本發(fā)明涉及一種電容器及制備方法,具體涉及一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器及制備方法。
背景技術(shù):
環(huán)境污染和石化類能源即將枯竭,迫使人們開(kāi)發(fā)新型電動(dòng)車來(lái)有效解決傳統(tǒng)車用能源緊缺及含碳排放等問(wèn)題。目前成熟的純電動(dòng)車主要采用鋰離子電池作為動(dòng)力源,但是由于鋰離子電池充放電速度慢(小時(shí)量級(jí))、功率密度小,制約了純電動(dòng)車在性能上與傳統(tǒng)燃油車相比擬。傳統(tǒng)的超級(jí)電容器在功率密度、充放電速率及充放電循環(huán)次數(shù)上優(yōu)于車用鋰離子電池,但其能量密度遠(yuǎn)低于鋰離子電池,目前為止,很難單獨(dú)成為車用動(dòng)力電池。
超級(jí)電容器主體部分由電極、電解液、隔膜等組成,電解質(zhì)有液態(tài)和固態(tài)兩類,使超級(jí)電容器分為液態(tài)超級(jí)電容器和固態(tài)超級(jí)電容器。
目前市場(chǎng)上成熟的超級(jí)電容器產(chǎn)品主要為碳類雙電層液態(tài)電解質(zhì)超級(jí)電容器。液態(tài)超級(jí)電容器由于液態(tài)電解質(zhì)良好的離子導(dǎo)電性為現(xiàn)有市場(chǎng)上超級(jí)電容器主選,但其同時(shí)存在以下不足之處:1、工作電壓低(水劑為1V左右);2、易泄露;3、腐蝕性強(qiáng);4、工藝精度難控制、5、個(gè)體間性能差異大且難于做成大規(guī)模組件。這些嚴(yán)重影響其性能、壽命和安全性。固態(tài)超級(jí)電容器由于其固態(tài)電解質(zhì)工作電壓高(>1V)、不需考慮腐蝕性和泄漏性等安全問(wèn)題,且壽命強(qiáng)、工藝精度易控、各體間性能一致性好,為將來(lái)做成大規(guī)模組件的動(dòng)力電池提供有力條件,為目前研究熱點(diǎn)之一。但目前固態(tài)離子電導(dǎo)率相比液態(tài)離子偏低,如Li4Ti5O12的電導(dǎo)率小于10-9Scm-1,使得固態(tài)材料的串聯(lián)等效電阻偏高,制約了固態(tài)超級(jí)電容器的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明目的:本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題做出改進(jìn),即本發(fā)明的第一個(gè)目的在于公開(kāi)了一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于公開(kāi)一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器的制備方法。
技術(shù)方案:一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器,包括全固態(tài)超級(jí)電容器芯和殼體,
所述殼體的頂側(cè)設(shè)有矩形盲孔,所述矩形盲孔的相對(duì)的兩內(nèi)側(cè)壁涂覆有導(dǎo)電銀漿,與所述矩形盲孔的相對(duì)的兩內(nèi)側(cè)壁相鄰的殼體的上表面也設(shè)有導(dǎo)電銀漿,
全固態(tài)超級(jí)電容器芯卡設(shè)于矩形盲孔內(nèi),全固態(tài)超級(jí)電容器芯兩側(cè)的鋁箔與矩形盲孔兩內(nèi)側(cè)壁的導(dǎo)電銀漿充分接觸,所述全固態(tài)超級(jí)電容器芯的上表面還設(shè)有封裝層,
殼體頂側(cè)兩側(cè)的導(dǎo)電銀漿各外接一電極引線。
進(jìn)一步地,所述殼體為陶瓷殼體或高分子殼體。
進(jìn)一步地,所述封裝層為環(huán)氧樹(shù)脂封裝層。
進(jìn)一步地,所述全固態(tài)超級(jí)電容器芯為片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯,所述片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯為一個(gè)片狀雙面電極或者由多個(gè)片狀雙面電極相互交錯(cuò)堆疊粘接而成,
所述片狀雙面電極包括第一剛性片、第一鋁箔、第一涂層、第二鋁箔和第二剛性片,
所述第一鋁箔的頂側(cè)粘設(shè)有第一剛性片,
所述第二剛性片的上表面粘設(shè)有第二鋁箔,所述第二鋁箔的頂側(cè)涂覆有第一涂層,所述第一涂層的位置與所述第二剛性片的位置相適應(yīng),
所述第二剛性片與所述第一剛性片通過(guò)膠帶粘接,所述第二鋁箔位于所述第二剛性片與所述第一剛性片之間,所述第二剛性片的位置與所述第一剛性片在垂直方向上是重合的。
