專利名稱：活性碳纖維電極超級電容器及電極的制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于基于超級電容器制造技術范圍，特別涉及具有高儲能特性和高放 電功率的一種活性碳纖維電極的超級電容器及電極的制造方法。
背景技術：
超級電容器是一種新型儲能裝置，集高能量密度、高功率密度、長壽命等特 性于一身，此外它還具有免維護、高可靠性等優(yōu)點，是一種兼?zhèn)潆娙莺碗姵靥匦?的新型電子元件。根據儲能機理的不同其主要分為建立在界面雙電層基礎上的 "雙電層型"超級電容器以及建立在法拉第準電容基礎上的"準電容型"超級電 容器。碳材料的性質是決定"雙電層型"超級電容器性能的決定因素。其中包括 碳材料的比表面積、孔徑分布、電化學穩(wěn)定性和電導率等。經過研究滿足要求的 碳材料有活性碳，活性碳纖維，納米碳管等等，這方面比較典型的專利如美國
MAXWELL公司的專利《具有密封電解封口的多電極雙層電容器》(CA1408121A)， 清華大學的專利《一種基于活性碳電極的超級電容器及其制造方法》 (200910086835.2)以及北京集星聯合電子科技有限公司的專利《活性碳纖維布 /噴涂鋁復合極板雙電層電容器及其制備方法》(ZL03124290.1)。"準電容"的原 理是電極材料利用鋰離子或質子在材料的三維或準二維晶格立體結構中的儲留 來達到儲存能量的目的，雖然其充放電特性與雙電層電容極其相似，但其儲能機 理與碳材料表面的二維吸附有較大的差別，該類電極材料包括金屬氧化物、氮化 物、高分子聚合物等等，目前該領域的專利主要集中在混合型超級電容器領域， 如上海奧威科技開發(fā)有限公司的《一種車用動力電源超級電容器》(CN1431669), 清華大學的專利《基于氧化鈷及氧化釕的混合式超級電容器及其制造方法》 (200810111892. 7.)，《 一 種聚吡咯混合式超級電容器及其制造方法》 (200810101688.7)。超級電容器的關鍵指標包括能量密度以及放電功率等，其 中制約上述指標的關鍵因素是電極材料及電容器的組裝工藝。因此通過制備性能 優(yōu)良的新型活性碳電極材料以及在此基礎上制備新型活性碳電極可以有效的提高電容器的純能密度并提高電容器放電功率，基于上述新型活性碳纖維電極的超 級電容器在電子、信息、工業(yè)、交通、航天和軍用領域中具有重要的應用。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種活性碳纖維電極的超級電容器及電極的制造方法， 所述超級電容器的結構由陽極、隔膜和陰極依次迭加巻繞成電極芯后，灌注非水 性電解液，密封在不銹鋼或鋁外殼內構成圓柱型或方型結構，組裝成為全密封型 超級電容器，其特征在于，所述陽極和陰極由活性碳纖維材料分別粘附在陽極鋁 箔集流體以及陰極鋁箔集流體兩側制成；所述灌注非水性電解液由電解質三乙基 一甲基四氟硼酸銨鹽，溶劑為Y-丁內酯與碳酸丙烯脂按重量份數比6: 3的混合 溶液，添加劑環(huán)丁砜組成，三者的重量份數比為6: 3: 1，其中四氟硼酸銨鹽的 濃度為0. 5mol/L lmol/L。
所述活性碳纖維電極的制備方法 (1)活性碳纖維材料是采用比重為100 200g/r^粘膠纖維布作為原材料， 釆用磷酸氫二銨作為浸漬劑，通過浸漬、烘干、碳化、活化、后處理等五步工序 完成，
1)浸漬工藝為將原材料采用溶解在去離子水中配制成濃度為 25wt。/。 40wt。/。的磷酸氫二銨進行浸泡，浸泡時間控制在40分鐘 60分鐘；
