一種制造扣式超級電容器電極的方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種制造扣式超級電容器電極的方法，包括：將活性炭、導電聚合物和乙炔黑的粉末均勻混合，獲得混合粉末材料；將粘接劑溶于溶劑中，獲得粘接劑溶液；將混合粉末材料加入粘接劑溶液中，形成泥狀材料；對泥狀材料進行球磨處理；用經(jīng)過了球磨處理的泥狀材料形成薄片，獲得所述扣式超級電容器電極。本發(fā)明的實施例中的制造扣式超級電容器電極的方法，效率高，過程簡單，其制得的扣式超級電容器電極具有比電容高、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，適用于扣式超級電容器電極。
【專利說明】一種制造扣式超級電容器電極的方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及電子材料及元器件領(lǐng)域，特別是涉及一種制造扣式超級電容器電極的方法。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]超級電容器是一種介于電池和普通電容器之間的新型儲能器件，有著功率密度高、能量密度高、充放電迅速、循環(huán)壽命長和安全性高等優(yōu)點，受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。目前超級電容器已經(jīng)應用于電動汽車的動力電源；通信、工業(yè)等領(lǐng)域中的備用電源；航空、航天、國防中的高脈沖電流發(fā)生器等方面。
[0005]超級電容器的關(guān)鍵就在于其電極片的制備。超級電容器有兩種結(jié)構(gòu)形式:扣式和卷繞式。但是，傳統(tǒng)的扣式超級電容器電極由于只使用單一活性物質(zhì)，得到的電極性能差。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一是提供一種制造高比容、穩(wěn)定好的扣式超級電容器電極的方法，且該方法的制造過程簡單。
[0008]本發(fā)明公開的技術(shù)方案包括:
提供了一種制造扣式超級電容器電極的方法，其特征在于，包括:將活性碳、導電聚合物和乙炔黑的粉末均勻混合，獲得混合粉末材料；將粘接劑溶于溶劑中，獲得粘接劑溶液；將所述混合粉末材料加入所述粘接劑溶液中，形成泥狀材料；對所述泥狀材料進行球磨處理；用經(jīng)過了球磨處理的所述泥狀材料形成薄片，獲得所述扣式超級電容器電極。
[0009]本發(fā)明的一個實施例中，還包括:將所述扣式超級電容器電極放入真空干燥箱中進行干燥處理。
[0010]本發(fā)明的一個實施例中，在所述混合粉末材料中，活性碳、導電聚合物和乙炔黑的質(zhì)量比為(16-18):(1-3):1。
[0011 ] 本發(fā)明的一個實施例中，所述溶劑為去離子水。
[0012]本發(fā)明的一個實施例中，所述粘接劑為聚四氟乙烯乳液。
[0013]本發(fā)明的一個實施例中，所述粘接劑與所述乙炔黑的質(zhì)量比為1:3至1:4。
[0014]本發(fā)明的一個實施例中，將所述混合粉末材料加入所述粘接劑溶液中形成泥狀材料的步驟包括:將所述混合粉末材料加入所述粘接劑溶液中攪拌均勻并將獲得的混合物反復碾壓，直至所述混合物成為泥狀。
[0015]本發(fā)明的一個實施例中，所述球磨處理的時間為3-5小時。
[0016]本發(fā)明的一個實施例中，用經(jīng)過了球磨處理的所述泥狀材料形成薄片的步驟包括:將經(jīng)過了球磨處理的所述泥狀材料放入對輥機中，用所述對輥機將經(jīng)過了球磨處理的所述泥狀材料壓制成所述薄片。
[0017]本發(fā)明的一個實施例中，所述干燥處理的溫度為50-80攝氏度，所述干燥處理的時間為20-24小時。
[0018]本發(fā)明的實施例中的制造扣式超級電容器電極的方法，效率高，過程簡單，其制得的扣式超級電容器電極具有比電容高、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，適用于扣式超級電容器電極。
[0019]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明一個實施例的制造扣式超級電容器電極的方法的流程示意圖。
[0021]

【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例的制造扣式超級電容器電極的方法的具體步驟。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的一個實施例中，一種制造扣式超級電容器電極的方法包括步驟10、步驟12、步驟14、步驟16和步驟18。下面接合具體實施例對其中的各個步驟分別進行詳細說明。
[0024]步驟10:制備混合粉末材料。
