超級電容器用粘結(jié)劑、超級電容器電極片及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超級電容器用粘結(jié)劑，按照質(zhì)量份數(shù)包括：10份～40份的多異氰酸酯、60份～90份的二元醇、0.05份～0.1份的催化劑、0.5份～1份的擴鏈劑、1份～15份的納米改性SiO2以及1份～5份的固化劑。本發(fā)明公開了使用該超級電容器用粘結(jié)劑的超級電容器電極片及其制備方法。這種超級電容器用粘結(jié)劑中，多異氰酸酯和二元醇能夠高溫反應能形成化學穩(wěn)定的聚氨酯，在制備電極片的過程中，未固化的水性體系與電極片的活性材料形成了良好的混合，經(jīng)過高溫的反應，會形成牢固的活性材料層并且與集電體牢固結(jié)合在一起。相對于傳統(tǒng)的超級電容器用粘結(jié)劑，這種粘結(jié)性能、分散性和穩(wěn)定性較好的粘結(jié)性能、分散性和穩(wěn)定性較好。
【專利說明】
超級電容器用粘結(jié)劑、超級電容器電極片及其制備方法
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及粘結(jié)材料領域，特別是涉及一種超級電容器用粘結(jié)劑、使用該超級電 容器用粘結(jié)劑的超級電容器電極片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超級電容器是一種新型的能量儲存裝置，具有高功率密度、高循環(huán)壽命等優(yōu)點。超 級電容器的性能與電極片的制作工藝有著很大的關系，如粘結(jié)劑的類型，粘結(jié)劑在混料時 的比例等。
[0003] 傳統(tǒng)的超級電容器用粘結(jié)劑包括聚偏氟乙烯PVDF、聚四氯乙烯PTFE、羧甲基纖維 素 CMC和丁苯橡膠SBR。然而PVDF易溶脹，PTFE分散性差，CMC和SBR容易分解。傳統(tǒng)的超級電 容器用粘結(jié)劑粘的粘結(jié)性能、分散性和穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種粘結(jié)性能、分散性和穩(wěn)定性較好的超級電容器用粘結(jié)劑、 使用該超級電容器用粘結(jié)劑的超級電容器電極片及其制備方法。
[0005] -種超級電容器用粘結(jié)劑，按照質(zhì)量份數(shù)包括：
[0006] 10份~40份的多異氰酸酯、60份~90份的二元醇、0.05份~0.1份的催化劑、0.5份 ~1份的擴鏈劑、1份~15份的納米改性SiO2以及1份~5份的固化劑。
[0007] 在一個實施例中，所述多異氰酸酯選自異佛爾酮二異氰酸酯、六甲基二異氰酸酯、 甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環(huán)乙基甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯和對苯 二異氰酸酯中的至少一種。
[0008] 在一個實施例中，所述二元醇選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚氧化 乙烯二醇和聚碳酸酯二醇中的至少一種。
[0009] 在一個實施例中，所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、二甲基環(huán)已胺、二甲基丁 胺、二甲基十六胺、三亞乙基二胺和三乙胺中的至少一種。
[0010] 在一個實施例中，所述擴鏈劑選自乙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羥 甲基丙烷、二羥甲基丙酸和一縮二乙二醇中的至少一種。
[0011] 在一個實施例中，所述納米改性Si〇2為硅烷偶聯(lián)劑改性納米Si〇2。
[0012] 在一個實施例中，所述硅烷偶聯(lián)劑改性納米SiO2通過如下操作制備：按照質(zhì)量份 數(shù)將2份的納米SiO 2分散于97份的乙醇中，超聲分散后邊攪拌邊加入0.9份的氨丙基三乙氧 基硅烷和0.1份的三乙胺，回流反應2h后冷卻過濾并保留濾渣，將所述濾渣洗滌干燥后即為 所述納米改性Si〇2。
[0013] 在一個實施例中，所述固化劑為六甲基二異氰酸酯三聚體。
[0014] -種超級電容器電極片，包括集流體以及涂覆在所述集流體表面的活性材料層；
[0015] 所述活性材料層按照質(zhì)量份數(shù)包括80份~90份的活性材料、8份~12份的導電材 料和3份~8份的粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑為上述的超級電容器用粘結(jié)劑。
[0016] 上述的超級電容器電極片的制備方法，包括如下步驟：
[0017] 將多異氰酸酯、二元醇、催化劑和擴鏈劑混合升溫反應，充分反應后加入超入超聲 分散的納米改性SiO2的水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對所述濾渣進行冷卻干燥，其中， 所述多異氰酸酯、所述二元醇、所述催化劑、所述擴鏈劑和所述納米改性SiO 2的質(zhì)量比為10 ~40:60~90:0.05~0.1:0.5~1:1~15;
[0018] 將活性材料、導電材料、所述濾渣和固化劑加入適量的蒸餾水后混合并研磨成活 性漿料，然后將所述活性漿料均勻涂覆于集流體上，其中，所述多異氰酸酯與所述固化劑的 質(zhì)量比為10~40:1~5,所述濾渣和所述固化劑的質(zhì)量之和與所述活性材料、所述導電材料 的質(zhì)量比為3~8:80~90:8~12;以及
[0019] 將涂覆有活性漿料的集流體在120°C~140°C下真空干燥3min~8min，再在80°C~ 100°C真空干燥至完全干燥。
[0020] 這種超級電容器用粘結(jié)劑中，多異氰酸酯和二元醇能夠高溫反應能形成化學穩(wěn)定 的聚氨酯，在制備電極片的過程中，未固化的水性體系與電極片的活性材料形成了良好的 混合，經(jīng)過高溫的反應，會形成牢固的活性材料層并且與集電體牢固結(jié)合在一起。相對于傳 統(tǒng)的超級電容器用粘結(jié)劑，這種粘結(jié)性能、分散性和穩(wěn)定性較好的粘結(jié)性能、分散性和穩(wěn)定 性較好。
