一種超級(jí)電容器極片的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】

[0001]本發(fā)明涉及電容器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超級(jí)電容器極片的制作方法。

【背景技術(shù)】

[0002]超級(jí)電容器，又稱電化學(xué)電容器、黃金電容等，是一種介于傳統(tǒng)靜電電容器和二次電池之間的新型儲(chǔ)能裝置，兼具二次電池和傳統(tǒng)電容器的優(yōu)點(diǎn)。它具有功率密度高、能量密度大、壽命長(zhǎng)(數(shù)十萬(wàn)次以上)、工作溫度范圍寬(_40°C?65°C )、充放電效率高、無(wú)污染等特點(diǎn)，在新能源(太陽(yáng)能和風(fēng)能)、通訊、數(shù)碼電子、電力、汽車、工程機(jī)械、軍事及航空航天等領(lǐng)域都有十分廣泛的應(yīng)用。

[0003]極片是超級(jí)電容器的核心組成部分，由活性物質(zhì)層與集流體組成，其性能好壞對(duì)超級(jí)電容器的容量、內(nèi)阻等具有關(guān)鍵性的影響。目前，國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器企業(yè)普遍未能有效掌握高性能極片制造的技術(shù)，普遍存在漿料分散困難，易團(tuán)聚，導(dǎo)致極片出現(xiàn)大量干料刮料，且一般采用單面間歇式涂布法，使得極片容易出現(xiàn)張力不均，厚度不一致。而在極片輥壓工序中，目前生產(chǎn)普遍采用的冷輥壓技術(shù)，使極片延展性差，導(dǎo)致漿料附著性變差，輥壓極片厚度不一致，性能質(zhì)量難以滿足應(yīng)用要求。因此，超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨嚴(yán)重技術(shù)瓶頸。

[0004]綜上所述，如何提供一種效率更高、質(zhì)量更好的超級(jí)電容器極片的制作方法，成了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種效率更高、質(zhì)量更好的超級(jí)電容器極片的制作方法。

[0006]本發(fā)明的解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明提出一種超級(jí)電容器極片的制作方法，包括如下步驟:

[0007]S1:對(duì)用于制作超級(jí)電容器極片的漿料，包括去離子水、活性炭、導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑按預(yù)定比例進(jìn)行預(yù)攪拌，并進(jìn)入S2 ;

[0008]S2:對(duì)漿料進(jìn)行高速分散，形成可涂覆的漿料，并進(jìn)入S3 ;

[0009]S3:把漿料涂覆于集流體上，形成超級(jí)電容器極片；

[0010]S4:在預(yù)定溫度下對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓。

[0011]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，還包括如下步驟:

[0012]S5:對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行分切。

[0013]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S1中，在真空環(huán)境中對(duì)漿料進(jìn)行攪拌。

[0014]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S3中，將漿料均勻涂覆于集流體上，且一次性涂出雙面極片。

[0015]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S1中，漿料的成份，去離子水:活性炭:導(dǎo)電劑:粘結(jié)劑的比例為30:8.5:1:0.5。

[0016]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S3中，通過(guò)至少一道干燥工序?qū)Τ?jí)電容器極片進(jìn)行干燥，干燥溫度介于70?100°C。

[0017]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，干燥工序包括快干工序和慢干工序。

[0018]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，步驟S4中，通過(guò)升溫?zé)彷亯悍绞綄?duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓。

[0019]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓時(shí)，需先把輥壓機(jī)的大輥升高至預(yù)定溫度，并進(jìn)行恒溫?zé)彷亯骸?/p>

[0020]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述預(yù)定溫度介于80?85°C。

【附圖說(shuō)明】

[0021]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。

[0022]圖1為本發(fā)明一種超級(jí)電容器極片的制作方法的流程框圖。

【具體實(shí)施方式】

[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本文件的描述，可以對(duì)本文件中實(shí)施例中以及不同實(shí)施例中的特征進(jìn)行相應(yīng)組合。

[0024]本發(fā)明實(shí)施例如下，請(qǐng)參見(jiàn)圖1，超級(jí)電容器極片的制作方法，具體地，至少包括如下步驟，步驟S1，對(duì)用于制作超級(jí)電容器極片的漿料，包括去離子水、活性炭、導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑，按預(yù)定比例混合，進(jìn)行預(yù)攪拌，使其充分混合，待攪拌完成后，進(jìn)入下一步驟，即步驟S2。

