超級電容器漿料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超級電容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超級電容器漿料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超級電容器是近年來出現(xiàn)的一種介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的新型儲能裝置，它在保留傳統(tǒng)電容器功率密度大的特點(diǎn)的同時(shí)，具有可達(dá)法拉級甚至上萬法拉的靜電容量，因此其具有能量密度較高的特點(diǎn)。同時(shí)還具有可快速充放電、能量轉(zhuǎn)換效率高、溫度特性好(-40°C~70°C)、循環(huán)使用壽命長和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因而其技術(shù)已受到世界各國的普遍重視，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、數(shù)碼、汽車、醫(yī)療、衛(wèi)生、電力電子、通訊、能源、軍用等領(lǐng)域。
[0003]在超級電容器制造過程中，超級電容器漿料的制備是第一道工序也是決定超級電容器性能的至關(guān)重要的一道工序，對于漿料的制備工藝，目前大多數(shù)公司仍采用傳統(tǒng)的制備工藝，將多種固體粉末和溶液進(jìn)行攪拌混合。然而，目前的漿料制備工藝存在著以下問題:
1、各種物料的顆粒較小，物料容易團(tuán)聚，分散均勻十分困難；
2、制備周期長，電量消耗大；
3、要求的設(shè)備體積和功率較大，操作不方便，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重；
4、需要大量的人工，勞動(dòng)強(qiáng)度高；
5、制備的漿料穩(wěn)定性不好，容易分層。
[0004]由于制備的漿料存在上述缺陷，從而使采用該漿料制備的超級電容器產(chǎn)品存在極片上大顆粒刺透隔膜而短路報(bào)廢，降低了產(chǎn)品合格率;活性物質(zhì)分布不均勻，導(dǎo)致每個(gè)超級電容器容量高低不同，對超級電容器的均一性造成極大的影響，從而影響了超級電容器的使用推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的超級電容器制造過程中漿料的均勻性不好、物料團(tuán)聚、制備周期長、能量消耗大等缺點(diǎn)，提供一種可以將超級電容器中的各種物質(zhì)均勻的混合在一起，具有均勻性好，穩(wěn)定性高，不易分層，無氣泡的漿料制備方法。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
超級電容器漿料的制備方法，該漿料的成分包括活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，制備工藝包括如下步驟:
1)物料初混，將活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑放入攪拌機(jī)中攪拌均勻形成不流動(dòng)的粘稠物料I，粘稠物料I的固含量在25%?50%之間；
2)擠壓混合，將粘稠物料I放入螺桿擠出機(jī)中擠壓混合分散，形成分散均勻的擠壓混合物料Π ;
3)超聲攪拌，在擠壓混合物料Π中加入適量溶劑放入超級波攪拌機(jī)中，超聲攪拌形成一定粘度的超級電容器漿料，超聲波攪拌機(jī)攪拌后漿料固含量在10%?25%之間，粘度范圍為1500-35000cp；
4)真空除泡，將超聲攪拌好的的超級電容器漿料過篩轉(zhuǎn)入帶旋轉(zhuǎn)盤的周轉(zhuǎn)罐體中，進(jìn)行抽真空除氣泡處理。
[0007]作為有優(yōu)選，采用螺桿擠出機(jī)擠壓混合物料I至少一次擠壓混合。
[0008]作為優(yōu)選，螺桿擠出機(jī)可以是單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或者多螺桿擠出機(jī)。
[0009]作為優(yōu)選，超聲波攪拌機(jī)設(shè)有恒溫系統(tǒng)，可以使?jié){料溫度維持在10°C~50°C范圍內(nèi)。
[0010]作為優(yōu)選:超聲波攪拌機(jī)機(jī)罐體內(nèi)的壓力設(shè)置在0.2Mpa?0.6Mpa之間。。
