浸潤液的的組成為醋酸鈉3g/L、乙 二胺四甲叉膦酸鈉3g/L、異辛醇聚氧乙烯醚2g/L、三氧化氙0. 5g/L與硼酸2g/L，浸潤液的 PH4。磁感應(yīng)強度為0. 4T，氮氣的噴射速度為25m/s。
[0022] 實施例2 一種超級電容器電極制備工藝，所述制備工藝包括如下步驟： a) 按下述質(zhì)量百分比稱取原材料：導(dǎo)電劑8%、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末8%、活性物質(zhì) 高比表面積活性炭84% ;導(dǎo)電劑為2份導(dǎo)電炭黑、1份石墨烯、1份碳納米管組成的三維混 合導(dǎo)電劑； b) 稱重完成后，將粉態(tài)活性炭、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末、導(dǎo)電劑三者按照進行干態(tài)粉體 均勻混合，混合3h后將所得固態(tài)混合物在超強剪切機作用下加熱，溫度為KKTC，進行剪切 形變混合，緊接著將上述固態(tài)混合物分別進行垂直、水平碾壓后得到干態(tài)炭膜；干態(tài)炭膜厚 度為120微米； c) 通過預(yù)先向鋁箱表面噴涂一層厚度在3-5 μ m的導(dǎo)電膠后，形成導(dǎo)電涂層，將步驟b) 中所得的干態(tài)炭膜分別均勻粘貼在導(dǎo)電涂層上，在120Γ之間的恒溫烘箱中進行加熱固化， 即可得到最終干法電極。
[0023] 步驟c)鋁箱在噴涂導(dǎo)電膠之前，浸入浸潤液中浸泡25min，浸泡的同時施加磁場， 然后用乙醇與去離子水清洗吹干后用氮氣同時噴射鋁箱的兩面，噴射氣流與鋁箱之間的角 度為40°，噴射時間4min，噴射完后將鋁箱置于78°C的液態(tài)磷脂酰乙醇胺中浸泡2-3h，然 后在78°C的熱乙醇中涮洗，最后在90°C下真空烘干。浸潤液的的組成為醋酸鈉4g/L、乙 二胺四甲叉膦酸鈉4g/L、異辛醇聚氧乙烯醚2. 5g/L、三氧化氙lg/L與硼酸3g/L，浸潤液的 PH4. 8。磁感應(yīng)強度為0. 5T，氮氣的噴射速度為30m/s。
[0024] 實施例3 一種超級電容器電極制備工藝，所述制備工藝包括如下步驟： a) 按下述質(zhì)量百分比稱取原材料：導(dǎo)電劑10%、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末10%、活性物 質(zhì)高比表面積活性炭80% ;導(dǎo)電劑為5份導(dǎo)電炭黑與2份石墨烯組成的混合物； b) 稱重完成后，將粉態(tài)活性炭、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末、導(dǎo)電劑三者按照進行干態(tài)粉體 均勻混合，混合5h后將所得固態(tài)混合物在超強剪切機作用下加熱，溫度為120°C，進行剪切 形變混合，緊接著將上述固態(tài)混合物分別進行垂直、水平碾壓后得到干態(tài)炭膜；干態(tài)炭膜厚 度為140微米； c) 通過預(yù)先向鋁箱表面噴涂一層厚度在3-5 μ m的導(dǎo)電膠后，形成導(dǎo)電涂層，將步驟b) 中所得的干態(tài)炭膜分別均勻粘貼在導(dǎo)電涂層上，在130Γ之間的恒溫烘箱中進行加熱固化， 即可得到最終干法電極。
[0025] 步驟c)鋁箱在噴涂導(dǎo)電膠之前，浸入浸潤液中浸泡35min，浸泡的同時施加磁場， 然后用乙醇與去離子水清洗吹干后用氮氣同時噴射鋁箱的兩面，噴射氣流與鋁箱之間的角 度為55°，噴射時間5min，噴射完后將鋁箱置于80°C的液態(tài)磷脂酰乙醇胺中浸泡3h，然后 在80°C的熱乙醇中涮洗，最后在105°C下真空烘干。浸潤液的的組成為醋酸鈉5g/L、乙二 胺四甲叉膦酸鈉6g/L、異辛醇聚氧乙烯醚3g/L、三氧化氙I. 5g/L與硼酸5g/L，浸潤液的 pH5. 2。磁感應(yīng)強度為0. 6T，氮氣的噴射速度為35m/s。