更進(jìn)一步地,所述第一剛性片和所述第二剛性片為載玻片。
進(jìn)一步地,所述全固態(tài)超級(jí)電容器芯為片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯,所述片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯包括一個(gè)底電極、一個(gè)頂電極和多個(gè)中間電極,
所述底電極包括第三剛性片、第三鋁箔和第二涂層,所述第三鋁箔的底側(cè)粘設(shè)有第三剛性片,所述第三鋁箔的頂側(cè)的一側(cè)涂覆有第二涂層,所述第二涂層的位置與所述第三剛性片的位置相適應(yīng),
所述中間電極包括第四鋁箔和第三涂層,所述第四鋁箔的頂側(cè)的一側(cè)涂覆有第三涂層,
所述頂電極包括第四剛性片和第五鋁箔,所述第五鋁箔的頂側(cè)粘設(shè)有第四剛性片,
多個(gè)中間電極相互交錯(cuò)堆疊放置,最上層的中間電極與頂電極的第五鋁箔銜接,最底層的中間電極與底電極的第二涂層銜接,
所述第四剛性片、所述第三涂層、所述第二涂層、所述第三剛性片在水平面上的投影相同,
所述底電極與所述頂電極通過(guò)膠帶纏繞粘接。
更進(jìn)一步地,所述第三剛性片和所述第四剛性片為載玻片。
進(jìn)一步地,第一涂層、第二涂層和第三涂層的組分相同,
所述第一涂層包括電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB,
電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體是由任意摩爾比的BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體的混合而成,
所述PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的20%~30%。
更進(jìn)一步地,所述BaTiO3粉體的粒徑為30~50nm,所述β″-Al2O3粉體的粒徑為30~50nm。
一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器的制備方法,包括以下步驟:
(1)制備全固態(tài)超級(jí)電容器芯,
(2)將全固態(tài)超級(jí)電容器芯兩側(cè)的鋁箔向上折壓包裹側(cè)面,
(3)在殼體的矩形盲孔的兩內(nèi)側(cè)及與兩內(nèi)側(cè)相連的上表面上涂刷導(dǎo)電銀漿,
(4)在殼體上表面兩側(cè)的導(dǎo)電銀漿上各焊接一電極引線,
(5)將全固態(tài)超級(jí)電容器芯放入矩形盲孔中,使全固態(tài)超級(jí)電容器芯兩側(cè)的鋁箔與矩形盲孔兩內(nèi)側(cè)的導(dǎo)電銀漿充分接觸,
(6)向矩形盲孔加入環(huán)氧樹(shù)脂形成環(huán)氧樹(shù)脂封裝層,固化后即得到片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器。
進(jìn)一步地,若步驟(1)制備的是片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯,包括以下步驟:
(11)、將BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體按任意摩爾比混合后,研磨至少半小時(shí),過(guò)200目篩后得到電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體;
(12)、向步驟(11)得到的復(fù)合粉體中加入適量PVB,邊加入酒精邊研磨至少半小時(shí)形成均勻的第一涂層漿料,其中PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的20%~30%;
(13)、將步驟(12)得到的第一涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在第一鋁箔的一側(cè)形成第一涂層,涂覆漿料的鋁箔的表面設(shè)有留邊,第一涂層的面積與第一剛性片的面積相適應(yīng);
(14)、將步驟(13)涂覆了第一涂層的第一鋁箔、第二鋁箔放置于烘箱50~70℃烘干5~10分鐘;
(15)將第一鋁箔與第一剛性片粘接,將第二鋁箔與第二剛性片粘接,然后將第一剛性片與第二剛性片通過(guò)膠帶粘接形成片狀雙面電極,其中:第一鋁箔、第二鋁箔、第一涂層均布設(shè)于第一剛性片與第二剛性片之間,
(16)將多個(gè)片狀雙面電極交錯(cuò)堆疊,堆疊時(shí),按照多個(gè)片狀雙面電極兩側(cè)的留邊在兩側(cè)逐層交替出現(xiàn);
(17)用膠帶將多個(gè)片狀雙面電極粘接即得到片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯。