[0011 ]作為進(jìn)一步的優(yōu)選:超聲波攪拌機(jī)的頻率設(shè)置在1MHz?50MHz之間。
本發(fā)明提供了一種超級電容器漿料的制備方法，簡單方便，易于操作，不但能夠大大縮短漿料制備的時(shí)間，而且漿料分散效果良好，漿料的均一性和穩(wěn)定性都有大大提升，使用該種漿料制備的超級電容器成品的各項(xiàng)性能指標(biāo)都有大幅提升。另外，在超級電容器漿料的制備過程中，能源消耗低，生產(chǎn)效率高，并且生產(chǎn)成本低，能夠大規(guī)模的生產(chǎn)。
[0012]具體實(shí)施方法
超級電容器漿料的制備方法，該漿料的成分包括活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，制備工藝包括如下步驟:
1)物料初混，將活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑放入攪拌機(jī)中攪拌均勻形成不流動(dòng)的粘稠物料I，粘稠物料I的固含量在25%?50%之間；
2)擠壓混合，將粘稠物料I放入螺桿擠出機(jī)中擠壓混合分散，形成分散均勻的擠壓混合物料Π ;
3)超聲攪拌，在擠壓混合物料Π中加入適量溶劑放入超級波攪拌機(jī)中，超聲攪拌形成一定粘度的超級電容器漿料，超聲波攪拌機(jī)攪拌后漿料固含量在10%?25%之間，粘度范圍為1500-35000cp；
4)真空除泡，將超聲攪拌好的的超級電容器漿料過篩轉(zhuǎn)入帶旋轉(zhuǎn)盤的周轉(zhuǎn)罐體中，進(jìn)行抽真空除氣泡處理。
[0013]采用螺桿擠出機(jī)擠壓混合物料I至少一次擠壓混合。螺桿擠出機(jī)可以是單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或者多螺桿擠出機(jī)。超聲波攪拌機(jī)設(shè)有恒溫系統(tǒng)，可以使?jié){料溫度維持在10°C~50°C范圍內(nèi)。超聲波攪拌機(jī)機(jī)罐體內(nèi)的壓力設(shè)置在0.2Mpa?0.6Mpa之間。超聲波攪拌機(jī)的頻率設(shè)置在1MHz?50MHz之間。
下面按照上述方案，結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步來說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容和技術(shù)特點(diǎn)，但本發(fā)明絕非僅限于下述實(shí)例。
[0014]實(shí)施例1
按照活性炭90%、導(dǎo)電炭黑5%、PVDF粘結(jié)劑5%的配比，將活性炭900g、導(dǎo)電炭黑50g、PVDF粘結(jié)劑50g加入到1500g溶劑N-甲基吡咯烷酮中，將上述物質(zhì)放入到雙行星式攪拌機(jī)中攪拌0.5h制備成固含量40%的粘稠物料I，將粘稠物料I通過單螺桿擠出機(jī)擠壓混合兩次后，放入超聲波攪拌罐中并加入2000gN-甲基吡咯烷酮，設(shè)置超聲波攪拌機(jī)參數(shù)為壓力到0.4Mpa，超聲頻率為50MHz攪拌2h后形成固含量為22.2%的均勻漿料，轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)罐中抽真空除氣泡，記得到混合均勻，穩(wěn)定的無氣泡的超級電容器漿料。
[0015]實(shí)施例2
按照活性炭90%、導(dǎo)電炭黑6%、PVDF粘結(jié)劑4%的配比，將活性炭900g、導(dǎo)電炭黑50g、PVDF粘結(jié)劑40g加入到2000g溶劑N-甲基吡咯烷酮中，將上述物質(zhì)放入到雙行星式攪拌機(jī)中攪拌Ih制備成固含量33.3%的粘稠物料I，將粘稠物料I通過雙螺桿擠出機(jī)擠壓混合三次后，放入超聲波攪拌罐中并加入2000gN-甲基吡咯烷酮，設(shè)置超聲波攪拌機(jī)參數(shù)為壓力到0.6Mpa，超聲頻率為40MHz攪拌3h后形成固含量為20%的均勻漿料，轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)罐中抽真空除氣泡，記得到混合均勻，穩(wěn)定的無氣泡的超級電容器漿料。
[0016]實(shí)施例3
按照活性炭93%、導(dǎo)電炭黑3%、PVDF粘結(jié)劑4%的配比，將活性炭930g、導(dǎo)電炭黑30g、PVDF粘結(jié)劑40g加入到2500g溶劑N-甲基吡咯烷酮中，將上述物質(zhì)放入到雙行星式攪拌機(jī)中攪拌
