專利名稱：超級電容器集流體表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集流體表面處理方法，尤其涉及一種超級電容器集流體表面處理 方法。
技術(shù)背景與傳統(tǒng)的電容器和二次電池相比，超級電容器的比功率是電池的IO倍以上，儲存電荷的能力比普通電容器高，并具有充放電速度快、對環(huán)境無污染、循環(huán)壽命長、 使用的溫限范圍寬等特點(diǎn)，是本世紀(jì)最具有希望的一種新型綠色能源。其中，集流體 的制備工藝就成為制造超級電容器的重要技術(shù)。集流體應(yīng)用于超級電容器上，其作用 主要提供電子通道，加快電荷轉(zhuǎn)移，提高充放電庫侖效率，并且內(nèi)阻應(yīng)盡可能小為佳。 集流體在貯存和運(yùn)輸過程中，表面會沾染一些灰塵，因此，在集流體涂布前應(yīng)除 去表面灰塵，以保證集流體涂膜潔凈。其次，集流體在加工過程中，表面可能有防腐 油或防粘劑，這樣滲出或附在膜表面將影響涂膜的附著或粘合力，從而影響集流體表 面的涂布質(zhì)量?，F(xiàn)有超級電容器集流體表面處理方法有熱風(fēng)處理，放電氧化，電子沖擊物理方法 等。這些方法對除去集流體表面灰塵有一定效果，但如果集流體表面有防腐油或防粘 劑，則不能有效處理。因此，集流體應(yīng)通過表面處理引入活性官能團(tuán)從而減小表面張力，提高集流體涂 布分布均勻性和一致性，提高電極薄膜的粘合強(qiáng)度，從而降低電極的內(nèi)阻，增加比表 面積，提高充放電庫侖效率。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種超級電容器集流體的表面 處理方法，該處理方法不僅能有效去除集流體的鋁箔在貯存和運(yùn)輸過程中表面所沾灰 塵，而且能有效去除鋁箔在加工過程中表面存在的防腐油或防粘劑，并增加了活性官 能團(tuán)，使處理后的集流體涂布電極材料分布均勻、 一致，且提高了電極薄膜的粘合強(qiáng) 度，有助于降低電極的內(nèi)阻，增加比表面積，適宜規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明的超級電容器集流體表面處理方法，包括1)提供鉻酸表面處理液；2) 對集流體進(jìn)行雙面腐蝕；3)水洗；4)干燥。本發(fā)明所述鉻酸表面處理液按重量百分比其組成為絡(luò)酸鋰4%~15%，水5% 15%，濃硫酸70% 90%，優(yōu)選為鉻酸鋰5% 9%,水7% 13%和濃硫酸75% 85%。所述集流體為鋁箔、銅箔、泡沫鎳薄膜、不銹鋼薄膜、沖孔鎳薄膜中的一種， 這些材料作為集流體材料，可降低電極內(nèi)阻，電化學(xué)性能穩(wěn)定，其中優(yōu)選為鋁箔，所 述鋁箔中鋁的純度》99.9%。
本發(fā)明超級電容器集流體表面處理方法所述對集流體進(jìn)行雙面腐蝕是指用涂布 機(jī)經(jīng)30m/min 60m/min的涂布速度將鉻酸表面處理液涂布到集流體表面進(jìn)行雙面腐 蝕，優(yōu)選涂布速度為45 m/min。所述干燥是指依次進(jìn)入四節(jié)烘箱干燥，四節(jié)烘箱溫度 為35。C， 55°C， 75°C，卯。C。提供厚度為22urn的集流體材料，表面處理后的腐蝕厚度為0.1um~0.21um，在兩萬 倍的電子顯微鏡下觀察表面成海綿狀，腐蝕孔平均孔徑為0.08um~0.21 um，在lcm2的 面積上有78億~97億個孔，拉伸強(qiáng)度1.75kg/cm 2.1 kg/cm，處理后集流體用于可涂布 電極材料形成電極。本發(fā)明采用鉻酸混合液化學(xué)處理方法對集流體表面進(jìn)行化學(xué)處理，將處理后的集 流體用于涂布電極材料以形成超級電容器電極，集流體表面處理后涂布電極材料分布 均勻且一致、相比于集流體表面未處理情況，集流體表面處理后比表面積增大，表面 張力減小，可提高電極薄膜的粘合強(qiáng)度，有助于降低電極的內(nèi)阻，延長超級電容器使 用壽命，滿足規(guī)?；夒娙萜麟姌O材料制作需要。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1提供鉻酸表面處理液，配方鉻酸鋰4.5%,水5.5%和濃硫酸90%，將配好的鉻酸混合液倒入江蘇常州百杰公司CT500型涂布機(jī)的酸液槽，設(shè)定涂布機(jī)涂布速度 45m/min。將欲處理的整巻集流體的鋁箔(長2000米，寬l/2米，厚度22um)通過放 巻，在涂布機(jī)上按照設(shè)定的涂布速度經(jīng)過酸液槽進(jìn)行同時雙面腐蝕，再經(jīng)過清水槽清 洗，然后依次進(jìn)入4節(jié)烘箱干燥，4節(jié)烘箱溫度依次為35°C， 55°C， 75°C， 90°C。最 后收巻制成表面處理后的集流體鋁箔，腐蝕鋁箔厚度為0.2um，粗糙度單側(cè)厚度為 0.2um，在兩萬倍的電子顯微鏡下觀察表面成海綿狀，腐蝕孔平均孔徑為0.2um，在lcm2 的面積上有80億個孔，拉伸強(qiáng)度1.8kg/cm。 