次断裂，无法形成自支撑，无法收卷。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将原料混合处理之后，得到干态粉状的混合物，所述原料包括导电剂、粘结剂及活性炭；及
将所述混合物直接辊压于集流体上，得到电极片。
2.根据权利要求1所述的电极片的制备方法，其特征在于，在所述将所述混合物直接辊压于集流体上的步骤之前，还包括将所述混合物进行气流粉碎的步骤。
3.根据权利要求2所述的电极片的制备方法，其特征在于，在所述将所述混合物进行气流粉碎的步骤中，所述气流为经过干燥处理的压缩空气，所述压缩空气的水分含量不超过20ppm；
及/或，所述压缩空气的露点温度为-70℃～-30℃。
4.根据权利要求1所述的电极片的制备方法，其特征在于，在所述将所述混合物直接辊压于集流体上的步骤中，所述辊压的温度为80℃～180℃；
及/或，所述辊压的线压力为100Kg/cm～1000Kg/cm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的电极片的制备方法，其特征在于，所述导电剂选自导电炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维、乙炔黑和科琴黑中的至少一种；
及/或，所述粘结剂为重均分子量为500万以上的超高分子量聚合物；
及/或，所述集流体选自铝箔、铜箔、镍箔、涂炭铝箔及涂炭铜箔中的一种。
6.根据权利要求1～4任一项所述的电极片的制备方法，其特征在于，所述活性炭的平均粒径为5μm～8μm；
及/或，所述粘结剂的平均粒径为300μm～600μm；
及/或，所述导电剂的平均粒径为30nm～20μm。
7.根据权利要求1～4任一项所述的电极片的制备方法，其特征在于，所述混合物中所述导电剂的质量百分含量为1％～15％，所述混合物中所述粘结剂的质量百分含量为3％～20％，所述混合物中所述活性炭的质量百分含量为70％～94％。
8.根据权利要求7所述的电极片的制备方法，其特征在于，所述混合物中所述导电剂的质量百分含量为3％～10％；
及/或，所述混合物中所述粘结剂的质量百分含量为3％～10％；
及/或，所述混合物中所述活性炭的质量百分含量为84％～90％。
9.一种电极片，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的电极片的制备方法制得。
10.一种电容器，其特征在于，包括权利要求9所述的电极片。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113036072A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-25 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 干电极及其制备方法 |
| CN113077994A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-07-06 | 辽宁博艾格电子科技有限公司 | 超级电容器用电极片及其制备方法 |
| CN113270276A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-17 | 河北科技大学 | 一种超级电容器电极的制备工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101710537A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-05-19 | 上海奥威科技开发有限公司 | 一种超级电容器用电极及其制造方法 |
| CN104241599A (zh) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 山东润峰集团新能源科技有限公司 | 一种采用干法上料辊压技术制作单体锂离子电池的方法 |
| CN108766792A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-06 | 深圳清华大学研究院 | 电极片及其制备方法和电容器 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101710537A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-05-19 | 上海奥威科技开发有限公司 | 一种超级电容器用电极及其制造方法 |
| CN104241599A (zh) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 山东润峰集团新能源科技有限公司 | 一种采用干法上料辊压技术制作单体锂离子电池的方法 |
| CN108766792A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-06 | 深圳清华大学研究院 | 电极片及其制备方法和电容器 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113077994A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-07-06 | 辽宁博艾格电子科技有限公司 | 超级电容器用电极片及其制备方法 |
| CN113077994B (zh) * | 2021-02-24 | 2022-11-08 | 辽宁博艾格电子科技有限公司 | 超级电容器用电极片及其制备方法 |
| CN113036072A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-25 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 干电极及其制备方法 |
| CN113270276A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-17 | 河北科技大学 | 一种超级电容器电极的制备工艺 |
| CN113270276B (zh) * | 2021-05-19 | 2022-09-20 | 河北科技大学 | 一种超级电容器电极的制备工艺 |
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