[0026] 實施例4 一種超級電容器電極制備工藝，所述制備工藝包括如下步驟： a)按下述質(zhì)量百分比稱取原材料：導(dǎo)電劑9%、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末9%、活性物質(zhì) 高比表面積活性炭82% ;導(dǎo)電劑為3份導(dǎo)電炭黑與1份石墨烯組成的混合物； b) 稱重完成后，將粉態(tài)活性炭、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末、導(dǎo)電劑三者按照進行干態(tài)粉體 均勻混合，混合2h后將所得固態(tài)混合物在超強剪切機作用下加熱，溫度為80°C，進行剪切 形變混合，緊接著將上述固態(tài)混合物分別進行垂直、水平碾壓后得到干態(tài)炭膜；干態(tài)炭膜厚 度為100微米； c) 通過預(yù)先向鋁箱表面噴涂一層厚度在3-5 μ m的導(dǎo)電膠后，形成導(dǎo)電涂層，將步驟b) 中所得的干態(tài)炭膜分別均勻粘貼在導(dǎo)電涂層上，在l〇〇°C之間的恒溫烘箱中進行加熱固化， 即可得到最終干法電極。
[0027] 步驟c)鋁箱在噴涂導(dǎo)電膠之前，浸入浸潤液中浸泡33min，浸泡的同時施加磁場， 然后用乙醇與去離子水清洗吹干后用氮氣同時噴射鋁箱的兩面，噴射氣流與鋁箱之間的角 度為43°，噴射時間4. 5min，噴射完后將鋁箱置于76°C的液態(tài)磷脂酰乙醇胺中浸泡2h，然 后在76°C的熱乙醇中涮洗，最后在98°C下真空烘干。浸潤液的的組成為醋酸鈉4. lg/L、乙 二胺四甲叉膦酸鈉3. 2g/L、異辛醇聚氧乙烯醚2. 7g/L、三氧化氙I. 2g/L與硼酸3. 4g/L，浸 潤液的PH4. 6。磁感應(yīng)強度為0. 48T，氮氣的噴射速度為27m/s。
[0028] 將實施例1-4制得的電極進行碾壓、沖切成具有預(yù)定形狀和尺寸的電極片，按照 "Z"型疊片的方式做成電芯，注入四氟硼酸螺環(huán)季銨鹽（SBP)電解液后做成容量為1000F的 方形超級電容器，并對其進行漏電流、容量、內(nèi)阻以及1000 h高溫65°C穩(wěn)壓2. 85V加速循環(huán) 壽命測試。
[0029] 通過測試所得上述實施例制備所得電極片的樣品極片密度與電化學(xué)性能參數(shù)如 表1所示。
通過采用高速氣流混合技術(shù)實現(xiàn)了固態(tài)粉末顆粒之間的均勻混合，同時借助于PTFE 在高速剪切條件下的形變結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑三者之間的混合，并形成了 密度高、表面均勻的高性能超級電容器用電極片；電極制備過程過程無需加入水分，避免了 水分含量的引入，使得單體電壓由2. 7V提高至了 3. OV ;電極密度顯著提高，制得的炭基極 片密度提升了 20%，達到了 0.65g/cm3以上，最終實現(xiàn)在同樣超級電容器單體體積條件下， 容量提升26%以上。
【主權(quán)項】
1. 一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，所述制備工藝包括如下步驟： a) 按下述質(zhì)量百分比稱取原材料：導(dǎo)電劑5-10%、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末5-10%、活性 物質(zhì)高比表面積活性炭80-90% ; b) 稱重完成后，將粉態(tài)活性炭、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末、導(dǎo)電劑三者按照進行干態(tài)粉體 均勻混合，混合2-5h后將所得固態(tài)混合物在超強剪切機作用下加熱，溫度為80-120°C，進 行剪切形變混合，緊接著將上述固態(tài)混合物分別進行垂直、水平碾壓后得到干態(tài)炭膜； c) 通過預(yù)先向鋁箱表面噴涂一層厚度在3-5ym的導(dǎo)電膠后，形成導(dǎo)電涂層，將步驟b) 中所得的干態(tài)炭膜分別均勻粘貼在導(dǎo)電涂層上，在100-150°C之間的恒溫烘箱中進行加熱 固化，即可得到最終干法電極。