進(jìn)一步地,若步驟(1)制備的是片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯,包括以下步驟:
S11、將BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體按任意摩爾比混合后,研磨至少半小時(shí),過(guò)200目篩后得到電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體;
S12、向步驟S11得到的復(fù)合粉體中加入適量PVB,邊加入酒精邊研磨至少半小時(shí)形成均勻的涂層漿料,其中PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的20%~30%;
S13、將第四剛性片粘設(shè)于第五鋁箔的頂部的一側(cè)形成頂電極;將步驟S12得到的涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在多個(gè)第四鋁箔的一側(cè)形成帶有第三涂層的多個(gè)中間電極,涂覆涂層漿料的第四鋁箔的表面設(shè)有留邊,第三涂層的面積與第四剛性片的面積相適應(yīng);將第三剛性片粘設(shè)于第三鋁箔的底側(cè),將步驟S12得到的涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在第三鋁箔的頂側(cè)形成帶有第二涂層的底電極,涂覆涂層漿料的第三鋁箔的表面設(shè)有留邊,第二涂層的面積與第四剛性片的面積相適應(yīng);
S14、將步驟S13得到的多個(gè)中間電極、底電極放置于烘箱50~70℃烘干5~10分鐘;
S15、按照多個(gè)中間電極兩側(cè)的留邊逐層交替的方式將多個(gè)中間電極交錯(cuò)堆疊銜接,
S16、將頂電極的第五鋁箔與堆疊后的多個(gè)中間電極的頂部粘接,將底電極的第二涂層與堆疊后的多個(gè)中間電極的底部銜接,其中:
第四剛性片、第三涂層、第二涂層、第三剛性片在水平面上的投影相同;
S17、用膠帶將底電極和電極纏繞粘接,即得到片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯。
有益效果:本發(fā)明公開(kāi)的一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器及制備方法具有以下有益效果:
1、將傳統(tǒng)的電容器(電介質(zhì))及超級(jí)電容器(電解質(zhì))復(fù)合在一起,其電性能參數(shù)(比電容、比能量、比功率)比相應(yīng)單獨(dú)的同材料電容器(電介質(zhì))或超級(jí)電容器(電解質(zhì))提高數(shù)倍;
2、有機(jī)粘合劑PVC的加入,改善固態(tài)離子遷移率,改善超級(jí)電容器內(nèi)阻;
3、工作電壓達(dá)2.5V,遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)水劑液態(tài)超級(jí)電容器的最大1V;
4、片狀疊層型固態(tài)超級(jí)電容器有效的利用空間擴(kuò)大了面積,增加單體電容總量;
5.克服了液態(tài)超級(jí)電容器壽命短、易泄漏、易腐蝕等不安全因素,具有更高的可靠性和壽命。
附圖說(shuō)明
圖1a為片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖1b為片狀雙面電極的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2a為片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2b為底電極的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2c為中間電極的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2d為頂電極的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明公開(kāi)的一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為片狀樣品A、片狀樣品B、片狀樣品AB在室溫下的循環(huán)伏安特性的變化圖;
圖5為片狀樣品A、片狀樣品B、片狀樣品AB在室溫下的恒流充放電特性的變化圖;
圖6為片狀樣品A、片狀樣品B、片狀樣品AB的比電容C0、比能量E0、比功率P0性能對(duì)比圖;
圖7為片狀樣品AB和片狀疊層型樣品DAB在室溫下的循環(huán)伏安圖;
其中:
1-全固態(tài)超級(jí)電容器芯
11-第一剛性片 12-第一鋁箔
13-第一涂層 14-第二鋁箔