2) 烘干工藝為將浸泡完成的原材料在日照及通風良好的情況下晾干，晾曬 時間應不超過72小時，晾曬后，布中水分含量不超過5wt9&;
3) 碳化工藝為將烘干后的原材料在碳化溫度控制在250 42(TC之間，在水 蒸汽-空氣混合氣氛保護下進行碳化處理。
4) 活化工藝為將碳化處理過的原材料在900 92(TC溫度范圍內，'水蒸汽-氮氣混合氣氛保護下進行活化造孔處理40 60分鐘，若一次活化處理完成后沒 有達到預期效果，則進行兩次以上相同工藝處理直至徹底活化；
5) 后處理工藝為將活化處理過的活性碳纖維浸漬在5wt9&硫酸水溶液中，超 聲洗滌，去除殘留焦油，最后用大量去離子水反復清洗并徹底烘干。
通過上述工藝制備的活性碳纖維磷雜質含量低于lwt%，氧雜質含量低于4wt%，比表面積大于1500m7g,非常適合作為超級龜容器的電極材料。
(2)活性碳纖維電極是采用噴涂或蒸鍍的方法在活性碳纖維布的一側附著 一層微小金屬鋁顆粒作為導電層，微小金屬鋁顆粒滲入到活性碳纖維布的內部構 成導電網絡結構，將上述活性碳纖維布附著導電層的側面采用導電性粘合劑粘附 '在連續(xù)化鋁箔集流體的兩側制備成為新型活性碳纖維電極。
噴涂工藝為將活性碳纖維布裝在噴涂機的放巻站上，將布穿過冷卻板(噴涂 板)后巻繞在收巻站上，開動熱噴涂設備或等離子噴涂設備將熔融鋁顆粒噴涂在 活性碳纖維的表面，鋁顆粒冷卻后便可以在活性碳纖維布的表面形成一層厚度在 150 300微米，連續(xù)但較為粗糙的金屬鋁層，控制噴槍口與纖維布之間的距離以 及活性碳纖維布的移動速度可以控制鋁層的厚度，噴涂工藝的優(yōu)點在于設備簡 單，金屬附著層厚，金屬顆?？梢詽B透至活性碳纖維布的深處，但其缺點在于金 屬附著層表面粗糙，毛刺較多，容易導致電極之間的微短路現象。
蒸鍍工藝為將活性碳纖維布裝在真空蒸鍍機的放巻站上，將布穿過蒸鍍輥巻 繞在收巻站上，用真空泵抽真空，使蒸鍍室中的真空度達到4X10—4mba以上，加 熱蒸發(fā)舟使高純度的鋁絲在130(TC 140(TC的溫度下融化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁。啟動 巻繞系統(tǒng)使氣態(tài)鋁微粒在移動的活性碳纖維布表面沉積、冷卻即形成一層連續(xù)而 光亮的金屬鋁層，鍍鋁層厚度在50 200微米，通過控制金屬鋁的蒸發(fā)速度，活 性碳纖維布的移動速度以及蒸鍍室內的真空度等來控制鍍鋁層的厚度，蒸鍍工藝 的優(yōu)點在于鋁鍍層均勻，毛剌少，而且鋁表面氧化程度低。
所述導電性粘合劑由銀重量百分比含量為50% 90%的銀導電性填料填充在 環(huán)氧樹脂膠黏劑體系中形成導電性粘合劑，或由乙炔黑重量百分比為10% 60% 的乙炔黑導電性填料填充在環(huán)氧樹脂膠黏劑體系中形成導電性粘合劑，配制完成 后加入丙酮或N-甲基吡咯垸酮進行稀釋，以調整導電性粘合劑的粘度和流動性， 以采用刮涂或刷涂均勻為準，涂布在鋁箔集流體的兩側或活性碳纖維布附著有鋁 金屬導電層的一側，然后將活性碳纖維布粘附在鋁箔集流體兩側表面并壓實，以 使二者之間粘附更加結實,然后進行烘烤處理以促使粘合劑固化,處理溫度為140 'C 160'C，烘烤時間不低于2小時，不超過24小時，這些導電性粘合劑在固化后形成了導電膠的分子骨架結構，并使導電填料粒于形成通道。從而有效降低活 性碳纖維與鋁箔集流體之間的接觸內阻，進而可以改善電容器的大功率放電特性。
本發(fā)明的有益效果是通過制備活性碳纖維電極，有效的提高了電容器的容