【附圖說明】
[0021] 圖1為一實施方式的超級電容器電極片的制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面主要結(jié)合附圖及具體實施例超級電容器用粘結(jié)劑、使用該超級電容器用粘結(jié) 劑的超級電容器電極片及其制備方法作進一步詳細的說明。
[0023] 一實施方式的超級電容器用粘結(jié)劑，按照質(zhì)量份數(shù)包括：10份~40份的多異氰酸 酯、60份~90份的二元醇、0.05份~0.1份的催化劑、0.5份~1份的擴鏈劑、1份~15份的納 米改性SiO2以及1份~5份的固化劑。
[0024]多異氰酸酯選自異佛爾酮二異氰酸酯、六甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯 基甲烷二異氰酸酯、二環(huán)乙基甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯和對苯二異氰酸酯中的至少 一種。
[0025] 二元醇選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚氧化乙烯二醇和聚碳酸酯二 醇中的至少一種。
[0026]催化劑選自二月桂酸二丁基錫、二甲基環(huán)已胺、二甲基丁胺、二甲基十六胺、三亞 乙基二胺和三乙胺中的至少一種。
[0027] 擴鏈劑選自乙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羥甲基丙烷、二羥甲基丙 酸和一縮二乙二醇中的至少一種。
[0028] 納米改性SiO2為硅烷偶聯(lián)劑改性納米SiO2。
[0029]具體的，硅烷偶聯(lián)劑改性納米SiO2通過如下操作制備:按照質(zhì)量份數(shù)將2份的納米 SiO2分散于97份的乙醇中，超聲分散后邊攪拌邊加入0.9份的氨丙基三乙氧基硅烷和0.1份 的三乙胺，回流反應2h后冷卻過濾并保留濾渣，將濾渣洗滌干燥后即為硅烷偶聯(lián)劑改性納 米Si02。
[0030] 納米改性SiO2可以提高粘結(jié)劑本身的電容量，提升制得的電極片的比電容以及容 量保持率。
[0031] 固化劑為六甲基二異氰酸酯三聚體。
[0032] 這種超級電容器用粘結(jié)劑中，多異氰酸酯和二元醇能夠高溫反應能形成化學穩(wěn)定 的聚氨酯，在制備電極片的過程中，未固化的水性體系與電極片的活性材料形成了良好的 混合，經(jīng)過高溫的反應，會形成牢固的活性材料層并且與集電體牢固結(jié)合在一起。相對于傳 統(tǒng)的超級電容器用粘結(jié)劑，這種粘結(jié)性能、分散性和穩(wěn)定性較好的粘結(jié)性能、分散性和穩(wěn)定 性較好。
[0033] -實施方式的超級電容器電極片，包括集流體以及涂覆在集流體表面的活性材料 層。
[0034]活性材料層按照質(zhì)量份數(shù)包括80份~90份的活性材料、8份~12份的導電材料和3 份~8份的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑為如上所述的超級電容器用粘結(jié)劑。
[0035]活性材料通常為炭材料，包括活性炭、碳納米管、石墨烯、富勒烯，等。
[0036]導電材料包括導電炭黑等。
[0037] 這種超級電容器電極片使用如上所述的超級電容器用粘結(jié)劑，多異氰酸酯和二元 醇能夠高溫反應能形成化學穩(wěn)定的聚氨酯，在制備電極片的過程中，未固化的水性體系與 電極片的活性材料形成了良好的混合，經(jīng)過高溫的反應，會形成牢固的活性材料層并且與 集電體牢固結(jié)合在一起。
[0038] 如圖1所示的上述超級電容器電極片的制備方法，包括如下步驟：
[0039] S10、將多異氰酸酯、二元醇、催化劑和擴鏈劑混合升溫反應，充分反應后加入超入 超聲分散的納米改性SiO2的水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0040] 多異氰酸酯、二元醇、催化劑、擴鏈劑和納米改性SiO2的質(zhì)量比為10~40:60~90: 0·05~0.1:0.5~1:1~15〇
[0041] 多異氰酸酯選自異佛爾酮二異氰酸酯、六甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯 基甲烷二異氰酸酯、二環(huán)乙基甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯和對苯二異氰酸酯中的至少 一種。
[0042] 二元醇選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚氧化乙烯二醇和聚碳酸酯二 醇中的至少一種。
[0043]催化劑選自二月桂酸二丁基錫、二甲基環(huán)已胺、二甲基丁胺、二甲基十六胺、三亞 乙基二胺和三乙胺中的至少一種。
[0044] 擴鏈劑選自乙二醇、丙三醇、1，4_丁二醇、1，6_己二醇、三羥甲基丙烷、二羥甲基丙 酸和一縮二乙二醇中的至少一種。
[0045] 納米改性SiO2通過采用硅烷偶聯(lián)劑對納米SiO2進行改性得到。
[0046] 具體的，采用硅烷偶聯(lián)劑對納米SiO2進行改性的操作為:按照質(zhì)量份數(shù)將2份的納 米SiO2分散于97份的乙醇中，超聲分散后邊攪拌邊加入0.9份的氨丙基三乙氧基硅烷和0.1 份的三乙胺，回流反應2h后冷卻過濾并保留濾渣，將濾渣洗滌干燥后即為納米改性Si0 2。
[0047] 納米改性SiO2可以提高粘結(jié)劑本身的電容量，提升制得的電極片的比電容以及容 量保持率。
[0048] S20、將活性材料、導電材料、SlO得到的濾渣和固化劑加入適量的蒸餾水后混合并 研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于集流體上。
[0049] 多異氰酸酯與固化劑的質(zhì)量比為10~40:1~5,濾渣和固化劑的質(zhì)量之和與活性 材料、導電材料的質(zhì)量比為3~8:80~90:8~12。
[0050]固化劑為六甲基二異氰酸酯三聚體。
