一種超級電容器極片的制作方法

【技術領域】

[0001]本發(fā)明涉及電容器技術領域，特別涉及一種超級電容器極片的制作方法。

【背景技術】

[0002]超級電容器，又稱電化學電容器、黃金電容等，是一種介于傳統靜電電容器和二次電池之間的新型儲能裝置，兼具二次電池和傳統電容器的優(yōu)點。它具有功率密度高、能量密度大、壽命長(數十萬次以上)、工作溫度范圍寬(_40°C?65°C )、充放電效率高、無污染等特點，在新能源(太陽能和風能)、通訊、數碼電子、電力、汽車、工程機械、軍事及航空航天等領域都有十分廣泛的應用。

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

[0004]綜上所述，如何提供一種效率更高、質量更好的超級電容器極片的制作方法，成了本領域技術人員亟需解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是:提供一種效率更高、質量更好的超級電容器極片的制作方法。

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

[0007]S1:對用于制作超級電容器極片的漿料，包括去離子水、活性炭、導電劑及粘結劑按預定比例進行預攪拌，并進入S2 ;

[0008]S2:對漿料進行高速分散，形成可涂覆的漿料，并進入S3 ;

[0009]S3:把漿料涂覆于集流體上，形成超級電容器極片；

[0010]S4:在預定溫度下對超級電容器極片進行輥壓。

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

[0012]S5:對超級電容器極片進行分切。

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

[0014]本發(fā)明的另一技術方案在于在上述基礎之上，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)明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S1中，漿料的成份，去離子水:活性炭:導電劑:粘結劑的比例為30:8.5:1:0.5。

[0016]本發(fā)明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S3中，通過至少一道干燥工序對超級電容器極片進行干燥，干燥溫度介于70?100°C。

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

[0018]本發(fā)明的另一技術方案在于在上述基礎之上，步驟S4中，通過升溫熱輥壓方式對超級電容器極片進行輥壓。

[0019]本發(fā)明的另一技術方案在于在上述基礎之上，通過輥壓機對超級電容器極片進行輥壓時，需先把輥壓機的大輥升高至預定溫度，并進行恒溫熱輥壓。

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

【附圖說明】

[0021]構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。

[0022]圖1為本發(fā)明一種超級電容器極片的制作方法的流程框圖。

【具體實施方式】

[0023]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。此外，本領域技術人員根據本文件的描述，可以對本文件中實施例中以及不同實施例中的特征進行相應組合。

[0024]本發(fā)明實施例如下，請參見圖1，超級電容器極片的制作方法，具體地，至少包括如下步驟，步驟S1，對用于制作超級電容器極片的漿料，包括去離子水、活性炭、導電劑及粘結劑，按預定比例混合，進行預攪拌，使其充分混合，待攪拌完成后，進入下一步驟，即步驟S2。

[0025]步驟S2中，對經步驟S1預攪拌的漿料進行高速分散，進一步形成可涂覆的漿料。需要說明的是，在一種實施例中，對漿料進行高速分散時，可采用筒型旋轉高速分散裝置對預攪拌好的漿料進行調整分散，其內置筒型旋轉攪拌輪開有很多小孔，以便更有利于漿料分散；高速分散時，裝置內可以連續(xù)式生產，進料口進料分散，同時出料口可將分散后的漿料流出，可以成功縮短漿料配制時間，同時大大提高漿料穩(wěn)定性，避免了漿料由于等待生產而沉降的問題。操作過程中，可以打開筒型旋轉高速分散裝置的進料口，設置分散速度，對經步驟S1中預攪拌后的漿料進行分散，同時打開出料口，將高速分散過的漿料通過螺桿栗輸送至涂布區(qū)域中的中轉桶，其中輸送過程中經過過濾裝置，粒徑過大的顆粒無法進入涂布上料區(qū)，便可被篩出。此過程完成后，進入步驟S3。