量，降低了電容器的內阻；采用新配方的非水性電解液提高了電容器的工作電壓， 改善了電容器的高溫工作性能。本超級電容器工作電壓范圍為0V 2.8V，儲能密 度可以達到6Wh/kg。具有良好的高溫環(huán)境工作特性，7(TC條件下工作壽命可達 20萬次以上。上述優(yōu)異的性能使本發(fā)明的超級電容器在工業(yè)不間斷電源、電動車 輛、風力發(fā)電，軍用大功率電源、無線電通訊等領域具有十分廣泛的應用。
圖1為活性碳纖維多孔結構示意圖
圖2為活性碳纖維電子掃描顯微鏡照片
圖3為活性碳纖維元素成分檢測(能譜方法)圖
圖4為附著了鋁金屬導電層的活性碳纖維結構示意圖
圖5為附著了鋁金屬導電層的活性碳纖維掃描電子纖維鏡照片
圖6為圓柱形電極芯結構示意圖
圖7為圓柱形電容器結構示意圖
圖8為方型電極芯結構示意圖
圖9為方型電容器結構示意圖
具體實施例方式
本發(fā)明提出一種活性碳纖維電極超級電容器及電極的制造方法，所述超級電 容器的結構由陽極、隔膜和陰極依次迭加巻繞成電極芯后，灌注非水性電解液， 密封在不銹鋼或鋁外殼內構成圓柱型或方型結構，組裝成為全密封型超級電容 器，所述陽極和陰極由活性碳纖維材料分別附著在陽極鋁箔集流體以及陰極鋁箔 集流體兩面制成；所述灌注非水性電解液由電解質三乙基一甲基四氟硼酸銨鹽， 溶劑為Y-丁內酯與碳酸丙烯脂按重量份數比6: 3的混合溶液，添加劑環(huán)丁砜組 成，三者的重量份數比為6: 3:1,其中四氟硼酸銨鹽的濃度為0. 5mol/L lmol/L。所述電極為將活性碳纖維表面附著，鋁金屬導電層后通過導電性粘合劑粘附
在鋁箔集流體上制備而成。本發(fā)明制造的超級電容器能量密度達到6Wh/kg，有望 在電子、汽車、航天、軍事等多種領域獲得廣泛應用。
活性碳纖維，活性碳纖維電極制備以及超級電容器組裝的詳細工藝為
1. 活性碳纖維材料的詳細制備工藝所述活性碳纖維材料是采用粘膠纖維布 1作為原材料(如圖2活性碳纖維布形貌掃描電鏡照片和圖3采用能譜方法檢測 的活性碳纖維布元素含量對比示意圖所示)，采用磷酸氫二銨作為浸漬劑，通過 浸漬、烘干、碳化、活化、后處理等五步工序完成。選取粘膠纖維作為原材料，
粘膠纖維布比重在100 200g/in2之間，理想比重為180g/m2。選用磷酸氫二銨溶 解在去離子水中配制成濃度范圍為25wt9T40wt呢的浸漬劑，最佳濃度范圍是 35wt%。將粘膠纖維放置于浸漬劑中充分浸泡，浸泡時間控制在55分鐘。取出后 在日照及通風良好的情況下晾干，晾曬時間應不超過72小時，晾曬后布中水分 含量不超過5wt%。將晾曬后的粘膠纖維在水蒸氣空氣混合氣氛下進行碳化預處 理，碳化溫度控制在250 40(TC之間，最高溫度不宜超過420。C，最佳碳化溫度 在320°C。將碳化處理過的材料進一步在水蒸氣氮氣等量混合氣氛中進行活化處 理，活化溫度控制在92(TC，活化時間應適當延長，如一次活化處理完成后沒有 達到預期效果可將活化處理產物再次進行相同條件下的二次活化處理直至徹底 活化。將活化處理完成的活性碳纖維浸漬在5%硫酸水溶液中通過超聲洗滌的方法 進行清洗以去除殘留焦油，最后用大量去離子水反復清洗并將其徹底烘干。上述 工藝制備的活性碳纖維多孔結構特征如圖1所示，圖1為活性碳纖維多孔結構示 意圖，圖中l(wèi)為活性碳纖維布，2為微孔結構。材料微觀形貌如圖2所示。上述 工藝所制備纖維材料的顯著特點是雜質含量少，如圖3所示其含碳量高達95wt%， 其磷雜質含量低于lwt%，氧雜質含量低于4wt%，比表面積大于1500m2/g,非常 適合作為超級電容器的電極材料。
