一种超级电容器极片的制作方法

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