[0025]步驟S2中，對(duì)經(jīng)步驟S1預(yù)攪拌的漿料進(jìn)行高速分散，進(jìn)一步形成可涂覆的漿料。需要說(shuō)明的是，在一種實(shí)施例中，對(duì)漿料進(jìn)行高速分散時(shí)，可采用筒型旋轉(zhuǎn)高速分散裝置對(duì)預(yù)攪拌好的漿料進(jìn)行調(diào)整分散，其內(nèi)置筒型旋轉(zhuǎn)攪拌輪開(kāi)有很多小孔，以便更有利于漿料分散；高速分散時(shí)，裝置內(nèi)可以連續(xù)式生產(chǎn)，進(jìn)料口進(jìn)料分散，同時(shí)出料口可將分散后的漿料流出，可以成功縮短漿料配制時(shí)間，同時(shí)大大提高漿料穩(wěn)定性，避免了漿料由于等待生產(chǎn)而沉降的問(wèn)題。操作過(guò)程中，可以打開(kāi)筒型旋轉(zhuǎn)高速分散裝置的進(jìn)料口，設(shè)置分散速度，對(duì)經(jīng)步驟S1中預(yù)攪拌后的漿料進(jìn)行分散，同時(shí)打開(kāi)出料口，將高速分散過(guò)的漿料通過(guò)螺桿栗輸送至涂布區(qū)域中的中轉(zhuǎn)桶，其中輸送過(guò)程中經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置，粒徑過(guò)大的顆粒無(wú)法進(jìn)入涂布上料區(qū)，便可被篩出。此過(guò)程完成后，進(jìn)入步驟S3。

[0026]步驟S3中，可把漿料涂覆于集流體上，以形成超級(jí)電容器極片，此過(guò)程簡(jiǎn)稱涂布，在一種實(shí)施例中，具體可采用零氣泡雙面同時(shí)擠出式懸浮涂布設(shè)備在線式涂布，走帶過(guò)程中經(jīng)過(guò)多道烘箱，經(jīng)過(guò)快干、慢干兩個(gè)干燥區(qū)域，有效快速地降低極片中水分含量，減少了漿料從集流體上脫落的發(fā)生，提高了極片的一致性、均一性和穩(wěn)定性。具體操作時(shí)，開(kāi)啟涂布機(jī)上料裝置，把經(jīng)步驟S2高速分散后的漿料經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)桶開(kāi)始自動(dòng)上料，進(jìn)行擠壓懸浮式同時(shí)雙面在線式涂布，并控制厚度，最終將漿料均勻涂覆于集流體上，直到最終形成超級(jí)電容器極片。此過(guò)程完成后，進(jìn)入步驟S4。

[0027]步驟S4中，在預(yù)定溫度下對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓。具體地，在一種實(shí)施例中，可通過(guò)超級(jí)電容器極片乳機(jī)，并采用熱輥壓工藝，使極片具有更好的延展性，避免極片出現(xiàn)厚度不均，輥壓一致性差的問(wèn)題，同時(shí)也使極片具有更好的粘結(jié)性。上述超級(jí)電容器極片的制作方法，與傳統(tǒng)間歇式分散工藝相比，生產(chǎn)效率更高，并且，經(jīng)過(guò)上述制作方法生產(chǎn)出來(lái)的超級(jí)電容器極片質(zhì)量更好，解決了超級(jí)電容器極片漿料分散時(shí)間長(zhǎng)、難以分散及易團(tuán)聚的問(wèn)題，超級(jí)電容器極片的穩(wěn)定性及使用壽命更長(zhǎng)。

[0028]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，還包括如下步驟，即步驟S5中，對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行分切。經(jīng)過(guò)上述四個(gè)步驟制成的超級(jí)電容器極片，便可轉(zhuǎn)入分切工序，根據(jù)超級(jí)電容器極片的使用場(chǎng)合，確定其寬度，并根據(jù)需要不斷調(diào)整分切機(jī)刀片位置，開(kāi)啟分切機(jī)自動(dòng)分切模式，開(kāi)始分切，直至分切完成。具體操作時(shí)，可用全自動(dòng)極片