[0051 ]活性材料通常為炭材料，包括活性炭、碳納米管、石墨烯、富勒烯，等。
[0052]導電材料包括導電炭黑等。
[0053] S30、將S20得到的涂覆有活性漿料的集流體在120°C~140°C下真空干燥3min~ 8min，再在80°C~100°C真空干燥至完全干燥。
[0054]分兩次干燥，可以避免干燥過程中活性材料層出現(xiàn)裂紋。
[0055]以下為具體實施例。
[0056]實施例中使用的納米改性SiO2通過如下操作制備:按照質(zhì)量份數(shù)將2份的納米SiO2 分散于97份的乙醇中，超聲分散后邊攪拌邊加入0.9份的氨丙基三乙氧基硅烷和0.1份的三 乙胺，回流反應2h后冷卻過濾并保留濾渣，將濾渣洗滌干燥后即為納米改性Si0 2。
[0057] 實施例1
[0058] (1)將4g的異佛爾酮二異氰酸酯和9g的聚丙二醇(PEG-200)、0 .Olg的二月桂酸二 丁基錫和0.1 g的1，4_丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有0.1 g的納米改性SiO2的超 聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0059] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0060] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0061 ] 實施例2
[0062] (1)將4g的六甲基二異氰酸酯和9g的聚四氫呋喃二醇、0.0 lg的二甲基環(huán)已胺和 0.1 g的乙二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有Ig的納米改性SiO2的超聲分散的納米改 性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0063] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0064] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0065] 實施例3
[0066] (1)將4g的甲苯二異氰酸酯和9g的聚氧化乙烯二醇、0.0 lg的三乙胺和0.1 g的三羥 甲基丙烷混合升溫反應，充分反應后加入含有1.5g的納米改性SiO2的超聲分散的納米改性 SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0067] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0068] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0069] 實施例4
[0070] (1)將Ig的二環(huán)乙基甲烷二異氰酸酯和6g的聚氧化乙烯二醇、0.005g的二甲基十 六胺和0.05g的三羥甲基丙烷混合升溫反應，充分反應后加入含有0.1 g的納米改性SiO2的 超聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0071] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0072] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0073] 實施例5
[0074] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二月桂酸二 丁基錫和0.05g的1，4_ 丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有Ig的納米改性SiO2的超 聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0075] (2)80g的活性炭、8g的導電炭黑、3g的濾渣和0.05g的固化劑加入適量的蒸餾水后 混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0076] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0077] 實施例6
[0078] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二月桂酸二 丁基錫和0.05g的1，4-丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有1.5g的納米改性SiO2的 超聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0079] (2)90g的活性炭、12g的導電炭黑、8g的濾渣和0.2g的固化劑加入適量的蒸餾水后 混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0080] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0081 ] 實施例7
[0082] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二月桂酸二 丁基錫和0.05g的1，4-丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有0 . Ig的納米改性SiO2的 超聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0083] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0084] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0085] 實施例8
