本發(fā)明涉及超級(jí)電容器領(lǐng)域，特別涉及一種超級(jí)電容器、超級(jí)電容器集流體處理方法。
背景技術(shù)：
超級(jí)電容器(Supercapacitors)是一種介于傳統(tǒng)靜電電容器和二次電池之間的新型儲(chǔ)能裝置，兼具二次電池和傳統(tǒng)電容器的優(yōu)點(diǎn)。它具有功率密度高、能量密度大、壽命長(zhǎng)(數(shù)十萬(wàn)次以上)、工作溫度范圍寬(-40℃～65℃)、充放電效率高、無(wú)污染等特點(diǎn)，在新能源(太陽(yáng)能和風(fēng)能)、通訊、數(shù)碼電子、電力、汽車、工程機(jī)械、軍事及航空航天等領(lǐng)域都有十分廣泛的應(yīng)用。
極片是超級(jí)電容器的核心組成部分，由活性物質(zhì)層與集流體組成，其性能好壞對(duì)超級(jí)電容器的容量、內(nèi)阻等具有關(guān)鍵性的影響。其中集流體作為極片的載體，對(duì)于極片性能有著重要的影響。極片涂覆活性物質(zhì)后普遍存在粘結(jié)力差，活性物質(zhì)容易脫落等現(xiàn)象，使得極片導(dǎo)通性差，最終引起超級(jí)電容內(nèi)阻大，使用壽命短以及性能不穩(wěn)定等一系列問題。
綜上所述，如何提供一種可有效增加漿料與集流體的粘結(jié)性、改善預(yù)制單體的內(nèi)阻性能、延長(zhǎng)單體的使用壽命以及提高其穩(wěn)定性的超級(jí)電容器、超級(jí)電容器集流體及其處理方法，成了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種可有效增加漿料與集流體的粘結(jié)性、改善預(yù)制單體的內(nèi)阻性能、延長(zhǎng)單體的使用壽命以及提高其穩(wěn)定性的超級(jí)電容器、超級(jí)電容器集流體及其處理方法。
本發(fā)明的解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明提出一種超級(jí)電容器集流體，所述超級(jí)電容器集流體包括去離子水、導(dǎo)電劑，增稠劑及粘結(jié)劑；所述導(dǎo)電劑為乙炔黑，且所述乙炔黑的配比為80至85份質(zhì)量數(shù)。去離子水、導(dǎo)電劑，增稠劑，粘結(jié)劑按照一定的比例先后加入漿料攪拌桶中，高速攪拌分散，調(diào)節(jié)粘度配制而得所需涂膠漿料。在此基礎(chǔ)上，完成超級(jí)電容器極片的涂布及后續(xù)的輥壓、制片、卷芯工序，完成超級(jí)電容器的后續(xù)制作，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的集流體，可作為超級(jí)電容器常規(guī)集流體使用，可獲得性能更優(yōu)的超級(jí)電容器?？傮w而言，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的超級(jí)電容器集流體，可增加漿料與集流體的粘結(jié)性、改善超級(jí)電容器的內(nèi)阻性能，其使用壽命更長(zhǎng)。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述增稠劑為羧甲基纖維素鈉增稠劑，且其配比為5至10份質(zhì)量數(shù)。此設(shè)置方式，選用羧甲基纖維素鈉作為增稠劑，其水溶性及成膜特性更為優(yōu)良。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述粘結(jié)劑為丁苯橡膠水乳液。此設(shè)置方式，選用丁苯橡膠水乳液，其粘結(jié)性、高溫耐磨性、耐熱性及耐老化性更好。
此外，本發(fā)明還提出一種超級(jí)電容器，包括由活性物質(zhì)層及集流體組成的極片，所述集流體為如上任一項(xiàng)所述超級(jí)電容器集流體。
再次，本發(fā)明還提出一種如上任一項(xiàng)所述超級(jí)電容器集流體處理方法，包括如下步驟：
S1，配料并攪拌，將去離子水、導(dǎo)電劑，增稠劑及粘結(jié)劑按預(yù)定比例混合，并在真空狀態(tài)下攪拌制成漿料，并進(jìn)入步驟S2；