[0025]本發(fā)明的實施例中，在步驟10，可以將活性碳、導電聚合物和乙炔黑的粉末均勻混合，從而獲得混合粉末材料。例如，可以取預定量的前述活性碳、導電聚合物和乙炔黑的粉末，將這些粉末用磁力攪拌機攪拌混合均勻，從而獲得所需的混合粉末材料。
[0026]本發(fā)明的一個實施例中，在該混合物粉末材料中，活性碳、導電聚合物和乙炔黑的質(zhì)量比可以為(16-18):(1_3):1。
[0027]本發(fā)明的一個實施例中，導電聚合物可以為聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、3，4-聚乙撐二氧噻吩或者其衍生物等等。
[0028]步驟12:制備粘接劑溶液。
[0029]本發(fā)明的實施例中，在步驟12，可以將粘接劑溶于溶劑中，從而獲得粘接劑溶液。例如，可以將粘接劑加入該溶劑中，并攪拌均勻，從而獲得所需的粘接劑溶液。
[0030]本發(fā)明的一個實施例中，這里，溶劑可以是去離子水，粘接劑可以是聚四氟乙烯乳液。
[0031]本發(fā)明的一個實施例中，這里，粘接劑與前述的乙炔黑的質(zhì)量比可以為1:3至1:4。
[0032]雖然圖1中顯示為步驟12在步驟10之后進行，但是容易理解，本發(fā)明的其他的實施例中，步驟12也可以在步驟10之前或者與步驟10同時進行，本發(fā)明對此沒有限制。
[0033]步驟14:將混合粉末材料加入粘接劑溶液中形成泥狀材料。
[0034]在制備了混合粉末材料和粘接劑溶液之后，在步驟14中，可以將混合粉末材料加入粘接劑溶液中，形成泥狀材料。
[0035]例如，一個實施例中，可以將該混合粉末材料加入粘接劑溶液中并攪拌均勻，并且將獲得的混合物反復碾壓，直至該混合物成為泥狀，這樣，獲得前述的泥狀材料。
[0036]步驟16:對泥狀材料進行球磨處理。
[0037]在步驟14中形成了泥狀材料之后，在步驟16中，可以對該泥狀材料進行球磨處理。例如，一個實施例中，可以將泥狀材料放入行星球磨機的瑪瑙罐中，放入球磨珠，對該泥狀材料高速球磨3-5小時。
[0038]步驟18:將泥狀材料形成薄片。
[0039]對泥狀材料進行球磨處理之后，在步驟18中，可以將經(jīng)過了該球磨處理的泥狀材料形成薄片，該薄片即為所需的扣式超級電容器電極。
[0040]例如，一個實施例中，可以將經(jīng)過了球磨處理的泥狀材料放入對輥機中，用該對輥機將經(jīng)過了球磨處理的泥狀材料壓制成薄片。
[0041]本發(fā)明的一個實施例中，該薄片的厚度可以為50-100微米。
[0042]本發(fā)明的一個實施例中，在形成了該薄片之后，還可以包括對該薄片進行干燥處理的步驟，例如，可以將該薄片(即扣式超級電容器電極)放入真空干燥箱中進行干燥處理。
[0043]本發(fā)明的一個實施例中，該干燥處理的溫度可以為50-80攝氏度，干燥處理的時間可以為20-24小時。
[0044]下面詳細描述幾個具體的實施例。
[0045]實施例1:
(I)稱取1.0g活性碳、0.2g聚吡喏和0.3g的乙炔黑，將這些粉末混合在一起，用磁力攪拌4小時，使這些粉末混合均勻，獲得混合粉末材料。稱取0.125g聚四氟乙烯乳液，加入3ml的去離子水，用玻璃棒攪拌均勻，獲得粘接劑溶液。將獲得的混合粉末材料加入到上述粘接劑溶液中，用玻璃棒攪拌均勻，并用玻璃棒將混合物反復碾壓，直至混合物成為泥狀，獲得泥狀材料。
[0046](2)將獲得的泥狀材料加入到行星球磨機的瑪瑙罐中，比加入球磨珠，經(jīng)過4小時高速球磨處理。將經(jīng)過球磨處理的泥狀材料放入到對輥機中，用對輥機壓制成70um厚電極薄片，獲得扣式超級電容器的電極片。將電極片放入到真空干燥箱中進行干燥，干燥溫度為70攝氏度，處理時間為20h，獲得高比容扣式超級電容器的電極。
[0047](3)采用三電極體系(Pt為對電極，Ag/ AgCl為參比電極，按照前面的步驟(I)、(2)制造的高比容扣式超級電容器的電極為工作電極)進行電化學性能測試，包括循環(huán)伏安測試和恒流充放電測試，采用0.lmol/L的高氯酸鋰離子溶液，充放電電壓:-0.2-1V，充放電電流為:0.2mA，測得比電容可達171F/g，模穩(wěn)定性好。
[0048]實施例2:
(I)稱取1.0g活性碳、0.3g聚苯胺和0.4g的乙炔黑，將這些粉末混合在一起，用磁力攪拌4h，使這些粉末混合均勻，獲得混合粉末材料。稱取0.15g聚四氟乙烯乳液，加入3ml的去離子水，用玻璃棒攪拌均勻，獲得粘接劑溶液。將獲得的混合粉末材料加入到上述粘接劑溶液中，用玻璃棒攪拌均勻，并用玻璃棒將混合物反復碾壓，直至混合物成為泥狀，獲得泥狀材料。
[0049](2)將獲得的泥狀材料加入到行星球磨機的瑪瑙罐中，比加入球磨珠，經(jīng)過4h高速球磨處理得到電極材料。將經(jīng)過球磨處理的泥狀材料放入到對輥機中，用對輥機壓制成SOum厚電極薄片，獲得扣式超級電容器的電極片。將電極片放入到真空干燥箱中進行干燥，干燥溫度為70攝氏度，處理時間為20h，獲得高比容扣式超級電容器的電極。