15-第二剛性片
21-第三剛性片 22-第三鋁箔
23-第二涂層 24-第四鋁箔
25-第三涂層 26-第四剛性片
27-第五鋁箔
8-殼體 9-導(dǎo)電銀漿
10-電極引線
具體實(shí)施方式:
下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例1
如圖3所示,一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器,包括全固態(tài)超級(jí)電容器芯1和殼體8,
殼體8的頂側(cè)設(shè)有矩形盲孔,矩形盲孔的相對(duì)的兩內(nèi)側(cè)壁涂覆有導(dǎo)電銀漿9,與矩形盲孔的相對(duì)的兩內(nèi)側(cè)壁相鄰的殼體8的上表面也設(shè)有導(dǎo)電銀漿9,
全固態(tài)超級(jí)電容器芯1卡設(shè)于矩形盲孔內(nèi),全固態(tài)超級(jí)電容器芯1兩側(cè)的鋁箔與矩形盲孔兩內(nèi)側(cè)壁的導(dǎo)電銀漿9充分接觸,全固態(tài)超級(jí)電容器芯1的上表面還設(shè)有封裝層,
殼體8頂側(cè)兩側(cè)的導(dǎo)電銀漿9各外接一電極引線10。
進(jìn)一步地,殼體8為陶瓷殼體。
進(jìn)一步地,封裝層為環(huán)氧樹(shù)脂封裝層。
進(jìn)一步地,如圖1a和1b所示,全固態(tài)超級(jí)電容器芯1為片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯,片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯為由多個(gè)片狀雙面電極相互交錯(cuò)堆疊粘接而成,
片狀雙面電極包括第一剛性片11、第一鋁箔12、第一涂層13、第二鋁箔14和第二剛性片15,
第一鋁箔12的頂側(cè)粘設(shè)有第一剛性片11,
第二剛性片15的上表面粘設(shè)有第二鋁箔14,第二鋁箔14的頂側(cè)涂覆有第一涂層13,第一涂層13的位置與第二剛性片15的位置相適應(yīng),
第二剛性片15與第一剛性片11通過(guò)膠帶粘接,第二鋁箔14位于第二剛性片15與第一剛性片11之間,第二剛性片15的位置與第一剛性片11在垂直方向上是重合的。
更進(jìn)一步地,第一剛性片11和第二剛性片15為載玻片。
進(jìn)一步地,第一涂層13包括電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB,
電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體是由等摩爾比的BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體的混合而成,
PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的20%。
更進(jìn)一步地,BaTiO3粉體的粒徑為30nm,β″-Al2O3粉體的粒徑為30nm。
一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器的制備方法,包括以下步驟:
(1)制備片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯,
(2)將全固態(tài)超級(jí)電容器芯兩側(cè)的鋁箔向上折壓包裹側(cè)面,
(3)在殼體的矩形盲孔的兩內(nèi)側(cè)及與兩內(nèi)側(cè)相連的上表面上涂刷導(dǎo)電銀漿,
(4)在殼體上表面兩側(cè)的導(dǎo)電銀漿上各焊接一電極引線,
(5)將全固態(tài)超級(jí)電容器芯放入矩形盲孔中,使全固態(tài)超級(jí)電容器芯兩側(cè)的鋁箔與矩形盲孔兩內(nèi)側(cè)的導(dǎo)電銀漿充分接觸,
(6)向矩形盲孔加入環(huán)氧樹(shù)脂形成環(huán)氧樹(shù)脂封裝層,固化后即得到片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器。
進(jìn)一步地,步驟(1)包括以下步驟:
(11)、將BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體按等摩爾比混合后,研磨至少半小時(shí),過(guò)200目篩后得到電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體;
(12)、向步驟(11)得到的復(fù)合粉體中加入適量PVB,邊加入酒精邊研磨至少半小時(shí)形成均勻的第一涂層漿料,其中PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的20%;
