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一种超级电容器极片的制作方法

2024年06月06日国知局浏览量:0

一种超级电容器极片的制作方法

【技术领域】

[0001]本发明涉及电容器技术领域,特别涉及一种超级电容器极片的制作方法。

【背景技术】

[0002]超级电容器,又称电化学电容器、黄金电容等,是一种介于传统静电电容器和二次电池之间的新型储能装置,兼具二次电池和传统电容器的优点。它具有功率密度高、能量密度大、寿命长(数十万次以上)、工作温度范围宽(_40°C?65°C )、充放电效率高、无污染等特点,在新能源(太阳能和风能)、通讯、数码电子、电力、汽车、工程机械、军事及航空航天等领域都有十分广泛的应用。

[0003]极片是超级电容器的核心组成部分,由活性物质层与集流体组成,其性能好坏对超级电容器的容量、内阻等具有关键性的影响。目前,国内超级电容器企业普遍未能有效掌握高性能极片制造的技术,普遍存在浆料分散困难,易团聚,导致极片出现大量干料刮料,且一般采用单面间歇式涂布法,使得极片容易出现张力不均,厚度不一致。而在极片辊压工序中,目前生产普遍采用的冷辊压技术,使极片延展性差,导致浆料附着性变差,辊压极片厚度不一致,性能质量难以满足应用要求。因此,超级电容器产业发展面临严重技术瓶颈。

[0004]综上所述,如何提供一种效率更高、质量更好的超级电容器极片的制作方法,成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

【发明内容】

[0005]本发明要解决的技术问题是:提供一种效率更高、质量更好的超级电容器极片的制作方法。

[0006]本发明的解决方案是这样实现的:本发明提出一种超级电容器极片的制作方法,包括如下步骤:

[0007]S1:对用于制作超级电容器极片的浆料,包括去离子水、活性炭、导电剂及粘结剂按预定比例进行预搅拌,并进入S2 ;

[0008]S2:对浆料进行高速分散,形成可涂覆的浆料,并进入S3 ;

[0009]S3:把浆料涂覆于集流体上,形成超级电容器极片;

[0010]S4:在预定温度下对超级电容器极片进行辊压。

[0011]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,还包括如下步骤:

[0012]S5:对超级电容器极片进行分切。

[0013]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,步骤S1中,在真空环境中对浆料进行搅拌。

[0014]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,步骤S3中,将浆料均匀涂覆于集流体上,且一次性涂出双面极片。

[0015]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,步骤S1中,浆料的成份,去离子水:活性炭:导电剂:粘结剂的比例为30:8.5:1:0.5。

[0016]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,步骤S3中,通过至少一道干燥工序对超级电容器极片进行干燥,干燥温度介于70?100°C。

[0017]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,干燥工序包括快干工序和慢干工序。

[0018]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,步骤S4中,通过升温热辊压方式对超级电容器极片进行辊压。

[0019]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,通过辊压机对超级电容器极片进行辊压时,需先把辊压机的大辊升高至预定温度,并进行恒温热辊压。

[0020]本发明的另一技术方案在于在上述基础之上,所述预定温度介于80?85°C。

【附图说明】

[0021]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

[0022]图1为本发明一种超级电容器极片的制作方法的流程框图。

【具体实施方式】

[0023]下面结合附图对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外,本领域技术人员根据本文件的描述,可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

[0024]本发明实施例如下,请参见图1,超级电容器极片的制作方法,具体地,至少包括如下步骤,步骤S1,对用于制作超级电容器极片的浆料,包括去离子水、活性炭、导电剂及粘结剂,按预定比例混合,进行预搅拌,使其充分混合,待搅拌完成后,进入下一步骤,即步骤S2。

[0025]步骤S2中,对经步骤S1预搅拌的浆料进行高速分散,进一步形成可涂覆的浆料。需要说明的是,在一种实施例中,对浆料进行高速分散时,可采用筒型旋转高速分散装置对预搅拌好的浆料进行调整分散,其内置筒型旋转搅拌轮开有很多小孔,以便更有利于浆料分散;高速分散时,装置内可以连续式生产,进料口进料分散,同时出料口可将分散后的浆料流出,可以成功缩短浆料配制时间,同时大大提高浆料稳定性,避免了浆料由于等待生产而沉降的问题。操作过程中,可以打开筒型旋转高速分散装置的进料口,设置分散速度,对经步骤S1中预搅拌后的浆料进行分散,同时打开出料口,将高速分散过的浆料通过螺杆栗输送至涂布区域中的中转桶,其中输送过程中经过过滤装置,粒径过大的颗粒无法进入涂布上料区,便可被筛出。此过程完成后,进入步骤S3。