實(shí)施例2提供鉻酸表面處理液，配方鉻酸鋰9.5%，水14.5%和濃硫酸76%，將配好 的鉻酸混合液倒入江蘇常州百杰公司CT500型涂布機(jī)的酸液槽，設(shè)定涂布機(jī)涂布速度 40m/min。將欲處理的整巻集流體的鋁箔(長2000米，寬1/2米，厚度22um)通過放 巻，在涂布機(jī)上按照設(shè)定的涂布速度經(jīng)過酸液槽進(jìn)行同時雙面腐蝕，再經(jīng)過清水槽清 洗，然后依次進(jìn)入4節(jié)烘箱干燥，4節(jié)烘箱溫度依次為35°C， 55°C， 75°C， 90°C。最 后收巻而制成表面處理后的集流體鋁箔，腐蝕鋁箔厚度為0.15um，粗糙度單側(cè)厚度為 0.12um，在兩萬倍的電子顯微鏡下觀察表面成海綿狀，腐蝕孔平均孔徑為0.09um，在 lcm2的面積上有95億個孔，拉伸強(qiáng)度2.0kg/cm。實(shí)施例3提供絡(luò)酸表面處理液，配方鉻酸鋰4.75%,水8.2%和濃硫酸87.05%，將配
好的鉻酸混合液倒入江蘇常州百杰公司CT500型涂布機(jī)的酸液槽，設(shè)定涂布機(jī)涂布速 度50m/min。將欲處理的整巻集流體的銅箔(長2000米，寬1/2米，厚度22um)通過 放巻，在涂布機(jī)上按照設(shè)定的涂布速度在涂布機(jī)上經(jīng)過酸液槽進(jìn)行同時雙面腐蝕，再 經(jīng)過清水槽清洗，然后依次進(jìn)入4節(jié)烘箱干燥，4節(jié)烘箱溫度依次為35°C， 55°C， 75 °C， 90°C。最后收巻而制成表面處理后的集流體銅箔，腐蝕銅箔厚度為0.2um，粗糙度 單側(cè)厚度為0.15um，在兩萬倍的電子顯微鏡下觀察表面成海綿狀，腐蝕孔平均孔徑為 0.1 um，在lcm2的面積上有90億個孔，拉伸強(qiáng)度1.9kg/cm。上述實(shí)施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和 權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種超級電容器集流體表面處理方法，包括1)提供鉻酸表面處理液；2)對集流體進(jìn)行雙面腐蝕；3)水洗；4)干燥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器集流體表面處理方法，其特征在于所述鉻酸表面處理液按重量百分比其組成為鉻酸鋰4%~15%，水5% 15%，濃硫酸70% 90%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超級電容器集流體表面處理方法，其特征在于所述集流體為鋁箔、銅箔、泡沫鎳薄膜、不銹鋼薄膜、沖孔鎳薄膜中的一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器集流體表面處理方法，其特征在于所 述對集流體進(jìn)行雙面腐蝕是指用涂布機(jī)經(jīng)30m/min 60m/min的涂布速度將鉻 酸表面處理液涂布到集流體表面進(jìn)行雙面腐蝕。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器集流體表面處理方法，其特征在于所 述干燥是指依次進(jìn)入四節(jié)烘箱干燥，四節(jié)烘箱溫度依次為35°C， 55°C， 75'C， 90°C。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級電容器集流體表面處理方法，其特征在于所述鉻酸表面處理液按重量百分比其組成為鉻酸鋰5% 9%,水7% 13%和濃硫酸75% 85%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級電容器集流體表面處理方法，其特征在于所述鋁箔中鋁的純度》99.9%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超級電容器集流體表面處理方法，其特征在于所 述涂布速度為45 m/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超級電容器集流體表面處理方法，包括1)提供鉻酸表面處理液；2)對集流體進(jìn)行雙面腐蝕；3)水洗；4)干燥。所述鉻酸表面處理液按重量百分比其組成為鉻酸鋰4％～15％，水5％～15％，濃硫酸70％～90％。該方法不僅能有效去除集流體材料如鋁箔、銅箔、泡沫鎳薄膜、不銹鋼薄膜、沖孔鎳薄膜等在貯存和運(yùn)輸過程中表面所沾灰塵，而且能有效去除在加工過程中表面存在的防腐油或防粘劑，并增加活性官能團(tuán)，使處理后的集流體涂布電極材料分布均勻、一致，提高電極薄膜的粘合強(qiáng)度，有助于降低電極的內(nèi)阻，增加比表面積，適宜規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號H01G4/00GK101159189SQ20071007126
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者楊曉明, 范勤儒 申請人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院