0.5h制備成固含量28.6%的粘稠物料I，將粘稠物料I通過單螺桿擠出機(jī)擠壓混合四次后，放入超聲波攪拌罐中并加入2000gN-甲基吡咯烷酮，設(shè)置超聲波攪拌機(jī)參數(shù)為壓力到0.3Mpa，超聲頻率為45MHz攪拌4h后形成固含量為18.2%的均勻漿料，轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)罐中抽真空除氣泡，記得到混合均勻，穩(wěn)定的無氣泡的超級電容器漿料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超級電容器漿料的制備方法，其特征在于，該漿料的成分包括活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，制備工藝包括如下步驟: 物料初混，將活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑放入攪拌機(jī)中攪拌均勻形成不流動(dòng)的粘稠物料I，粘稠物料I的固含量在25%?50%之間； 擠壓混合，將粘稠物料I放入螺桿擠出機(jī)中擠壓混合分散，形成分散均勻的擠壓混合物料Π ; 超聲攪拌，在擠壓混合物料Π中加入適量溶劑放入超級波攪拌機(jī)中，超聲攪拌形成一定粘度的超級電容器漿料，超聲波攪拌機(jī)攪拌后漿料固含量在10%?25%之間，粘度范圍為1500-35000cp； 真空除泡，將超聲攪拌好的的超級電容器漿料過篩轉(zhuǎn)入帶旋轉(zhuǎn)盤的周轉(zhuǎn)罐體中，進(jìn)行抽真空除氣泡處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級電容器漿料制備方法，其特征在于，采用螺桿擠出機(jī)擠壓混合物料I至少一次擠壓混合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級電容器漿料制備方法，其特征在于，所述螺桿擠出機(jī)可以是單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或者多螺桿擠出機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級電容器漿料制備方法，其特征在于，超聲波攪拌機(jī)設(shè)有恒溫系統(tǒng)，可以使?jié){料溫度維持在10°C~50°C范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超級電容器漿料制備方法，其特征在于:超聲波攪拌機(jī)機(jī)罐體內(nèi)的壓力設(shè)置在0.2Mpa?0.6Mpa之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超級電容器漿料制備方法，其特征在于:超聲波攪拌機(jī)的頻率設(shè)置在I OMHz?50MHz之間。
【專利摘要】本發(fā)明屬于超級電容器漿料的制備方法。通過如下方案實(shí)現(xiàn)：成分包括活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，制備工藝包括如下步驟：將活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑放入攪拌機(jī)中攪拌均勻形成不流動(dòng)的粘稠物料Ⅰ,粘稠物料Ⅰ固含量在25%~50%之間；將粘稠物料Ⅰ放入螺桿擠出機(jī)中擠壓混合分散，形成均勻的擠壓混合物料Ⅱ；在擠壓混合物料Ⅱ中加入適量溶劑放入超級波攪拌機(jī)中，超聲攪拌形成一定粘度的超級電容器漿料，超聲波攪拌機(jī)攪拌后漿料固含量在10%~25%之間，粘度范圍為1500-35000cp；將超聲攪拌好的超級電容器漿料過篩轉(zhuǎn)入帶旋轉(zhuǎn)盤的周轉(zhuǎn)罐體中進(jìn)行抽真空除氣泡處理。
【IPC分類】H01G11/34, H01G11/30, H01G11/28, H01G11/32
【公開號】CN105551821
【申請?zhí)枴緾N201510940403
【發(fā)明人】關(guān)成善, 宗繼月, 王勇, 張敬捧, 葛衫
【申請人】山東精工電子科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月16日