本發(fā)明涉及電器元件生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是一種雙電層電容器及其制造方法。

背景技術(shù)：

扣式雙電層電容器具有高能源密度,充放電周期比2次鋰電池優(yōu)秀,具有親和性特征等優(yōu)點(diǎn)，因此，近年來(lái)，常被用于便攜式設(shè)備的備用電源。一般來(lái)說(shuō)，雙電層電容器的壽命為半永久性,充放電周期(Cycle)時(shí)特性的變化非常微小，是特征，但在高溫或高電壓下使用時(shí)，雙電層電容器的電阻會(huì)急劇變化，容量也會(huì)減少。這種情況通常是因?yàn)殡p電層電容器漏液這種制造上致命的缺陷引起的。但對(duì)于密封性很好的雙電層電容器，長(zhǎng)期使用時(shí)單體內(nèi)部發(fā)生內(nèi)壓，單體發(fā)生膨脹現(xiàn)象，內(nèi)部的分極性電極從陰極內(nèi)殼和陽(yáng)極外殼上掉落或是粘點(diǎn)變小，這也是導(dǎo)致雙電層電容器的內(nèi)阻變得非常大的重要因素。圖1顯示的是現(xiàn)有的扣式EDLC的完成形態(tài),在上部的內(nèi)殼和下部的外殼形成的殼體內(nèi)裝有聚丙烯紡織布等制造的隔膜紙，隔膜紙的上表面與內(nèi)殼之間設(shè)有以纖維或是粉末形態(tài)的活性炭形成的分極性電極，該分極性電極通過(guò)電導(dǎo)性粘合劑固定在內(nèi)殼的內(nèi)壁，隔膜紙的下表面和外殼之間設(shè)有分極性電極，該分極性電極通過(guò)電導(dǎo)性粘合劑固定在外殼的內(nèi)壁。在內(nèi)殼和外殼的接觸部位，為防止電解液漏出用密封圈密封。兩個(gè)分極性電極以及隔膜紙浸泡在電解液中。圖2顯示的是制造以上圖1中扣式EDLC的過(guò)程中，用現(xiàn)有工藝，在以SUS不銹鋼制造的內(nèi)殼和外殼上粘貼分極性電極的方法?，F(xiàn)有工藝在內(nèi)殼、外殼上粘貼分極性電極時(shí),是利用注射器將電導(dǎo)性粘合劑轉(zhuǎn)移至內(nèi)殼和外殼的內(nèi)壁，然后以分極性電極將分極性電極壓展后粘貼電極。用這種方法粘貼分極性電極的話，電導(dǎo)性粘合劑的展開狀態(tài)不 能以圓形分布，難得到分極性電極與和內(nèi)殼、外殼之間充分的粘點(diǎn),長(zhǎng)期使用時(shí)，在高溫/高電壓下，分極性電極與SUS不銹鋼制成的內(nèi)殼、外殼之間的粘點(diǎn)會(huì)逐漸變小，甚至分極性電極會(huì)從內(nèi)殼、外殼上分離，不僅引起內(nèi)阻增加還縮短使用壽命,還有引起容量急劇減少的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)背景技術(shù)中所指出的現(xiàn)有的雙電層電容器的制造方法制成的雙電層電容器在高溫/高電壓下，分極性電極與內(nèi)殼、外殼之間的粘點(diǎn)會(huì)逐漸變小，甚至導(dǎo)致分極性電極會(huì)從內(nèi)殼、外殼上分離，引起雙電層電容器內(nèi)阻增加，使用壽命縮短，容量急劇減少的問(wèn)題，提供一種能夠解決前述問(wèn)題的雙電層電容器的制造方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

