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，因此，近年來，常被用于便攜式設(shè)備的備用電源。一般來說，雙電層電容器的壽命為半永久性,充放電周期(Cycle)時特性的變化非常微小，是特征，但在高溫或高電壓下使用時，雙電層電容器的電阻會急劇變化，容量也會減少。這種情況通常是因為雙電層電容器漏液這種制造上致命的缺陷引起的。但對于密封性很好的雙電層電容器，長期使用時單體內(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)殼和陽極外殼上掉落或是粘點變小，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,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,長期使用時，在高溫/高電壓下，分極性電極與SUS不銹鋼制成的內(nèi)殼、外殼之間的粘點會逐漸變小，甚至分極性電極會從內(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)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對背景技術(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、外殼之間的粘點會逐漸變小，甚至導(dǎo)致分極性電極會從內(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，容量急劇減少的問題，提供一種能夠解決前述問題的雙電層電容器的制造方法。

實現(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小時以上，之后，再在露點為-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，因為采用網(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)計為最佳的狀態(tài)，導(dǎo)電性粘合劑片的形狀設(shè)計為圓形，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，通過這種設(shè)置，能夠增加導(dǎo)電性粘合劑對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，分極性電極不會從內(nèi)殼、外殼上脫落，雙電層電容器的使用壽命更長，內(nèi)阻和容量變化小，性能更好。

附圖說明

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。

具體實施方式

實施例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小時以上，之后,在露點-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，檢測內(nèi)阻和電容的變化率，以及100000次充放電周期后，檢測內(nèi)阻和電容的變化率。

實施例2

在實施例1的基礎(chǔ)上，與實施例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。

實施例3

在實施例1的基礎(chǔ)上，與實施例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。

實施例4

在實施例1的基礎(chǔ)上，與實施例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。

對比例1

與以上實施例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后制造扣式雙電層電容器。

對比例2

與以上實施例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。

對比例3

與以上實施例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。

對比例4

與以上實施例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，分極性電極沒有粘合，無法制成雙電層電容器。

對比例5

與以上實施例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。

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

通過上述的表格可知，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,長期使用時，內(nèi)阻增加、容量減少的狀況得到了明顯的改善。