分切機(jī)對(duì)極片進(jìn)行分切，不僅分切效率高，而且分切效果更好。

[0029]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S1中，對(duì)超級(jí)電容器極片的漿料，即去離子水、活性炭、導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑進(jìn)行攪拌時(shí)，優(yōu)選在真空環(huán)境中對(duì)漿料進(jìn)行攪拌。具體地，可采用行星式真空攪拌機(jī)進(jìn)行漿料預(yù)攪拌。此步驟中，通過(guò)在真空環(huán)境下對(duì)漿料進(jìn)行攪拌，可有效防止?jié){料在攪拌過(guò)程中產(chǎn)生氣泡，從而影響漿料的質(zhì)量。

[0030]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S3中，將漿料均勻涂覆于集流體上，且一次性涂出雙面極片。

[0031]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，操作時(shí)，可通過(guò)涂布機(jī)上料裝置，將經(jīng)步驟S2高速分散后的漿料經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)桶開(kāi)始自動(dòng)上料，進(jìn)行擠壓懸浮式同時(shí)雙面在線式涂布，控制厚度，將漿料均勻涂覆于集流體上。具體地，開(kāi)啟涂布機(jī)走帶及上料模式，高速分散過(guò)的漿料通過(guò)螺桿栗，經(jīng)過(guò)過(guò)濾篩輸送至涂布區(qū)域中的中轉(zhuǎn)桶，再通過(guò)螺桿栗開(kāi)始自動(dòng)上料在線不間斷涂布。涂布過(guò)程中注意有無(wú)干料刮料等問(wèn)題，出現(xiàn)時(shí)及時(shí)清除；在收卷處注意收卷有無(wú)起鼓等問(wèn)題，及時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)出料量，使涂布厚度均勻一致，直至收卷完成。該工序的優(yōu)點(diǎn)是采用零氣泡雙面同時(shí)擠出式懸浮在線式涂布，一次性涂出雙面極片，可有效縮短涂布時(shí)間，提高涂布效率。

[0032]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S1中，對(duì)于漿料的成份比例，具體為去離子水:活性炭:導(dǎo)電劑:粘結(jié)劑的比例為30:8.5:1:0.5。此比例混合后的漿料，制作成超級(jí)電容器極片后，其均一性以及穩(wěn)定性等均為最優(yōu)。

[0033]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S3中，超級(jí)電容器極片進(jìn)行涂布后，至少還需通過(guò)一道干燥工序?qū)Τ?jí)電容器極片進(jìn)行干燥，并且，干燥溫度介于70?100°C。具體操作時(shí)，啟動(dòng)涂布機(jī)烘烤箱，并把烘烤箱的溫度調(diào)至70?100°C之間的任一溫度，并在預(yù)定時(shí)間內(nèi)對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行烘烤。經(jīng)過(guò)烘烤后的超級(jí)電容器極片，可有效防止?jié){料從集流體上脫落，提高了極片的一致性、均一性和穩(wěn)定性。

[0034]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，上述對(duì)超級(jí)電容器極片的烘烤干燥工序，具體包括快干和慢干兩道工序。具體地，超級(jí)電容器極片在走帶過(guò)程中，可多次經(jīng)過(guò)烘烤箱，并經(jīng)過(guò)烘烤箱的快干及慢干兩個(gè)干燥區(qū)域，有效快速去除或降低超級(jí)電容器極片中水分含量，以減少漿料從集流體上脫落發(fā)生的可能性，進(jìn)而提高超級(jí)電容器極片的質(zhì)量。

[0035]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，步驟S4中，通過(guò)升溫?zé)彷亯悍绞綄?duì)步驟S3中收卷好的超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓。更為具體地，在一種實(shí)施例中，輥壓前，預(yù)先將極片輥壓機(jī)的大輥溫度升高至預(yù)定溫度，再將極片按照滾軸方向走帶連接首尾收放卷處，開(kāi)啟極片乳機(jī)自動(dòng)輥壓模式，調(diào)節(jié)輥壓速度開(kāi)始進(jìn)行恒溫?zé)彷亯?，并輥壓至預(yù)定厚度，直至輥壓完成。采用恒溫輥壓方式進(jìn)行輥壓，相比常溫冷輥壓，能有效防止集流體變形起皺，具有良好的延展性，同時(shí)涂覆層能更好地粘結(jié)于集流體上，降低掉料風(fēng)險(xiǎn)。