一種雙電層電容器的制造方法，其包括以下步驟：

步驟1、制造一定直徑和厚度的分極性的第一電極和第二電極；

步驟2、用網(wǎng)版印刷器把導(dǎo)電性粘合劑印刷成一定直徑和厚度的圓形的導(dǎo)電性粘合劑片，并將導(dǎo)電性粘合劑片粘貼在不銹鋼材質(zhì)的內(nèi)殼和外殼的內(nèi)壁；

步驟3、將步驟1制得的第一電極和第二電極分別粘貼在內(nèi)殼和外殼內(nèi)壁的導(dǎo)電性粘合劑片上，在200℃以上的氣溫環(huán)境下干燥4小時(shí)以上，之后，再在露點(diǎn)為-50℃以下的干燥室內(nèi)干燥，使第一電極和第二電極完全粘在內(nèi)殼和外殼上；

步驟4、把非水性電解液注射到內(nèi)殼和外殼內(nèi)部，然后將密封圈裝配在內(nèi)殼的開口端；

步驟5、在內(nèi)殼內(nèi)裝入絕緣性隔膜紙，然后將內(nèi)殼的開口端向著外殼的開口端插入到外殼內(nèi)，再以一定的壓力使內(nèi)殼和外殼壓合在一起，制成雙電層電容 器。

上述方案中，步驟1中，制造分極性電極的原料包括椰子水系活性炭粉末、導(dǎo)電劑和粘合劑，其具體配比為：椰子水系活性炭粉末80wt％,導(dǎo)電劑10wt％,導(dǎo)電劑選用炭黑，粘合劑10wt％，粘合劑選用濃度為40％的PTFE特氟綸，溶劑選用水和二甲基甲醇。

上述方案中，所述的非水性電解液的溶劑為碳酸丙烯酯，溶質(zhì)為四乙基四氟硼酸銨，每1L碳酸丙烯酯中溶解1mole四乙基四氟硼酸銨。

上述方案中，步驟2中，導(dǎo)電性粘合劑片的直徑為第一電極和第二電極的外徑的80％以上。

上述方案中，步驟2中，導(dǎo)電性粘合劑片的厚度為10～50μm。

上述方案中，所述的導(dǎo)電性粘合劑是水溶液系溶劑的導(dǎo)電性粘合劑。

上述方案中，步驟4中所述的密封圈為聚醚醚酮材料制成的密封圈。

本發(fā)明的第二個(gè)發(fā)明目的是提供一種利用上述的制造方法制造的雙電層電容器，其包括內(nèi)殼、外殼、固定在內(nèi)殼內(nèi)壁的第一電極和固定在外殼內(nèi)壁的第二電極、設(shè)置在第一電極和第二電極之間的隔膜紙以及填充在內(nèi)殼內(nèi)的電解液，所述的第一電極通過(guò)采用網(wǎng)版印刷法印刷的導(dǎo)電性粘合劑片固定在內(nèi)殼的內(nèi)壁，第二電極通過(guò)采用網(wǎng)版印刷法印刷的導(dǎo)電性粘合劑片固定在外殼的內(nèi)壁，所述的內(nèi)殼的開口端設(shè)有工程塑料制成的環(huán)形的密封圈，密封圈內(nèi)設(shè)有密封槽，內(nèi)殼的開口端的端面裝配在密封槽內(nèi)，密封圈的外部設(shè)有與外殼開口端的卡口配合的卡合部。

上述方案中，所述導(dǎo)電性粘合劑片為圓形片狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電性粘合劑片的直徑為第一電極和第二電極的外徑的80％以上。