S2，涂膠，把漿料涂覆于集流體上，并進(jìn)入步驟S3；
S3，烘干，通過(guò)烘箱把集流體烘干，并進(jìn)入步驟S4；
S4，收卷，對(duì)集流體進(jìn)行在線收卷。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S1中，將240～300份質(zhì)量數(shù)的去離子水加入攪拌桶中，加入5～10份質(zhì)量數(shù)的增稠劑，密封攪拌10分鐘，完成后加入80～85份質(zhì)量數(shù)的導(dǎo)電劑，繼續(xù)密封攪拌30分鐘，完成后加入5～15份質(zhì)量數(shù)的40％的粘結(jié)劑，密封后進(jìn)行真空高速攪拌與分散，分散2小時(shí)后，取配制好的漿料測(cè)定其固含量及粘度，固含量介于20～30％，粘度介于2000～3000mPa.s；
本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S2中，采用懸浮涂布設(shè)備進(jìn)行在線式涂布，漿料通過(guò)模頭控制出料量，雙面涂覆一層厚度為5～15um的漿料。此設(shè)置方式，采用在線式懸浮雙面同時(shí)擠壓式涂膠，大大縮短了涂膠時(shí)間，增大了產(chǎn)能及涂膠的有效性，也使預(yù)處理超級(jí)電容器集流體具有良好的一致性、均一性和穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S3中，集流體繼續(xù)經(jīng)過(guò)多道烘箱，經(jīng)過(guò)快干和慢干兩個(gè)干燥區(qū)域進(jìn)行烘干。此設(shè)置方式，由于采用多道烘箱進(jìn)行烘烤，超級(jí)電容器集流體經(jīng)過(guò)烘箱后就被快速及有效烘干。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S4中，通過(guò)懸浮涂布設(shè)備中的糾偏系統(tǒng)對(duì)集流體進(jìn)行收卷。
通過(guò)上述處理方法處理后的超級(jí)電容器集流體及超級(jí)電容器，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
首先，能有效改善超級(jí)電容器極片掉料問題，增加漿料與集流體的粘結(jié)性；
其次，改善超級(jí)電容器的內(nèi)阻性能，能有效降低超級(jí)電容器單體內(nèi)阻，降低超級(jí)電容器的發(fā)熱風(fēng)險(xiǎn)；
再次，延長(zhǎng)了超級(jí)電容器集流體的使用壽命，獲得更優(yōu)的循壞性能。
附圖說(shuō)明
構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
圖1為本發(fā)明一種超級(jí)電容器集流體處理方法的流程框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本文件的描述，可以對(duì)本文件中實(shí)施例中以及不同實(shí)施例中的特征進(jìn)行相應(yīng)組合。
本發(fā)明實(shí)施例如下，本發(fā)明提出一種超級(jí)電容器集流體，所述超級(jí)電容器集流體包括去離子水、導(dǎo)電劑，增稠劑及粘結(jié)劑，更為具體地，去離子水、導(dǎo)電劑，增稠劑及粘結(jié)劑按照一定的比例先后加入漿料攪拌桶中，高速攪拌分散，調(diào)節(jié)粘度配制而得所需涂膠漿料。更為具體地，導(dǎo)電劑優(yōu)選為乙炔黑，其配比為80至85份質(zhì)量數(shù)。選用乙炔黑作為導(dǎo)電劑，其導(dǎo)電率更高、粒度小，且各向同性、吸附力及分散度更優(yōu)。在此基礎(chǔ)上，完成超級(jí)電容器極片的涂布及后續(xù)的輥壓、制片、卷芯工序，完成超級(jí)電容器的后續(xù)制作，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的集流體，可作為超級(jí)電容器常規(guī)集流體使用，可獲得性能更優(yōu)的超級(jí)電容器?？