[0026]步骤S3中,可把浆料涂覆于集流体上,以形成超级电容器极片,此过程简称涂布,在一种实施例中,具体可采用零气泡双面同时挤出式悬浮涂布设备在线式涂布,走带过程中经过多道烘箱,经过快干、慢干两个干燥区域,有效快速地降低极片中水分含量,减少了浆料从集流体上脱落的发生,提高了极片的一致性、均一性和稳定性。具体操作时,开启涂布机上料装置,把经步骤S2高速分散后的浆料经过中转桶开始自动上料,进行挤压悬浮式同时双面在线式涂布,并控制厚度,最终将浆料均匀涂覆于集流体上,直到最终形成超级电容器极片。此过程完成后,进入步骤S4。

[0027]步骤S4中,在预定温度下对超级电容器极片进行辊压。具体地,在一种实施例中,可通过超级电容器极片乳机,并采用热辊压工艺,使极片具有更好的延展性,避免极片出现厚度不均,辊压一致性差的问题,同时也使极片具有更好的粘结性。上述超级电容器极片的制作方法,与传统间歇式分散工艺相比,生产效率更高,并且,经过上述制作方法生产出来的超级电容器极片质量更好,解决了超级电容器极片浆料分散时间长、难以分散及易团聚的问题,超级电容器极片的稳定性及使用寿命更长。

[0028]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,还包括如下步骤,即步骤S5中,对超级电容器极片进行分切。经过上述四个步骤制成的超级电容器极片,便可转入分切工序,根据超级电容器极片的使用场合,确定其宽度,并根据需要不断调整分切机刀片位置,开启分切机自动分切模式,开始分切,直至分切完成。具体操作时,可用全自动极片

分切机对极片进行分切,不仅分切效率高,而且分切效果更好。

[0029]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,步骤S1中,对超级电容器极片的浆料,即去离子水、活性炭、导电剂及粘结剂进行搅拌时,优选在真空环境中对浆料进行搅拌。具体地,可采用行星式真空搅拌机进行浆料预搅拌。此步骤中,通过在真空环境下对浆料进行搅拌,可有效防止浆料在搅拌过程中产生气泡,从而影响浆料的质量。

[0030]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,步骤S3中,将浆料均匀涂覆于集流体上,且一次性涂出双面极片。

[0031]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,操作时,可通过涂布机上料装置,将经步骤S2高速分散后的浆料经过中转桶开始自动上料,进行挤压悬浮式同时双面在线式涂布,控制厚度,将浆料均匀涂覆于集流体上。具体地,开启涂布机走带及上料模式,高速分散过的浆料通过螺杆栗,经过过滤筛输送至涂布区域中的中转桶,再通过螺杆栗开始自动上料在线不间断涂布。涂布过程中注意有无干料刮料等问题,出现时及时清除;在收卷处注意收卷有无起鼓等问题,及时监控和调节出料量,使涂布厚度均匀一致,直至收卷完成。该工序的优点是采用零气泡双面同时挤出式悬浮在线式涂布,一次性涂出双面极片,可有效缩短涂布时间,提高涂布效率。

[0032]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,步骤S1中,对于浆料的成份比例,具体为去离子水:活性炭:导电剂:粘结剂的比例为30:8.5:1:0.5。此比例混合后的浆料,制作成超级电容器极片后,其均一性以及稳定性等均为最优。

[0033]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,步骤S3中,超级电容器极片进行涂布后,至少还需通过一道干燥工序对超级电容器极片进行干燥,并且,干燥温度介于70?100°C。具体操作时,启动涂布机烘烤箱,并把烘烤箱的温度调至70?100°C之间的任一温度,并在预定时间内对超级电容器极片进行烘烤。经过烘烤后的超级电容器极片,可有效防止浆料从集流体上脱落,提高了极片的一致性、均一性和稳定性。

