本发明属于电容器技术领域,尤其涉及一种改善超级电容器容量的制备方法。
背景技术:
超级电容器是一种新型的储能器件,具有高功率,快速充放电、循环寿命长及绿色环保等性能优势,越来越受到人们的重视。其中双电层超级电容器由于在制备成本与循环寿命等方面的优势,已经在为目前研究与应用最为广泛的储能器件之一。
超级电容器一个重要技术指标是容量,相比于电池产品,容量低是目前超级电容器存在的一个性能短板,其中包括电极原材料活性物质的选择是影响容量高低的关键,活性物质的比表面积越大,则存储电荷的能力越强,超级电容器存储电量的能力则越强。容量密度是超级电容器的“死穴”。为提高超级电容器的容量密度,国内外都投入了大量的资金和人力在研究。
常规电极制备方法要提升容量可以通过提高电极压实密度,以在有限空间内容纳更多活性物质以提高能量密度,但常规方法在压实密度提高后,电极含浸电解液能力降低,循环下降。
技术实现要素:
鉴于以上所述,本发明正是针对以上技术问题,提供了一种改善超级电容器容量的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种改善超级电容器容量的制备方法,包括以下步骤,
s1、将活性炭、新型碳材料、粘结剂、导电剂按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合,得到混合碳材料,其中活性炭、新型碳材料、粘结剂、导电剂的比例分别为70%-80%、4%-8%、8%-11%、8%-11%;
s2、将s1中所得的混合碳材料涂布于集流体,并放入干燥箱内烘烤除去其中的水分,得预处理电极;
s3、将s2中所得的预处理电极进行碾压;
s4、在碾压过后的预处理电极表面上,通过气流冲击的方式制造孔径为5-10微米的细槽,最后得电容器电极。
本发明提供的一种改善超级电容器容量的制备方法可进一步设置为所述新型碳材料为石墨烯纳米带或碳纳米纤维。
本发明提供的一种改善超级电容器容量的制备方法可进一步设置为所述粘结剂为sbr、cmc、ptfe中的其中一种,或任意多种混合组成。
本发明提供的一种改善超级电容器容量的制备方法可进一步设置为所述导电剂为炭黑、导电石墨中的其中一种,或两种混合组成。
本发明提供的一种改善超级电容器容量的制备方法可进一步设置为s5中细槽的还可通过针刺、刮除、激光造孔的方式形成。
本发明提供的一种改善超级电容器容量的制备方法可进一步设置为所述细槽的深度不超过50微米。
本发明的优先和有益效果为:新型碳材料为石墨烯纳米带或碳纳米纤维,粘结剂为sbr、cmc、ptfe中的其中一种,或任意多种混合组成,导电剂为炭黑、导电石墨中的其中一种,或两种混合组成,其中,软性材料有助于提升压实密度,高比表面积的材料可以提供更多容量。通过针刺、刮除、气流冲击、激光造孔的方式制造孔径在5-10微米、深度不超过50微米的细槽,便于电解液含浸。
具体实施方式
实施例一
一种改善超级电容器容量的制备方法,包括以下步骤,
s1、将活性炭、新型碳材料、粘结剂、导电剂按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合,得到混合碳材料,其中活性炭、新型碳材料、粘结剂、导电剂的比例分别为70%、8%、11%、11%,所述新型碳材料为石墨烯纳米带或碳纳米纤维,所述粘结剂为sbr、cmc、ptfe中的其中一种,或任意多种混合组成,所述导电剂为炭黑、导电石墨中的其中一种,或两种混合组成,其中,软性材料有助于提升压实密度,高比表面积的材料可以提供更多容量;
s2、将s1中所得的混合碳材料涂布于集流体,并放入干燥箱内烘烤除去其中的水分,得预处理电极;
s3、将s2中所得的预处理电极进行碾压;
s4、在碾压过后的预处理电极表面上,通过气流冲击、针刺、刮除、激光造孔的方式制造孔径为5微米的细槽,所述细槽的深度不超过50微米,便于电解液含浸,最后得电容器电极,并制成3000f的圆柱,然后放入电解液中含浸。含浸完成后分别针对该产品进行电解液含浸量的检测和容量的检测,检测出该产品的电解液含浸量为180克;容量为3100f/m²。
实施列二
s1、将活性炭、新型碳材料、粘结剂、导电剂按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合,得到混合碳材料,其中活性炭、新型碳材料、粘结剂、导电剂的比例分别为75%、6%、9%、10%,所述新型碳材料为石墨烯纳米带或碳纳米纤维,所述粘结剂为sbr、cmc、ptfe中的其中一种,或任意多种混合组成,所述导电剂为炭黑、导电石墨中的其中一种,或两种混合组成,其中,软性材料有助于提升压实密度,高比表面积的材料可以提供更多容量;
s2、将s1中所得的混合碳材料涂布于集流体,并放入干燥箱内烘烤除去其中的水分,得预处理电极;
s3、将s2中所得的预处理电极进行碾压;
s4、在碾压过后的预处理电极表面上,通过气流冲击、针刺、刮除、激光造孔的方式制造孔径为7微米的细槽,所述细槽的深度不超过50微米,便于电解液含浸,最后得电容器电极,并制成3000f的圆柱,然后放入电解液中含浸。含浸完成后分别针对该产品进行电解液含浸量的检测和容量的检测,检测出该产品的电解液含浸量为190克;容量为3200f/m²。
实施列三
s1、将活性炭、新型碳材料、粘结剂、导电剂按一定比例放入到搅拌器内进行搅拌混合,得到混合碳材料,其中活性炭、新型碳材料、粘结剂、导电剂的比例分别为80%、4%、8%、8%,所述新型碳材料为石墨烯纳米带或碳纳米纤维,所述粘结剂为sbr、cmc、ptfe中的其中一种,或任意多种混合组成,所述导电剂为炭黑、导电石墨中的其中一种,或两种混合组成,其中,软性材料有助于提升压实密度,高比表面积的材料可以提供更多容量;
s2、将s1中所得的混合碳材料涂布于集流体,并放入干燥箱内烘烤除去其中的水分,得预处理电极;
s3、将s2中所得的预处理电极进行碾压;
s4、在碾压过后的预处理电极表面上,通过气流冲击、针刺、刮除、激光造孔的方式制造孔径为10微米的细槽,所述细槽的深度不超过50微米,便于电解液含浸,最后得电容器电极,并制成3000f的圆柱,然后放入电解液中含浸。含浸完成后分别针对该产品进行电解液含浸量的检测和容量的检测,检测出该产品的电解液含浸量为170克,容量为3000f/m²。
从上述的三项实施例中可以看出,通过实施例二中的一种改善超级电容器容量的制备方法,所制备出的电解液含浸量最高、电容器电极容量也最高,由此可见实施例二中的方案最优。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。