(13)、將步驟(12)得到的第一涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在第一鋁箔的一側(cè)形成第一涂層,涂覆漿料的鋁箔的表面設(shè)有留邊,第一涂層的面積與第一剛性片的面積相適應(yīng);
(14)、將步驟(13)涂覆了第一涂層的第一鋁箔、第二鋁箔放置于烘箱50℃烘干10分鐘;
(15)將第一鋁箔與第一剛性片粘接,將第二鋁箔與第二剛性片粘接,然后將第一剛性片與第二剛性片通過(guò)膠帶粘接形成片狀雙面電極,其中:第一鋁箔、第二鋁箔、第一涂層均布設(shè)于第一剛性片與第二剛性片之間,
(16)將多個(gè)片狀雙面電極交錯(cuò)堆疊,堆疊時(shí),按照多個(gè)片狀雙面電極兩側(cè)的留邊在兩側(cè)逐層交替出現(xiàn);
(17)用膠帶將多個(gè)片狀雙面電極粘接即得到片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯。
采用上述方法,分別制備片狀試樣A、片狀試樣B、片狀試樣AB,制備條件完全相同,區(qū)別僅僅是:
片狀試樣A的底電極和頂電極之間只含有β″-Al2O3,該β″-Al2O3粉體的質(zhì)量與試樣AB中BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體質(zhì)量相等;
片狀試樣B的底電極和頂電極之間只含有BaTiO3,該BaTiO3粉體的質(zhì)量與試樣AB中BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體質(zhì)量相等;
片狀試樣AB的底電極和頂電極之間含有等質(zhì)量的β″-Al2O3粉體和BaTiO3粉體;
在室溫下分別對(duì)片狀樣品A、B、AB進(jìn)行性能測(cè)試,以下測(cè)試結(jié)果分別以A、B、AB表示。
如圖4所示,循環(huán)伏安特性表明,由于復(fù)合機(jī)制作用,樣品AB矩形化程度、包容面積、窗口電壓均優(yōu)于同條件單獨(dú)機(jī)制的樣品A和樣品B;
如圖5所示,恒流充放電特性表明,由于復(fù)合機(jī)制作用,樣品AB儲(chǔ)存能量大于同條件單獨(dú)機(jī)制的樣品A和樣品B;
如圖6所示,由于復(fù)合機(jī)制作用,樣品AB的比電容C0、比能量E0、比功率P0均大于樣品A和樣品B的值;樣品AB C0:149.8mF/g、比能量E0:510mwh/Kg、比功率P0:936.3w/Kg。
如圖7所示,片狀樣品AB(n=1)和片狀單面電極疊層DAB(n=2)室溫下循環(huán)伏安特性表明片狀單面電極疊片DAB循環(huán)伏安特性所包容面積大幅提升,有效實(shí)現(xiàn)在保持單片型器件良好的窗口電壓、比電容、比功率、比能量的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)單體總性能參數(shù)電容、能量、功率的提升。
具體實(shí)施例2
與具體實(shí)施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:
殼體8為高分子殼體。
片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯為一個(gè)片狀雙面電極粘接而成。
進(jìn)一步地,第一涂層13包括電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB,
電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體是由摩爾比為2:1的BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體的混合而成,
PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的30%。
更進(jìn)一步地,BaTiO3粉體的粒徑為50nm,β″-Al2O3粉體的粒徑為50nm。
進(jìn)一步地,步驟(1)包括以下步驟:
(11)、將BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體按摩爾比2:1混合后,研磨至少半小時(shí),過(guò)200目篩后得到電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體;
(12)、向步驟(11)得到的復(fù)合粉體中加入適量PVB,邊加入酒精邊研磨至少半小時(shí)形成均勻的第一涂層漿料,其中PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的30%;
(13)、將步驟(12)得到的第一涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在第一鋁箔的一側(cè)形成第一涂層,涂覆漿料的鋁箔的表面設(shè)有留邊,第一涂層的面積與第一剛性片的面積相適應(yīng);