[0026]步驟S3中，可把漿料涂覆于集流體上，以形成超級電容器極片，此過程簡稱涂布，在一種實施例中，具體可采用零氣泡雙面同時擠出式懸浮涂布設備在線式涂布，走帶過程中經過多道烘箱，經過快干、慢干兩個干燥區(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，開啟涂布機上料裝置，把經步驟S2高速分散后的漿料經過中轉桶開始自動上料，進行擠壓懸浮式同時雙面在線式涂布，并控制厚度，最終將漿料均勻涂覆于集流體上，直到最終形成超級電容器極片。此過程完成后，進入步驟S4。

[0027]步驟S4中，在預定溫度下對超級電容器極片進行輥壓。具體地，在一種實施例中，可通過超級電容器極片乳機，并采用熱輥壓工藝，使極片具有更好的延展性，避免極片出現厚度不均，輥壓一致性差的問題，同時也使極片具有更好的粘結性。上述超級電容器極片的制作方法，與傳統間歇式分散工藝相比，生產效率更高，并且，經過上述制作方法生產出來的超級電容器極片質量更好，解決了超級電容器極片漿料分散時間長、難以分散及易團聚的問題，超級電容器極片的穩(wěn)定性及使用壽命更長。

[0028]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，還包括如下步驟，即步驟S5中，對超級電容器極片進行分切。經過上述四個步驟制成的超級電容器極片，便可轉入分切工序，根據超級電容器極片的使用場合，確定其寬度，并根據需要不斷調整分切機刀片位置，開啟分切機自動分切模式，開始分切，直至分切完成。具體操作時，可用全自動極片

分切機對極片進行分切，不僅分切效率高，而且分切效果更好。

[0029]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，步驟S1中，對超級電容器極片的漿料，即去離子水、活性炭、導電劑及粘結劑進行攪拌時，優(yōu)選在真空環(huán)境中對漿料進行攪拌。具體地，可采用行星式真空攪拌機進行漿料預攪拌。此步驟中，通過在真空環(huán)境下對漿料進行攪拌，可有效防止?jié){料在攪拌過程中產生氣泡，從而影響漿料的質量。

[0030]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，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]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，操作時，可通過涂布機上料裝置，將經步驟S2高速分散后的漿料經過中轉桶開始自動上料，進行擠壓懸浮式同時雙面在線式涂布，控制厚度，將漿料均勻涂覆于集流體上。具體地，開啟涂布機走帶及上料模式，高速分散過的漿料通過螺桿栗，經過過濾篩輸送至涂布區(qū)域中的中轉桶，再通過螺桿栗開始自動上料在線不間斷涂布。涂布過程中注意有無干料刮料等問題，出現時及時清除；在收卷處注意收卷有無起鼓等問題，及時監(jiān)控和調節(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)點是采用零氣泡雙面同時擠出式懸浮在線式涂布，一次性涂出雙面極片，可有效縮短涂布時間，提高涂布效率。

[0032]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，步驟S1中，對于漿料的成份比例，具體為去離子水:活性炭:導電劑:粘結劑的比例為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]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，步驟S3中，超級電容器極片進行涂布后，至少還需通過一道干燥工序對超級電容器極片進行干燥，并且，干燥溫度介于70?100°C。具體操作時，啟動涂布機烘烤箱，并把烘烤箱的溫度調至70?100°C之間的任一溫度，并在預定時間內對超級電容器極片進行烘烤。經過烘烤后的超級電容器極片，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]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，上述對超級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，超級電容器極片在走帶過程中，可多次經過烘烤箱，并經過烘烤箱的快干及慢干兩個干燥區(qū)域，有效快速去除或降低超級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，進而提高超級電容器極片的質量。