上述方案中，所述導(dǎo)電性粘合劑片的厚度為10～50μm。

本發(fā)明的雙電層電容器的制造方法，采用網(wǎng)版印刷法把導(dǎo)電性粘合劑印刷成一定直徑和厚度的圓形的導(dǎo)電性粘合劑片，因?yàn)椴捎镁W(wǎng)版印刷法，所以導(dǎo)電性粘合劑片的形狀、厚度和大小可以設(shè)計(jì)為最佳的狀態(tài)，導(dǎo)電性粘合劑片的形狀設(shè)計(jì)為圓形，直徑為分極性電極的直徑的80％以上，厚度均勻，且厚度設(shè)置為10～50μm，通過(guò)這種設(shè)置，能夠增加導(dǎo)電性粘合劑對(duì)分極性電極的粘合力，粘合力分布均勻，即使在高溫狀態(tài)下持續(xù)使用，導(dǎo)電性粘合劑片不易縮小變形，分極性電極不會(huì)從內(nèi)殼、外殼上脫落，雙電層電容器的使用壽命更長(zhǎng)，內(nèi)阻和容量變化小，性能更好。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的雙電層電容器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有的雙電層電容器的分極性電極粘貼固定過(guò)程的示意圖；

圖3為本發(fā)明的雙電層電容器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的雙電層電容器的分極性電極粘貼固定過(guò)程的示意圖；

圖中，1為內(nèi)殼，2為外殼，3為第一電極，4為第二電極，5為導(dǎo)電性粘合劑片，6為非水性電解液，7為密封圈，8為絕緣性隔膜紙，9為網(wǎng)版印刷器，10為特氟綸棒。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

雙電層電容器的制造方法，其包括以下步驟：

步驟1、制造一定直徑和厚度的分極性的第一電極和第二電極，原料及質(zhì)量百分比如下：80％的椰子水系活性炭粉末,10％的炭黑導(dǎo)電劑,10％的濃度為40％特氟綸PTFE粘合劑，作為溶劑使用的是水(Water)和IPA(Isopropyl Alcohol)二 甲基甲醇，將上述原料混煉制造成圓柱體形狀，然后切成直徑4mm,厚度0.6mm的分極性電極；

步驟2、如圖4所示，用網(wǎng)版印刷器把導(dǎo)電性粘合劑印刷成直徑4mm,厚度10μm的圓形的導(dǎo)電性粘合劑片，利用特氟綸棒將其轉(zhuǎn)移粘貼到內(nèi)殼和外殼的內(nèi)壁；

步驟3、將步驟1制成的兩個(gè)分極性電極分別粘貼在內(nèi)殼和外殼上的導(dǎo)電性粘合劑片上，然后在200℃以上的氣溫環(huán)境中干燥了4小時(shí)以上，之后,在露點(diǎn)-50℃以下的濕度管理好的干燥房里干燥；

步驟4、將1mole的硼氟化四乙銨(Tetraethylammonium tetrafluoroborate簡(jiǎn)寫為TEA-BF4)溶解在1L的碳酸丙烯酯(Propylene Carbonate)中，形成非水性電解液，取適量非水性電解液注射至內(nèi)殼和外殼中，在內(nèi)殼上插入以聚醚醚酮(Polyetherethereketone,簡(jiǎn)寫為PEEK)制造的絕緣性的密封圈；

步驟5、裝入以聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide，簡(jiǎn)寫為PPS)紡織布制造的絕緣性隔膜紙，最后把粘著絕緣性密封圈的內(nèi)殼插入外殼后,施加一定的壓力制成雙電層電容器。