(14)、將步驟(13)涂覆了第一涂層的第一鋁箔、第二鋁箔放置于烘箱70℃烘干5分鐘;
(15)將第一鋁箔與第一剛性片粘接,將第二鋁箔與第二剛性片粘接,然后將第一剛性片與第二剛性片通過(guò)膠帶粘接形成片狀雙面電極,其中:第一鋁箔、第二鋁箔、第一涂層均布設(shè)于第一剛性片與第二剛性片之間,
(16)將多個(gè)片狀雙面電極交錯(cuò)堆疊,堆疊時(shí),按照多個(gè)片狀雙面電極兩側(cè)的留邊在兩側(cè)逐層交替出現(xiàn);
(17)用膠帶將多個(gè)片狀雙面電極粘接即得到片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯。
具體實(shí)施例3
與具體實(shí)施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:
第一涂層13包括電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB,
電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體是由摩爾比為1:2的BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體的混合而成,
PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的25%。
更進(jìn)一步地,BaTiO3粉體的粒徑為40nm,β″-Al2O3粉體的粒徑為40nm。
進(jìn)一步地,步驟(1)包括以下步驟:
(11)、將BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體按摩爾比1:2混合后,研磨至少半小時(shí),過(guò)200目篩后得到電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體;
(12)、向步驟(11)得到的復(fù)合粉體中加入適量PVB,邊加入酒精邊研磨至少半小時(shí)形成均勻的第一涂層漿料,其中PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的25%;
(13)、將步驟(12)得到的第一涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在第一鋁箔的一側(cè)形成第一涂層,涂覆漿料的鋁箔的表面設(shè)有留邊,第一涂層的面積與第一剛性片的面積相適應(yīng);
(14)、將步驟(13)涂覆了第一涂層的第一鋁箔、第二鋁箔放置于烘箱60℃烘干8分鐘;
(15)將第一鋁箔與第一剛性片粘接,將第二鋁箔與第二剛性片粘接,然后將第一剛性片與第二剛性片通過(guò)膠帶粘接形成片狀雙面電極,其中:第一鋁箔、第二鋁箔、第一涂層均布設(shè)于第一剛性片與第二剛性片之間,
(16)將多個(gè)片狀雙面電極交錯(cuò)堆疊,堆疊時(shí),按照多個(gè)片狀雙面電極兩側(cè)的留邊在兩側(cè)逐層交替出現(xiàn);
(17)用膠帶將多個(gè)片狀雙面電極粘接即得到片狀雙面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯。
具體實(shí)施例4
如圖3所示,一種片狀疊層全固態(tài)超級(jí)電容器,包括全固態(tài)超級(jí)電容器芯1和殼體8,
殼體8的頂側(cè)設(shè)有矩形盲孔,矩形盲孔的相對(duì)的兩內(nèi)側(cè)壁涂覆有導(dǎo)電銀漿9,與矩形盲孔的相對(duì)的兩內(nèi)側(cè)壁相鄰的殼體8的上表面也設(shè)有導(dǎo)電銀漿9,
全固態(tài)超級(jí)電容器芯1卡設(shè)于矩形盲孔內(nèi),全固態(tài)超級(jí)電容器芯1兩側(cè)的鋁箔與矩形盲孔兩內(nèi)側(cè)壁的導(dǎo)電銀漿9充分接觸,全固態(tài)超級(jí)電容器芯1的上表面還設(shè)有封裝層,
殼體8頂側(cè)兩側(cè)的導(dǎo)電銀漿9各外接一電極引線10。
進(jìn)一步地,殼體8為陶瓷殼體。
進(jìn)一步地,封裝層為環(huán)氧樹(shù)脂封裝層。
進(jìn)一步地,如圖2a~2d所示,全固態(tài)超級(jí)電容器芯1為片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯,片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯包括一個(gè)底電極、一個(gè)頂電極和多個(gè)中間電極,
底電極包括第三剛性片21、第三鋁箔22和第二涂層23,第三鋁箔22的底側(cè)粘設(shè)有第三剛性片21,第三鋁箔22的頂側(cè)的一側(cè)涂覆有第二涂層23,第二涂層23的位置與第三剛性片21的位置相適應(yīng),