傮w而言，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的超級(jí)電容器集流體，可增加漿料與集流體的粘結(jié)性、改善超級(jí)電容器的內(nèi)阻性能，其使用壽命更長(zhǎng)。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，增稠劑為羧甲基纖維素鈉(CMC)增稠劑，且其配比為5至10份質(zhì)量數(shù)。此設(shè)置方式，選用羧甲基纖維素鈉作為增稠劑，其水溶性及成膜特性更為優(yōu)良。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，粘結(jié)劑為丁苯橡膠(SBR)水乳液。此設(shè)置方式，選用丁苯橡膠水乳液，其粘結(jié)性、高溫耐磨性、耐熱性及耐老化性更好。
另一方面，本發(fā)明還提出一種超級(jí)電容器，包括由活性物質(zhì)層及集流體組成的極片，更為具體地，集流體為如上任一項(xiàng)所述超級(jí)電容器集流體。
再次，本發(fā)明提出一種超級(jí)電容器集流體處理方法，包括如下步驟：
步驟S1，配料并攪拌，將去離子水、導(dǎo)電劑，增稠劑及粘結(jié)劑按預(yù)定比例混合，并在真空狀態(tài)下攪拌制成漿料，并進(jìn)入步驟S2；
步驟S2，涂膠，把漿料涂覆于集流體上，并進(jìn)入步驟S3；
步驟S3，烘干，通過(guò)烘箱把集流體烘干，并進(jìn)入步驟S4；
步驟S4，收卷，對(duì)集流體進(jìn)行在線收卷。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S1中，將240～300份質(zhì)量數(shù)的去離子水加入攪拌桶中，加入5～10份質(zhì)量數(shù)的增稠劑，密封攪拌10分鐘，完成后加入80～85份質(zhì)量數(shù)的導(dǎo)電劑，繼續(xù)密封攪拌30分鐘，完成后加入5～15份質(zhì)量數(shù)的40％的粘結(jié)劑，即丁苯橡膠水乳液，密封后進(jìn)行真空高速攪拌與分散，分散2小時(shí)后，取配制好的漿料測(cè)定其固含量及粘度，固含量值應(yīng)介于20～30％，粘度值應(yīng)介于2000～3000mPa.s；
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S2中，采用懸浮涂布設(shè)備進(jìn)行在線式涂布，漿料通過(guò)模頭控制出料量，雙面涂覆一層厚度為5～15um的漿料。此設(shè)置方式，采用在線式懸浮雙面同時(shí)擠壓式涂膠，大大縮短了涂膠時(shí)間，增大了產(chǎn)能及涂膠的有效性，也使預(yù)處理超級(jí)電容器集流體具有良好的一致性、均一性和穩(wěn)定性。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S3中，集流體繼續(xù)經(jīng)過(guò)多道烘箱，經(jīng)過(guò)快干和慢干兩個(gè)干燥區(qū)域進(jìn)行烘干。此設(shè)置方式，由于采用多道烘箱進(jìn)行烘烤，超級(jí)電容器集流體經(jīng)過(guò)烘箱后就被快速及有效烘干。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S4中，通過(guò)懸浮涂布設(shè)備中的糾偏系統(tǒng)對(duì)集流體進(jìn)行收卷。
通過(guò)上述處理方法處理后的超級(jí)電容器集流體及超級(jí)電容器，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
首先，能有效改善超級(jí)電容器極片掉料問題，增加漿料與集流體的粘結(jié)性；
其次，改善超級(jí)電容器的內(nèi)阻性能，能有效降低超級(jí)電容器單體內(nèi)阻，降低超級(jí)電容器的發(fā)熱風(fēng)險(xiǎn)；
再次，延長(zhǎng)了超級(jí)電容器集流體的使用壽命，獲得更優(yōu)的循壞性能。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。