专利名称：一种超级电容器集流体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电化学储能器件领域，尤其是一种超级电容器集流体。
背景技术：
随着经济的不断发展，能源、资源与环境等成为社会的焦点问题，寻找清洁、可再 生及资源节约型的能源是人类社会十分迫切而非常艰巨的任务。目前，在能源领域主要有三种类型的储能器件电池、物理电容器以及电化学电容 器(也称超级电容器)。电化学电容器是近些年来发展起来的介于传统物理电容器和电池 特性之间的一种新型绿色储能器件，具有快速充放电特性，功率密度大(为普通电池的几十 倍以上)，循环寿命长(循环次数可达10万次以上)，使用温度范围宽(在-40°c 75°C之 间)。基于这些独特性能，电化学电容器有非常好的应用前景。根据储能机理的不同，电化学电容器可分为双电层电容器和法拉第准电容器两大 类。双电层电容器是利用电极和电解质之间形成的界面双电层电容来存储能量，其电极通 常采用具有高比表面积的多孔炭材料。法拉第准电容电容器是指在电极表面或体相中的二 维或准二维空间上，电极活性物质进行欠电位沉积，使其发生快速、可逆的化学吸附/脱附 或氧化/还原反应，从而产生比双电层电容器更高的比容量，其电极材料主要是金属氧化 物和导电聚合物。为了同时获得较高的能量密度和功率密度，近年来发展起来一种新型非对称型电 化学电容器(也称混合电化学电容器)，即电容器的一极是双电层电极，另一极为法拉第准 电容电极。非对称型电化学超级电容器综合了两类电化学电容器的优点，可更好地满足实 际应用中负载对电源系统的能量密度和功率密度的整体要求。在各类金属氧化物/碳非对称型电化学电容器中，PbO2 /C体系，由于材料价格低 及1 电极制造技术成熟，水系硫酸电解质电导率高，Pbo2 /C体系电化学窗口为2. IV，非 常适合制造高能量密度、高功率密度的大容量型储能器件。以往文献中提到的1 /C非对称型电化学电容器，负极集流体采用铅箔或钛箔。 由于集流体一方面起收集电流作用，另一方面作为极板的骨架，铅箔或钛箔由于自身强度 不够，不适合制造大尺寸极板。专利200920047447. 9公开了一种铅碳超级电容器集流体，为铅带状体，厚度为 0. 2 2mm，设置多个通孔或凹槽。制造大尺寸极板时，集流体自身的强度不够，电流分布也不 合理，影响充放电的功率密度；如果增加集流体厚度，会降低超级电容器的能量密度。现有的集流体，不适合制造大尺寸极板，不适合制造能量型1 /C非对称型电化 学电容器，达不到电动车与混合动力汽车动力储能器件的要求、达不到太阳能与风能发电 站储能器件的要求，大大地限制了该电容器的应用范围。
发明内容本实用新型目的是提供一种不仅功率密度高，能量密度高，性价比高，而且循环
3寿命也显著提高的超级电容器集流体，适合制造大容量的混合电化学电容器，以便满足电 动车与混合动力汽车动力电池的要求以及太阳能与风能发电站储能器件的要求。本实用新型的技术方案是一种超级电容器集流体，包括铅或者铅合金的格子体 与极耳，所述极耳位于所述格子体上，其特征在于，所述格子体不设置通孔，所述格子体上 的格子形成的孔为盲孔。优选的，所述盲孔为铅箔封闭。优选的，所述格子体的边框的截面可以是矩形、梯形、圆形、椭圆形、三角性或多边形。优选的，所述格子体的内筋的截面可以是矩形、梯形、圆形、椭圆形、三角性或多边形。优选的，所述格子体的内筋可以布置成纵横式或者辐射式。优选的，所述极耳在格子体上的布置方式可以是中置式或边置式。优选的，所述格子体的边框及内筋的厚度为1. (Γ5. 5mm。优选的，所述铅箔的厚度为0. 3^1. 0mm。优选的，所述铅或者铅合金，为含有合金成分锑、钙、铝、锡、硫、铜、银中的一种或 者一种以上的组合，合金的含量为0. 05 20%。采用本实用新型的集流体可以制成大尺寸、大容量、低成本的碳电极，特别适合水 系电解质的1 /C混合超级电容器。本实用新型的优点是由于采用铅筋与铅箔复合的形式，制成的极板强度高，不会因弯曲变形造成脱粉， 同时可显著减少集流体的质量，提高能量密度；铅筋的导流作用，电流分布更合理，使内电 阻更低，具有高功率特性。本实用新型结构简单，制造方便，可以采用浇铸法制造，也可以采 用冲压成形法制造。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述