[0035]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，步驟S4中，通過升溫熱輥壓方式對步驟S3中收卷好的超級電容器極片進行輥壓。更為具體地，在一種實施例中，輥壓前，預先將極片輥壓機的大輥溫度升高至預定溫度，再將極片按照滾軸方向走帶連接首尾收放卷處，開啟極片乳機自動輥壓模式，調節(jié)輥壓速度開始進行恒溫熱輥壓，并輥壓至預定厚度，直至輥壓完成。采用恒溫輥壓方式進行輥壓，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，同時涂覆層能更好地粘結于集流體上，降低掉料風險。

[0036]在上述實施例的基礎上，本發(fā)明另一實施例中，上述步驟中，當對超級電容器極片進行預定溫度輥壓時，預定溫度介于80?85°C之間。在此溫度下，把超級電容器極片輥壓至預定厚度，之后才能轉入分切工序。

[0037]如上所述的超級電容器極片的制作方法，與傳統間歇式分散工藝相比，采用漿料預攪拌、高速分散、涂布機涂布、輥壓機輥壓以及分切機分切，生產效率得到有效提高，并且，經過上述制作方法生產出來的超級電容器極片質量更好，解決了超級電容器極片漿料分散時間長、難以分散及易團聚的問題，超級電容器極片的穩(wěn)定性更好、使用壽命更長。

[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。

【主權項】

1.一種超級電容器極片的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 51:對用于制作超級電容器極片的漿料，包括去離子水、活性炭、導電劑及粘結劑按預定比例進行預攪拌，并進入S2; 52:對漿料進行高速分散，形成可涂覆的漿料，并進入S3 ; 53:把漿料涂覆于集流體上，形成超級電容器極片； 54:在預定溫度下對超級電容器極片進行輥壓。2.根據權利要求1所述的超級電容器極片的制作方法，其特征在于，還包括如下步驟: 55:對超級電容器極片進行分切。3.根據權利要求1所述的超級電容器極片的制作方法，其特征在于，步驟S1中，在真空環(huán)境中對漿料進行攪拌。4.根據權利要求1所述的超級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.根據權利要求1所述的超級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:導電劑:粘結劑的比例為30:8.5:1:0.5。6.根據權利要求4或5所述的超級電容器極片的制作方法，其特征在于，步驟S3中，通過至少一道干燥工序對超級電容器極片進行干燥，干燥溫度介于70?10(rC。7.根據權利要求6所述的超級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.根據權利要求2所述的超級電容器極片的制作方法，其特征在于，步驟S4中，通過升溫熱輥壓方式對超級電容器極片進行輥壓。9.根據權利要求8所述的超級電容器極片的制作方法，其特征在于，通過輥壓機對超級電容器極片進行輥壓時，需先把輥壓機的大輥升高至預定溫度，并進行恒溫熱輥壓。10.根據權利要求9所述的超級電容器極片的制作方法，其特征在于，所述預定溫度介于 80 ?85°C。

【專利摘要】本發(fā)明提出了一種超級電容器極片的制作方法，包括如下步驟：S1：對用于制作超級電容器極片的漿料，包括去離子水、活性炭、導電劑及粘結劑按預定比例進行預攪拌，并進入S2；S2：對漿料進行高速分散，形成可涂覆的漿料，并進入S3；S3：把漿料涂覆于集流體上，形成超級電容器極片；S4：在預定溫度下對超級電容器極片進行輥壓。上述超級電容器極片的制作方法，與傳統間歇式分散工藝相比，生產效率更高，并且，經過上述制作方法生產出來的超級電容器極片質量更好，解決了超級電容器極片漿料分散時間長、難以分散及易團聚的問題，超級電容器極片的穩(wěn)定性更好、使用壽命更長。

【IPC分類】H01G11/86

【公開號】CN105390299

【申請?zhí)枴緾N201510955802

【發(fā)明人】劉繼波, 劉海霞, 黃浩宇, 易芳

【申請人】湖南耐普恩科技有限公司

【公開日】2016年3月9日

【申請日】2015年12月16日