[0086] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二月桂酸二 丁基錫和0.05g的1，4_ 丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有Ig的納米改性SiO2的超 聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0087] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0088] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中120 °C烘8min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0089] 實施例9
[0090] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二月桂酸二 丁基錫和0.05g的1，4-丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有1.5g的納米改性SiO 2的 超聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0091] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0092] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0093] 實施例10
[0094] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二月桂酸二 丁基錫和0.05g的1，4-丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有0 . Ig的納米改性SiO2的 超聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0095] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0096] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中140 °C烘3min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0097] 實施例11
[0098] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二月桂酸二 丁基錫和0.05g的1，4_ 丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有Ig的納米改性SiO2的超 聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0099] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0100] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在80 °C烘至完全 干燥為止。
[0101] 實施例12
[0102] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二月桂酸二 丁基錫和0.05g的1，4-丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有1.5g的納米改性SiO 2的 超聲分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0103] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0104] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在100 °C烘至完 全干燥為止。
[0105] 實施例13
[0106] (1)將Ig的萘二異氰酸酯和6g的聚碳酸酯二醇、0.005g的二月桂酸二丁基錫和 0.05g的1，4-丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有0 . Ig的納米改性SiO2的超聲分散 的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0107] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0108] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0109] 實施例14
[0110] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚丙二醇(PEG-200)、0.005g的二甲基環(huán)已 胺和0.05g的二羥甲基丙酸混合升溫反應，充分反應后加入含有Ig的納米改性SiO 2的超聲 分散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0111] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0112] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0113] 實施例15
[0114] (1)將Ig的異佛爾酮二異氰酸酯和6g的聚四氫咲喃二醇、0.005g的二甲基環(huán)已胺 和0.05g的1，4-丁二醇混合升溫反應，充分反應后加入含有1.5g的納米改性SiO2的超聲分 散的納米改性SiO2水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對濾渣進行冷卻干燥。
[0115] (2)85g的活性炭、IOg的導電炭黑、4.9g的濾渣和0.1 g的固化劑加入適量的蒸餾水 后混合并研磨成活性漿料，然后將活性漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0116] (3)將涂覆有活性漿料的銅箱放入真空干燥箱中130 °C烘5min，再在90 °C烘至完全 干燥為止。