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，所述導(dǎo)電劑為 導(dǎo)電炭黑、碳納米管、導(dǎo)電炭中至少兩種的混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，導(dǎo)電劑為 3-5份導(dǎo)電炭黑與1-3份石墨烯組成的混合物，或由2-4份導(dǎo)電炭黑、1-3份石墨烯、1-3份 碳納米管組成的三維混合導(dǎo)電劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，所述高比表面 積活性炭優(yōu)選為比表面積在1500_2100m2/g，平均粒徑分布在5-12ym，表面官能團含量小 于等于0. 5meq/g，平均孔徑在I. 0-2. 5nm之間的高性能活性炭。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，步驟a)、步驟b) 與步驟c)在恒溫，溫度22-28°C，恒濕，濕度控制在20-40%條件下進行。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，干態(tài)炭膜厚度 為100-140微米。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，步驟c)鋁箱在 噴涂導(dǎo)電膠之前，浸入浸潤液中浸泡20-35min，浸泡的同時施加磁場，然后用乙醇與去離子 水清洗吹干后用氮氣同時噴射鋁箱的兩面，噴射氣流與鋁箱之間的角度為35-55°，噴射時 間3-5min，噴射完后將鋁箱置于75-80°C的液態(tài)磷脂酰乙醇胺中浸泡2-3h，然后在75-80°C 的熱乙醇中涮洗，最后在85-105°C下真空烘干。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，浸潤液的的組 成為醋酸鈉3-5g/L、乙二胺四甲叉膦酸鈉3-6 g/L、異辛醇聚氧乙烯醚2-3 g/L、三氧化氙 0. 5-1. 5 g/L 與硼酸 2-5g/L，浸潤液的 pH4-5. 2。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超級電容器電極制備工藝，其特征在于，磁感應(yīng)強度為 0. 4-0. 6T，氮氣的噴射速度為25-35m/s。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超級電容器電極制備工藝，所述制備工藝包括如下步驟：稱取原材料：導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末、活性物質(zhì)高比表面積活性炭，將粉態(tài)活性炭、粘結(jié)劑聚四氟乙烯粉末、導(dǎo)電劑三者按照進行干態(tài)粉體均勻混合，在超強剪切機作用下加熱，進行剪切形變混合，得到干態(tài)炭膜；通過預(yù)先向鋁箔表面噴涂導(dǎo)電膠后，形成導(dǎo)電涂層，將干態(tài)炭膜分別均勻粘貼在導(dǎo)電涂層上，加熱固化，即可得到最終干法電極。本發(fā)明通過采用高速氣流混合技術(shù)實現(xiàn)了固態(tài)粉末顆粒之間的均勻混合，同時借助于PTFE在高速剪切條件下的形變結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑三者之間的混合，并形成了密度高、表面均勻的高性能超級電容器用電極片。
【IPC分類】H01G11/86
【公開號】CN105225847
【申請?zhí)枴緾N201510501689
【發(fā)明人】阮殿波, 楊斌, 傅冠生
【申請人】寧波南車新能源科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月14日