用以上方法制造的扣式雙電層電容器，其包括內(nèi)殼、外殼、固定在內(nèi)殼內(nèi)壁的第一電極和固定在外殼內(nèi)壁的第二電極、設(shè)置在第一電極和第二電極之間的隔膜紙以及填充在內(nèi)殼內(nèi)的電解液，所述的第一電極通過(guò)采用網(wǎng)版印刷法印刷的導(dǎo)電性粘合劑片固定在內(nèi)殼的內(nèi)壁，第二電極通過(guò)采用網(wǎng)版印刷法印刷的導(dǎo)電性粘合劑片固定在外殼的內(nèi)壁，所述的內(nèi)殼的開口端設(shè)有工程塑料制成的環(huán)形的密封圈，密封圈內(nèi)設(shè)有密封槽，內(nèi)殼的開口端的端面裝配在密封槽內(nèi)，密封圈的外部設(shè)有與外殼開口端的卡口配合的卡合部。制成的扣式雙電層電容器，在高溫狀態(tài)下持續(xù)充放電1000小時(shí)，檢測(cè)內(nèi)阻和電容的變化率，以及100000次充放電周期后，檢測(cè)內(nèi)阻和電容的變化率。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，與實(shí)施例1不同的是，步驟2中，使用網(wǎng)版印刷法印刷的導(dǎo)電性粘合劑片的大小為分極性電極的直徑的90％，分極性電極的直徑為4mm，導(dǎo)電性粘合劑片的直徑約為3.6mm,導(dǎo)電性粘合劑片厚度為10μm。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，與實(shí)施例1不同的是，步驟2中，使用網(wǎng)版印刷法印刷的導(dǎo)電性粘合劑片的大小為分極性電極的直徑的90％，分極性電極的直徑為4mm，導(dǎo)電性粘合劑片的直徑約為3.6mm,導(dǎo)電性粘合劑片厚度為30μm。

實(shí)施例4

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，與實(shí)施例1不同的是，步驟2中，使用網(wǎng)版印刷法印刷的導(dǎo)電性粘合劑片的大小為分極性電極的直徑的80％，分極性電極的直徑為4mm，導(dǎo)電性粘合劑片的直徑約為3.2mm,導(dǎo)電性粘合劑片厚度為50μm。

對(duì)比例1

與以上實(shí)施例1相比不同的是，現(xiàn)有技術(shù)中利用注射器(Dispensor)將導(dǎo)電性粘合劑涂布在內(nèi)殼和外殼上后,把分極性電極各自貼一個(gè)后制造扣式雙電層電容器。

對(duì)比例2

與以上實(shí)施例1相比不同的是，步驟2中，用網(wǎng)版印刷器印刷的導(dǎo)電性粘合劑片的大小為分極性電極的直徑的70％，分極性電極的直徑為4mm，導(dǎo)電性粘合劑片的直徑約為2.8mm,導(dǎo)電性粘合劑片厚度為10μm。

對(duì)比例3

與以上實(shí)施例1相比不同的是，步驟2中，用網(wǎng)版印刷器印刷的導(dǎo)電性粘合劑片的大小為分極性電極的直徑的50％，分極性電極的直徑為4mm，導(dǎo)電性粘合劑片的直徑約為2mm,導(dǎo)電性粘合劑片厚度為10μm。

對(duì)比例4

與以上實(shí)施例1相比不同的是，步驟2中，用網(wǎng)版印刷器印刷的導(dǎo)電性粘合劑片的大小為分極性電極的直徑的90％，分極性電極的直徑為4mm，想要制造直徑約為3.6mm,厚度為5μm的導(dǎo)電性粘合劑片，但是粘合劑的厚度太薄，分極性電極沒(méi)有粘合，無(wú)法制成雙電層電容器。

對(duì)比例5

與以上實(shí)施例1相比不同的是，步驟2中，用網(wǎng)版印刷器印刷的導(dǎo)電性粘合劑片的大小為分極性電極的直徑的90％，分極性電極的直徑為4mm，導(dǎo)電性粘合劑片的直徑約為3.6mm,導(dǎo)電性粘合劑片厚度為60μm。

下表為實(shí)施例1-5以及對(duì)比例1-4在高溫狀態(tài)下使用10000小時(shí)后的電容和內(nèi)阻的變化率以及100000次充放電周期后電容和內(nèi)阻的變化率對(duì)比表：

通過(guò)上述的表格可知，本發(fā)明制造的扣式雙電層電容器(EDLC)在高溫/高電壓狀態(tài)下使用的可靠性得到了提升,長(zhǎng)期使用時(shí)，內(nèi)阻增加、容量減少的狀況得到了明顯的改善。