[0050](3)采用三電極體系(Pt為對電極，Ag/ AgCl為參比電極，按照前面的步驟(I)、(2)制造的高比容扣式超級電容器的電極為工作電極)進行電化學性能測試，包括循環(huán)伏安測試和恒流充放電測試，采用0.lmol/L的高氯酸鋰離子溶液，充放電電壓:-0.2-1V，充放電電流為:0.2mA，測得比電容可達150F/g，模穩(wěn)定性好。
[0051]實施例3:
(I)稱取1.0g活性碳、0.2g聚苯胺和0.3g的乙炔黑，將這些粉末混合在一起，用磁力攪拌4h，使這些粉末混合均勻，獲得混合粉末材料。稱取0.125g聚四氟乙烯乳液，加入3ml的去離子水，用玻璃棒攪拌均勻，獲得粘接劑溶液。將獲得的混合粉末材料加入到上述粘接劑溶液中，用玻璃棒攪拌均勻，并用玻璃棒將混合物反復碾壓，直至混合物成為泥狀，獲得泥狀材料。
[0052](2)將獲得的泥狀材料加入到行星球磨機的瑪瑙罐中，比加入球磨珠，經(jīng)過4h高速球磨處理得到電極材料。將經(jīng)過球磨處理的泥狀材料放入到對輥機中，用對輥機壓制成SOum厚電極薄片，獲得扣式超級電容器的電極片。將電極片放入到真空干燥箱中進行干燥，干燥溫度為70攝氏度，處理時間為20h，獲得高比容扣式超級電容器的電極。
[0053](3)采用三電極體系(Pt為對電極，Ag/ AgCl為參比電極，按照前面的步驟(I)、
(2)制造的高比容扣式超級電容器的電極為工作電極)進行電化學性能測試，包括循環(huán)伏安測試和恒流充放電測試，采用0.lmol/L的高氯酸鋰離子溶液，充放電電壓:-0.2-1V，充放電電流為:0.2mA，測得比電容可達190F/g，模穩(wěn)定性好。
[0054]本發(fā)明的實施例中的制造扣式超級電容器電極的方法，效率高，過程簡單，其制得的扣式超級電容器電極具有比電容高、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，適用于扣式超級電容器電極。
[0055]以上通過具體的實施例對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不限于這些具體的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，還可以對本發(fā)明做各種修改、等同替換、變化等等，這些變換只要未背離本發(fā)明的精神，都應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外，以上多處所述的“一個實施例”表示不同的實施例，當然也可以將其全部或部分結(jié)合在一個實施例中。
【權(quán)利要求】
1.一種制造扣式超級電容器電極的方法，其特征在于，包括: 將活性碳、導電聚合物和乙炔黑的粉末均勻混合，獲得混合粉末材料； 將粘接劑溶于溶劑中，獲得粘接劑溶液； 將所述混合粉末材料加入所述粘接劑溶液中，形成泥狀材料； 對所述泥狀材料進行球磨處理； 用經(jīng)過了球磨處理的所述泥狀材料形成薄片，獲得所述扣式超級電容器電極。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括:將所述扣式超級電容器電極放入真空干燥箱中進行干燥處理。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在于:在所述混合粉末材料中，活性碳、導電聚合物和乙炔黑的質(zhì)量比為(16-18):(1-3):1。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述溶劑為去離子水。
5.如權(quán)利要求1或者4所述的方法，其特征在于:所述粘接劑為聚四氟乙烯乳液。
6.如權(quán)利要求3或者5所述的方法，其特征在于:所述粘接劑與所述乙炔黑的質(zhì)量比為 1:3 至 1:4。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于，將所述混合粉末材料加入所述粘接劑溶液中形成泥狀材料的步驟包括:將所述混合粉末材料加入所述粘接劑溶液中攬拌均勻并將獲得的混合物反復碾壓，直至所述混合物成為泥狀。
8.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于:所述球磨處理的時間為3-5小時。
9.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于，用經(jīng)過了球磨處理的所述泥狀材料形成薄片的步驟包括:將經(jīng)過了球磨處理的所述泥狀材料放入對輥機中，用所述對輥機將經(jīng)過了球磨處理的所述泥狀材料壓制成所述薄片。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述干燥處理的溫度為50-80攝氏度，所述干燥處理的時間為20-24小時。
【文檔編號】H01G11/86GK104252975SQ201410474771
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】楊亞杰, 袁文濤, 楊文耀, 楊曉潔, 徐建華, 蔣亞東 申請人:電子科技大學