[0036]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另一實(shí)施例中，上述步驟中，當(dāng)對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行預(yù)定溫度輥壓時(shí)，預(yù)定溫度介于80?85°C之間。在此溫度下，把超級(jí)電容器極片輥壓至預(yù)定厚度，之后才能轉(zhuǎn)入分切工序。

[0037]如上所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，與傳統(tǒng)間歇式分散工藝相比，采用漿料預(yù)攪拌、高速分散、涂布機(jī)涂布、輥壓機(jī)輥壓以及分切機(jī)分切，生產(chǎn)效率得到有效提高，并且，經(jīng)過(guò)上述制作方法生產(chǎn)出來(lái)的超級(jí)電容器極片質(zhì)量更好，解決了超級(jí)電容器極片漿料分散時(shí)間長(zhǎng)、難以分散及易團(tuán)聚的問(wèn)題，超級(jí)電容器極片的穩(wěn)定性更好、使用壽命更長(zhǎng)。

[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

【主權(quán)項(xiàng)】

1.一種超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 51:對(duì)用于制作超級(jí)電容器極片的漿料，包括去離子水、活性炭、導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑按預(yù)定比例進(jìn)行預(yù)攪拌，并進(jìn)入S2; 52:對(duì)漿料進(jìn)行高速分散，形成可涂覆的漿料，并進(jìn)入S3 ; 53:把漿料涂覆于集流體上，形成超級(jí)電容器極片； 54:在預(yù)定溫度下對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，還包括如下步驟: 55:對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行分切。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，步驟S1中，在真空環(huán)境中對(duì)漿料進(jìn)行攪拌。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，步驟S3中，將漿料均勻涂覆于集流體上，且一次性涂出雙面極片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，步驟S1中，漿料的成份，去離子水:活性炭:導(dǎo)電劑:粘結(jié)劑的比例為30:8.5:1:0.5。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，步驟S3中，通過(guò)至少一道干燥工序?qū)Τ?jí)電容器極片進(jìn)行干燥，干燥溫度介于70?10(rC。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，干燥工序包括快干工序和慢干工序。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，步驟S4中，通過(guò)升溫?zé)彷亯悍绞綄?duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，通過(guò)輥壓機(jī)對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓時(shí)，需先把輥壓機(jī)的大輥升高至預(yù)定溫度，并進(jìn)行恒溫?zé)彷亯骸?0.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超級(jí)電容器極片的制作方法，其特征在于，所述預(yù)定溫度介于 80 ?85°C。

【專利摘要】本發(fā)明提出了一種超級(jí)電容器極片的制作方法，包括如下步驟：S1：對(duì)用于制作超級(jí)電容器極片的漿料，包括去離子水、活性炭、導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑按預(yù)定比例進(jìn)行預(yù)攪拌，并進(jìn)入S2；S2：對(duì)漿料進(jìn)行高速分散，形成可涂覆的漿料，并進(jìn)入S3；S3：把漿料涂覆于集流體上，形成超級(jí)電容器極片；S4：在預(yù)定溫度下對(duì)超級(jí)電容器極片進(jìn)行輥壓。上述超級(jí)電容器極片的制作方法，與傳統(tǒng)間歇式分散工藝相比，生產(chǎn)效率更高，并且，經(jīng)過(guò)上述制作方法生產(chǎn)出來(lái)的超級(jí)電容器極片質(zhì)量更好，解決了超級(jí)電容器極片漿料分散時(shí)間長(zhǎng)、難以分散及易團(tuán)聚的問(wèn)題，超級(jí)電容器極片的穩(wěn)定性更好、使用壽命更長(zhǎng)。

【IPC分類】H01G11/86

【公開(kāi)號(hào)】CN105390299

【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510955802

【發(fā)明人】劉繼波, 劉海霞, 黃浩宇, 易芳

【申請(qǐng)人】湖南耐普恩科技有限公司

【公開(kāi)日】2016年3月9日

【申請(qǐng)日】2015年12月16日