图1为本实用新型的超级电容器集流体，纵横式内筋、中置式极耳结构示意图；图2为本实用新型的超级电容器集流体，纵横式内筋、边置式极耳结构示意图；图3为本实用新型的超级电容器集流体，辐射式内筋、中置式极耳结构示意图；图4为本实用新型的超级电容器集流体，辐射式内筋、边置式极耳结构示意图；图5为本实用新型的超级电容器集流体，边框的截面为正六边形，内筋的截面为 三角形结构示意图；图6为本实用新型的超级电容器集流体，边框的截面为正六边形，内筋的截面为 菱形结构示意图。其中1、极耳；2、边框筋；21、正六边形截面的边框；3、内筋；31三角形截面的内 筋；32菱形截面的内筋；4、铅箔。
具体实施方式
实施例1 如图1、图5所示的超级电容器集流体，采用纵横式内筋、中置式极耳结构。外形尺寸为长度χ宽度χ厚度，248X152X3. 0 mmXmmXmm ；铅箔厚度为0. 6mm。 边框的截面为正六边形，内筋的截面为三角形。集流体采用铅锑合金铸造，锑含量为4. 8 5%。实施例2 如图1、图6所示的超级电容器集流体，内筋的截面为菱形。本实施例其余同实施例1。实施例3 如图3、图5所示的超级电容器集流体，采用辐射式内筋、中置式极耳结 构。本实施例其余同实施例1。实施例4 如图3、图6所示的超级电容器集流体，采用辐射式内筋、中置式极耳结 构；内筋的截面为菱形。本实施例其余同实施例1。实施例5 如图1、图5所示的超级电容器集流体，采用铅钙锡合金铸造，钙含量为 0. 07 0. 08%,锡含量为..0. 5 0. 6%ο本实施例其余同实施例1。以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型 的权利要求限定范围内进行的各种变化均应在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种超级电容器集流体，包括铅或者铅合金的格子体与极耳，所述极耳位于所述格 子体上，其特征在于，所述格子体不设置通孔，所述格子体上的格子形成的孔为盲孔。
2.根据权利要求1所述的超级电容器集流体，其特征在于，所述盲孔为铅箔封闭。
3.根据权利要求1所述的超级电容器集流体，其特征在于，所述格子体的边框的截面 可以是矩形、梯形、圆形、椭圆形、三角性或多边形。
4.根据权利要求1所述的超级电容器集流体，其特征在于，所述格子体的内筋的截面 可以是矩形、梯形、圆形、椭圆形、三角性或多边形。
5.根据权利要求1所述的超级电容器集流体，其特征在于，所述格子体的内筋可以布 置成纵横式或者辐射式。
6.根据权利要求1所述的超级电容器集流体，其特征在于，所述极耳在格子体上的布 置方式可以是中置式或边置式。
7.根据权利要求2所述的超级电容器集流体，其特征在于，所述格子体的边框及内筋 的厚度为1. 0 5. 5mm。
8.根据权利要求2所述的超级电容器集流体，其特征在于，所述铅箔的厚度为 0. 3 L Omm0
专利摘要本实用新型公开了一种超级电容器集流体，包括铅或者铅合金的格子体与极耳，所述极耳位于所述格子体上，其特征在于，所述格子体不设置通孔，所述格子体上的格子形成的孔为盲孔。采用本实用新型的集流体可以制成大尺寸、大容量、低成本的碳电极，特别适合水系电解质混合电化学电容器。
文档编号H01G9/048GK201868253SQ20102063546
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者孟波, 张娟, 柳颖, 郑军伟, 高建峰 申请人:苏州大学