CN108766789A - 一种超级电容电极极片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超级电容电极极片的制备方法，是将多金属氧酸锂盐、导电剂和多孔碳材料配制成混合物，再将混合物采用等离子喷射涂覆到集流体上，形成超级电容器电极极片，本方法不会降低电极极片的导电性，且直接通过等离子喷射就可制备成电极片，无需搅拌涂布等繁杂工序，降低工序时间，提高了生产效率。

Description

一种超级电容电极极片的制备方法
技术领域
本发明涉及超级电容器技术领域，尤其涉及一种超级电容电极极片的制备方法。
背景技术
超级电容器又称法拉电容，赝电容，是近年来高速发展的电子器件。以其高功率密度，长寿命著称。超级电容的常规制备方法跟锂电池类似，为搅拌制备浆料，涂布，切片等，生产流程复杂，生产效率不高。目前，超级电容器的电极极片制备方法中均要使用粘接剂，众所周知，粘接剂是在活性物颗粒间以及活性物与集流体间发挥粘接作用，量太少，起不到粘接作用；量太多，又会降低导电性。
如中国专利公告号CN106252099A，公开了一种超级电容器，包括电极片、隔离膜、极柱和外壳，电极片包括集流体、设置于集流体表面的底层涂层和设置于底层涂层表面的顶层涂层，底层涂层和顶层涂层均包括活性物质、导电剂和粘接剂，并且底层涂层的粘接剂含量小于顶层涂层的粘接剂的含量；底层涂层和顶层涂层的活性物质均包括碳材料和导电聚合物；碳材料具有核壳结构，其核层包括石墨烯纤维和碳纳米管，其壳层为二氧化锰功能层；导电聚合物为聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯中的至少一种。上述电容器的制备中同样使用了粘接剂，也会存在量太少，起不到粘接作用；量太多，又会降低导电性的现象。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种超级电容电极极片的制备方法，该制备方法将混合物采用等离子喷射技术涂覆到集流体上，克服了粘接剂的用量不易控制问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种超级电容电极极片的制备方法，其特征在于：将多金属氧酸锂盐、导电剂和多孔碳材料配制成混合物，再将混合物采用等离子喷射涂覆到集流体上，形成超级电容器电极极片。
一种超级电容电极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 按质量比例取10-20%的多金属氧酸锂盐、5-10%的导电剂和70-80%的多孔碳材料混合均匀成混合物；
(2) 然后将混合物加入到送粉器中；
(3)再将混合物以1-20m/min的速度采用等离子喷射涂覆到集流体上，涂覆的厚度为20-100微米，形成超级电容器电极片。
所述多金属氧酸锂盐为Li3XY12O40、Li4XY12O40中的一种或者多种的混合物（X指P、Si两种元素中任意一种；Y指Mo、W两种元素中任意一种。
所述多孔碳材料为活性炭、介孔碳、碳气凝胶、碳纤维、碳纳米管、炭黑、硬炭、石墨烯中的一种或者多种的混合物。
所述导电剂为导电炭黑、导电石墨KS-6或导电纤维VGCF。
所述集流体为铜箔，铝箔，石墨纸或泡沫镍。
本发明具有以下优点：
本发明的制备方法中（1）没有粘接剂，而采用等离子喷射方法制备电极片，由于是高速喷射至集流体上，不用粘接剂也可粘接牢固，避免了粘接剂使用量多量少的技术不足（即量太少，起不到粘接作用；量太多，又会降低导电性），因此不会降低电极极片的导电性。（2）本方法中直接通过等离子喷射就可制备成电极片，无需搅拌涂布等繁杂工序，降低工序时间，提高了生产效率。（3）活性物中的多金属氧酸锂盐中的锂离子能在其三维骨架中传输，配合锂电池电解液中的锂离子，协同多孔碳的孔道效应，能大大提高超级电容器的性能。该方法制备的电容器电极材料将大大提升超级电容器的性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
实施例1
一种超级电容电极极片的制备方法，将多金属氧酸锂盐、导电剂和多孔碳材料配制成混合物，再将混合物采用等离子喷射涂覆到集流体上，形成超级电容器电极极片。
具体：包括如下步骤：
(1)按质量比例取原料20%的多金属氧酸锂盐Li3PMo12O40、 5%的导电剂和75%活性碳混合均匀成混合物；
(2)然后将混合物加入到送粉器中；
(3)以1-20m/min的速度将混合物采用等离子喷射涂覆到集流体上，涂覆的厚度为20-100um，形成超级电容器电极极片。
(4)将涂敷好的超级电容器电极极片通过超级电容的制备工艺组装成超级电容器，所用电解液为锂离子电池的常规电解液均可，其中电解质为LiPF6。
(5)将组装好的超级电容器进行容量测试，将测试容量除以活性物质量，得到电极材料的比容量（F/g）。
实施例2
制备方法和测试方法同实施例1，只是将多金属氧酸锂盐换成Li4PW12O40，比例换成30%多金属氧酸锂盐Li4PW12O40、 5%的导电剂和65%碳纳米管。
实施例3
制备方法和测试方法同实施例1，只是将活性碳换成碳气凝胶，质量比例同实施例1。
实施例4
制备方法和测试方法同实施例1，只是将多金属氧酸锂盐换成Li4SiW12O40， 活性碳换成碳纤维，比例同实施例1。
对比例1
不添加多金属氧酸锂盐，取原料5%的导电剂和95%活性碳混合均匀成混合物，进行等离子喷射，形成极片并制备成超级电容器电极材料进行组装测试。
对比例2
不采用等离子喷射方法，采用常规搅拌涂布方法制备超级电容器电极片（搅拌浆料的比例为5%导电剂，92%活性碳，3%PTFE。其中PTFE全称聚四氟乙烯，作用为粘接剂）并制备成超级电容器电极材料进行组装测试。
将上述实施例1-4以及对比例，所得电容做容量测试，并计算出比容量结果详见下表：
从上表可以看出，利用多金属氧酸锂盐并采用等离子喷射方法制备的电极极片在电容器测试中，其比容量远大于对比例。