[0034]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,上述对超级电容器极片的烘烤干燥工序,具体包括快干和慢干两道工序。具体地,超级电容器极片在走带过程中,可多次经过烘烤箱,并经过烘烤箱的快干及慢干两个干燥区域,有效快速去除或降低超级电容器极片中水分含量,以减少浆料从集流体上脱落发生的可能性,进而提高超级电容器极片的质量。

[0035]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,步骤S4中,通过升温热辊压方式对步骤S3中收卷好的超级电容器极片进行辊压。更为具体地,在一种实施例中,辊压前,预先将极片辊压机的大辊温度升高至预定温度,再将极片按照滚轴方向走带连接首尾收放卷处,开启极片乳机自动辊压模式,调节辊压速度开始进行恒温热辊压,并辊压至预定厚度,直至辊压完成。采用恒温辊压方式进行辊压,相比常温冷辊压,能有效防止集流体变形起皱,具有良好的延展性,同时涂覆层能更好地粘结于集流体上,降低掉料风险。

[0036]在上述实施例的基础上,本发明另一实施例中,上述步骤中,当对超级电容器极片进行预定温度辊压时,预定温度介于80?85°C之间。在此温度下,把超级电容器极片辊压至预定厚度,之后才能转入分切工序。

[0037]如上所述的超级电容器极片的制作方法,与传统间歇式分散工艺相比,采用浆料预搅拌、高速分散、涂布机涂布、辊压机辊压以及分切机分切,生产效率得到有效提高,并且,经过上述制作方法生产出来的超级电容器极片质量更好,解决了超级电容器极片浆料分散时间长、难以分散及易团聚的问题,超级电容器极片的稳定性更好、使用寿命更长。

[0038]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

【主权项】

1.一种超级电容器极片的制作方法,其特征在于,包括如下步骤: 51:对用于制作超级电容器极片的浆料,包括去离子水、活性炭、导电剂及粘结剂按预定比例进行预搅拌,并进入S2; 52:对浆料进行高速分散,形成可涂覆的浆料,并进入S3 ; 53:把浆料涂覆于集流体上,形成超级电容器极片; 54:在预定温度下对超级电容器极片进行辊压。2.根据权利要求1所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,还包括如下步骤: 55:对超级电容器极片进行分切。3.根据权利要求1所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,步骤S1中,在真空环境中对浆料进行搅拌。4.根据权利要求1所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,步骤S3中,将浆料均匀涂覆于集流体上,且一次性涂出双面极片。5.根据权利要求1所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,步骤S1中,浆料的成份,去离子水:活性炭:导电剂:粘结剂的比例为30:8.5:1:0.5。6.根据权利要求4或5所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,步骤S3中,通过至少一道干燥工序对超级电容器极片进行干燥,干燥温度介于70?10(rC。7.根据权利要求6所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,干燥工序包括快干工序和慢干工序。8.根据权利要求2所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,步骤S4中,通过升温热辊压方式对超级电容器极片进行辊压。9.根据权利要求8所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,通过辊压机对超级电容器极片进行辊压时,需先把辊压机的大辊升高至预定温度,并进行恒温热辊压。10.根据权利要求9所述的超级电容器极片的制作方法,其特征在于,所述预定温度介于 80 ?85°C。

【专利摘要】本发明提出了一种超级电容器极片的制作方法,包括如下步骤:S1:对用于制作超级电容器极片的浆料,包括去离子水、活性炭、导电剂及粘结剂按预定比例进行预搅拌,并进入S2;S2:对浆料进行高速分散,形成可涂覆的浆料,并进入S3;S3:把浆料涂覆于集流体上,形成超级电容器极片;S4:在预定温度下对超级电容器极片进行辊压。上述超级电容器极片的制作方法,与传统间歇式分散工艺相比,生产效率更高,并且,经过上述制作方法生产出来的超级电容器极片质量更好,解决了超级电容器极片浆料分散时间长、难以分散及易团聚的问题,超级电容器极片的稳定性更好、使用寿命更长。

【IPC分类】H01G11/86

【公开号】CN105390299

【申请号】CN201510955802

【发明人】刘继波, 刘海霞, 黄浩宇, 易芳

【申请人】湖南耐普恩科技有限公司

【公开日】2016年3月9日

【申请日】2015年12月16日

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