中間電極包括第四鋁箔24和第三涂層25,第四鋁箔24的頂側(cè)的一側(cè)涂覆有第三涂層25,
頂電極包括第四剛性片26和第五鋁箔27,第五鋁箔27的頂側(cè)粘設(shè)有第四剛性片26,
多個(gè)中間電極相互交錯(cuò)堆疊放置,最上層的中間電極與頂電極的第五鋁箔27銜接,最底層的中間電極與底電極的第二涂層23銜接,
第四剛性片26、第三涂層25、第二涂層23、第三剛性片21在水平面上的投影相同,
底電極與頂電極通過(guò)膠帶纏繞粘接。
更進(jìn)一步地,第三剛性片21和第四剛性片26為載玻片。
進(jìn)一步地,第二涂層23和第三涂層25的組分相同,
第二涂層23包括電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB,
電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體是由摩爾比為4:1的BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體的混合而成,
PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的20%。
更進(jìn)一步地,BaTiO3粉體的粒徑為30nm,β″-Al2O3粉體的粒徑為30nm。
進(jìn)一步地,步驟(1)包括以下步驟:
S11、將BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體按摩爾比4:1混合后,研磨至少半小時(shí),過(guò)200目篩后得到電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體;
S12、向步驟S11得到的復(fù)合粉體中加入適量PVB,邊加入酒精邊研磨至少半小時(shí)形成均勻的涂層漿料,其中PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的20%;
S13、將第四剛性片粘設(shè)于第五鋁箔的頂部的一側(cè)形成頂電極;將步驟S12得到的涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在多個(gè)第四鋁箔的一側(cè)形成帶有第三涂層的多個(gè)中間電極,涂覆涂層漿料的第四鋁箔的表面設(shè)有留邊,第三涂層的面積與第四剛性片的面積相適應(yīng);將第三剛性片粘設(shè)于第三鋁箔的底側(cè),將步驟S12得到的涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在第三鋁箔的頂側(cè)形成帶有第二涂層的底電極,涂覆涂層漿料的第三鋁箔的表面設(shè)有留邊,第二涂層的面積與第四剛性片的面積相適應(yīng);
S14、將步驟S13得到的多個(gè)中間電極、底電極放置于烘箱50℃烘干10分鐘;
S15、按照多個(gè)中間電極兩側(cè)的留邊逐層交替的方式將多個(gè)中間電極交錯(cuò)堆疊銜接,
S16、將頂電極的第五鋁箔與堆疊后的多個(gè)中間電極的頂部粘接,將底電極的第二涂層與堆疊后的多個(gè)中間電極的底部銜接,其中:
第四剛性片、第三涂層、第二涂層、第三剛性片在水平面上的投影相同;
S17、用膠帶將底電極和電極纏繞粘接,即得到片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯。
具體實(shí)施例5
與具體實(shí)施例4大致相同,區(qū)別僅僅在于:
殼體8為高分子殼體。
進(jìn)一步地,第二涂層23和第三涂層25的組分相同,
第二涂層23包括電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB,
電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體是由摩爾比1:4的BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體的混合而成,
PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的30%。
更進(jìn)一步地,BaTiO3粉體的粒徑為50nm,β″-Al2O3粉體的粒徑為50nm。
進(jìn)一步地,步驟(1)包括以下步驟:
S11、將BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體按摩爾比4:1混合后,研磨至少半小時(shí),過(guò)200目篩后得到電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體;