Claims (6)

1.一种超级电容电极极片的制备方法，其特征在于：将多金属氧酸锂盐、导电剂和多孔碳材料配制成混合物，再将混合物采用等离子喷射涂覆到集流体上，形成超级电容器电极极片。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容电极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 按质量比例取10-20%的多金属氧酸锂盐、5-10%的导电剂和70-80%的多孔碳材料混合均匀成混合物；
(2) 然后将混合物加入到送粉器中；
(3)再将混合物以1-20m/min的速度采用等离子喷射涂覆到集流体上，涂覆的厚度为20-100微米，形成超级电容器电极片。
3.根据权利要求1或2所述的一种超级电容电极极片的制备方法，其特征在于：所述多金属氧酸锂盐为Li3XY12O40、Li4XY12O40中的一种或者多种的混合物（X指P、Si两种元素中任意一种；Y指Mo、W两种元素中任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种超级电容电极极片的制备方法，其特征在于：所述多孔碳材料为活性炭、介孔碳、碳气凝胶、碳纤维、碳纳米管、炭黑、硬炭、石墨烯中的一种或者多种的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种超级电容电极极片的制备方法，其特征在于：所述导电剂为导电炭黑、导电石墨KS-6或导电纤维VGCF。
6.根据权利要求1或2所述的一种超级电容电极极片的制备方法，其特征在于：所述集流体为铜箔，铝箔，石墨纸或泡沫镍。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104051734A (zh) * 2014-06-16 2014-09-17 中国东方电气集团有限公司 一种多金属氧酸盐碳纳米管锂离子电池用电极材料及其制备方法
CN104795542A (zh) * 2015-01-06 2015-07-22 宁波南车新能源科技有限公司 一种纳米级锂离子复合正极的等离子喷射制备方法
CN105977495A (zh) * 2016-05-11 2016-09-28 中国东方电气集团有限公司 一种锂离子电池集流体用石墨纸的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104051734A (zh) * 2014-06-16 2014-09-17 中国东方电气集团有限公司 一种多金属氧酸盐碳纳米管锂离子电池用电极材料及其制备方法
CN104795542A (zh) * 2015-01-06 2015-07-22 宁波南车新能源科技有限公司 一种纳米级锂离子复合正极的等离子喷射制备方法
CN105977495A (zh) * 2016-05-11 2016-09-28 中国东方电气集团有限公司 一种锂离子电池集流体用石墨纸的制备方法

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