[0117] 對比例1
[0118] (1)按85 :10 :5比例分別稱取活性炭、導電炭黑、PVDF和溶劑，加入適量的蒸餾水， 研磨成黑色漿料，然后將漿料均勻涂覆于銅箱上。
[0119] (2)將涂覆后的銅箱放入真空干燥箱中130°C烘5min，再90°C烘至完全干燥為止。
[0120] 對比例2
[0121] 與實施例1基本相同，區(qū)別僅在于沒有添加納米改性Si02。
[0122] 電極片粘結(jié)性的評價方法：
[0123] 使用小刀在實施例1~15、對比例1~2制備的電極表面以2mm間隔縱向橫向分別切 下5條深度到達集流體的切痕，在切的范圍貼上膠帶，并立即撕下，目測活性物質(zhì)的脫落程 度。
[0124] 試驗結(jié)果如下：

[0127] 從上述結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，實施例1~15制得的電極片的成膜性與剝離性都良好，而采用 PVDF粘結(jié)劑的對比例1制得的電極片的活性材料層與集流體產(chǎn)生剝離。
[0128] 將實施例1~15、對比例1~2制得的電極片在IM的硫酸鈉水溶液中進行電化學測 試，電流密度為5A/g，測試結(jié)果如下：
[0131] 從電化學測試結(jié)果來看，實施例1~15制得的電極片相對于使用PVDF粘結(jié)劑的對 比例1制得的電極片比電容有了明顯提升，而且循環(huán)穩(wěn)定性1000次后保持率也較高(90%以 上)。
[0132] 對比例2中未添加納米改性SiO2,導致制得的電極片容量保持率有一定的降低。
[0133] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1. 一種超級電容器用粘結(jié)劑，其特征在于，按照質(zhì)量份數(shù)包括： 10份~40份的多異氰酸酯、60份~90份的二元醇、0.05份~0.1份的催化劑、0.5份~1 份的擴鏈劑、1份~15份的納米改性Si02以及1份~5份的固化劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器用粘結(jié)劑，其特征在于，所述多異氰酸酯選自異佛 爾酮二異氰酸酯、六甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環(huán)乙基 甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯和對苯二異氰酸酯中的至少一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器用粘結(jié)劑，其特征在于，所述二元醇選自聚乙二 醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚氧化乙烯二醇和聚碳酸酯二醇中的至少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器用粘結(jié)劑，其特征在于，所述催化劑選自二月桂酸 二丁基錫、二甲基環(huán)已胺、二甲基丁胺、二甲基十六胺、三亞乙基二胺和三乙胺中的至少一 種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器用粘結(jié)劑，其特征在于，所述擴鏈劑選自乙二醇、 丙三醇、1，4_ 丁二醇、1，6_己二醇、三羥甲基丙烷、二羥甲基丙酸和一縮二乙二醇中的至少 一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器用粘結(jié)劑，其特征在于，所述納米改性Si02為硅烷 偶聯(lián)劑改性納米Si〇2。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超級電容器用粘結(jié)劑，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑改性納米 Si02通過如下操作制備：按照質(zhì)量份數(shù)將2份的納米Si02分散于97份的乙醇中，超聲分散后 邊攪拌邊加入0.9份的氨丙基三乙氧基硅烷和0.1份的三乙胺，回流反應2h后冷卻過濾并保 留濾渣，將所述濾渣洗滌干燥后即為所述納米改性Si0 2。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器用粘結(jié)劑，其特征在于，所述固化劑為六甲基二異 氰酸酯三聚體。9. 一種超級電容器電極片，其特征在于，包括集流體以及涂覆在所述集流體表面的活 性材料層； 所述活性材料層按照質(zhì)量份數(shù)包括80份~90份的活性材料、8份~12份的導電材料和3 份~8份的粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑為權(quán)利要求1~8中任一項所述的超級電容器用粘結(jié)劑。10. 如權(quán)利要求9所述的超級電容器電極片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 將多異氰酸酯、二元醇、催化劑和擴鏈劑混合升溫反應，充分反應后加入超入超聲分散 的納米改性Si02的水溶液，混勻后過濾保留濾渣，并對所述濾渣進行冷卻干燥，其中，所述 多異氰酸酯、所述二元醇、所述催化劑、所述擴鏈劑和所述納米改性Si02的質(zhì)量比為10~ 40:60~90:0·05~0.1:0.5~1:1~15; 將活性材料、導電材料、所述濾渣和固化劑加入適量的蒸餾水后混合并研磨成活性漿 料，然后將所述活性漿料均勻涂覆于集流體上，其中，所述多異氰酸酯與所述固化劑的質(zhì)量 比為10~40:1~5,所述濾渣和所述固化劑的質(zhì)量之和與所述活性材料、所述導電材料的質(zhì) 量比為3~8:80~90:8~12;以及 將涂覆有活性漿料的集流體在120°C~140°C下真空干燥3min~8min，再在80°C~100 °(：真空干燥至完全干燥。
【文檔編號】C09J175/04GK105860913SQ201610243438
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】袁美蓉
【申請人】深圳清華大學研究院