S12、向步驟S11得到的復(fù)合粉體中加入適量PVB,邊加入酒精邊研磨至少半小時(shí)形成均勻的涂層漿料,其中PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的30%;
S13、將第四剛性片粘設(shè)于第五鋁箔的頂部的一側(cè)形成頂電極;將步驟S12得到的涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在多個(gè)第四鋁箔的一側(cè)形成帶有第三涂層的多個(gè)中間電極,涂覆涂層漿料的第四鋁箔的表面設(shè)有留邊,第三涂層的面積與第四剛性片的面積相適應(yīng);將第三剛性片粘設(shè)于第三鋁箔的底側(cè),將步驟S12得到的涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在第三鋁箔的頂側(cè)形成帶有第二涂層的底電極,涂覆涂層漿料的第三鋁箔的表面設(shè)有留邊,第二涂層的面積與第四剛性片的面積相適應(yīng);
S14、將步驟S13得到的多個(gè)中間電極、底電極放置于烘箱70℃烘干5分鐘;
S15、按照多個(gè)中間電極兩側(cè)的留邊逐層交替的方式將多個(gè)中間電極交錯(cuò)堆疊銜接,
S16、將頂電極的第五鋁箔與堆疊后的多個(gè)中間電極的頂部粘接,將底電極的第二涂層與堆疊后的多個(gè)中間電極的底部銜接,其中:
第四剛性片、第三涂層、第二涂層、第三剛性片在水平面上的投影相同;
S17、用膠帶將底電極和電極纏繞粘接,即得到片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯。
具體實(shí)施例6
與具體實(shí)施例4大致相同,區(qū)別僅僅在于:
進(jìn)一步地,第二涂層23和第三涂層25的組分相同,
第二涂層23包括電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB,
電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體是由摩爾比3:1的BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體的混合而成,
PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的25%。
更進(jìn)一步地,BaTiO3粉體的粒徑為35nm,β″-Al2O3粉體的粒徑為35nm。
進(jìn)一步地,步驟(1)包括以下步驟:
S11、將BaTiO3粉體和β″-Al2O3粉體按摩爾比3:1混合后,研磨至少半小時(shí),過(guò)200目篩后得到電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體;
S12、向步驟S11得到的復(fù)合粉體中加入適量PVB,邊加入酒精邊研磨至少半小時(shí)形成均勻的涂層漿料,其中PVB占電介質(zhì)/電解質(zhì)復(fù)合粉體和PVB質(zhì)量之和的25%;
S13、將第四剛性片粘設(shè)于第五鋁箔的頂部的一側(cè)形成頂電極;將步驟S12得到的涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在多個(gè)第四鋁箔的一側(cè)形成帶有第三涂層的多個(gè)中間電極,涂覆涂層漿料的第四鋁箔的表面設(shè)有留邊,第三涂層的面積與第四剛性片的面積相適應(yīng);將第三剛性片粘設(shè)于第三鋁箔的底側(cè),將步驟S12得到的涂層漿料通過(guò)涂布機(jī)均勻涂覆在第三鋁箔的頂側(cè)形成帶有第二涂層的底電極,涂覆涂層漿料的第三鋁箔的表面設(shè)有留邊,第二涂層的面積與第四剛性片的面積相適應(yīng);
S14、將步驟S13得到的多個(gè)中間電極、底電極放置于烘箱65℃烘干8分鐘;
S15、按照多個(gè)中間電極兩側(cè)的留邊逐層交替的方式將多個(gè)中間電極交錯(cuò)堆疊銜接,
S16、將頂電極的第五鋁箔與堆疊后的多個(gè)中間電極的頂部粘接,將底電極的第二涂層與堆疊后的多個(gè)中間電極的底部銜接,其中:
第四剛性片、第三涂層、第二涂層、第三剛性片在水平面上的投影相同;
S17、用膠帶將底電極和電極纏繞粘接,即得到片狀單面電極疊層全固態(tài)超級(jí)電容器芯。
上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做了詳細(xì)說(shuō)明。但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式,在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi),還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。