2. 所述活性碳纖維電極的制備方法包括采用蒸鍍或噴涂方法在活性碳纖維 布的一側附著一層鋁導電層。蒸鍍工藝為將活性碳纖維布裝在真空蒸鍍機的放巻 站上，將布穿過冷卻輥(蒸鍍輥)巻繞在收巻站上，用真空泵抽真空，使蒸鍍室中的真空度達到4X10—4mba以上，加熱蒸發(fā)*舟使筒純度的鋁絲在130(TC 1400 t;的溫度下融化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁。啟動巻繞系統(tǒng)使氣態(tài)鋁微粒在移動的活性碳纖 維布表面沉積、冷卻即形成一層連續(xù)而光亮的金屬鋁層，其結構如圖4所示。通 過控制金屬鋁的蒸發(fā)速度，活性碳纖維布的移動速度以及蒸鍍室內的真空度等來 控制鍍鋁層的厚度， 一般鍍鋁層厚度在50 200微米，最佳厚度為160 180微 米，蒸鍍工藝的優(yōu)點在于鋁鍍層非常均勻，毛刺少，而且鋁表面氧化程度低，但 是缺點是鍍層厚度偏小，蒸鍍時間較長，工藝成本較高。
噴涂工藝為將活性碳纖維布裝在噴涂機的放巻站上，將布穿過冷卻板(噴涂 板)后巻繞在收巻站上，開動熱噴涂設備或等離子噴涂設備將熔融鋁顆粒噴涂在 活性碳纖維的表面，鋁顆粒冷卻后便可以在活性碳纖維布的表面形成一層連續(xù)但 較為粗糙的金屬鋁層，其結構如圖4所示,圖中3為活性碳纖維束,4為碳纖維布 表面附著的鋁金屬導電層?？刂茋姌尶谂c纖維布之間的距離以及活性碳纖維布的 移動速度可以控制鋁層的厚度， 一般噴涂鋁層厚度在150 300微米，由于噴涂 鋁層厚度較大，因此其最佳厚度為200 240微米，噴涂工藝的優(yōu)點在于設備簡 單，金屬附著層厚，金屬顆粒可以滲透至活性碳纖維布的深處，但其缺點在于金 屬附著層表面粗糙，毛刺較多，容易導致電極之間的微短路現象，而且噴涂加工 過程是在空氣氣氛下完成，金屬附著層氧化程度較大。噴涂金屬附著層的表面微 觀形貌掃描電子顯微鏡照片如圖5所示。
3.活性碳纖維電極的詳細制備工藝完成活性碳纖維布表面金屬附著處理 后，需要將其附著在連續(xù)化鋁箔集流體的表面。Maxwell公司專利技術及北京集 星聯合電子科技有限公司的專利技術都是將活性碳纖維布與鋁箔集流體簡單接 觸。本專利提出一種活性碳纖維布與鋁箔兩側表面之間通過導電性粘合劑粘合的 新工藝，可以顯著降低活性碳纖維布與鋁箔直接的接觸電阻，并便于電容器的自 動化生產。具體工藝為銀粉或導電乙炔黑等導電填料溶解于熱固性膠黏劑如環(huán)氧 樹脂膠黏劑體系中充分剪切攪拌配制成為導電性粘合劑。如選擇銀作為導電性填 料，則其重量百分比含量不超過90%，不低于50%，本發(fā)明選擇75%;如選擇乙炔 黑為導電性填料，則其重量百分比不超過60%,不低于10%，本發(fā)明選擇45%;配制完成后可加入適量丙酮、N-甲基吡咯烷酮等稀釋劑以調整粘合劑的粘度和流動 性，后續(xù)高溫固化處理時這些稀釋劑可以揮發(fā)掉。導電性粘合劑配制完成后采用 刮涂、刷涂等方式均勻涂布在鋁箔的兩側或活性碳纖維布附著有鋁金屬導電層的 一側，然后將活性碳纖維布粘附在鋁箔兩側表面并壓實以使二者之間粘附更加結 實，將電極進行烘烤處理以促使粘合劑固化，處理溫度為12(TC 18(TC,最佳處 理溫度為160°C，烘烤時間不低于2小時，不超過24小時。處理完成后將電極裁 切成為一定形狀以備下一步的電極芯制備。
4. 電極芯的制備及電容器的組裝詳細工藝電極芯主要包括圓柱形及方型兩 種結構，其中圓柱形電極芯結構如圖6所示，圖中3為活性碳纖維束，4為碳纖維 布表面附著的鋁金屬導電層。
其制備基本工藝過程為在陽極鋁箔集流體7以及陰極鋁箔集流體8上通過刺 鉚、冷焊以及超聲焊接等方式連接好條狀或針狀引流體6，然后按照圖7中所示 將陽極鋁箔集流體7、其表面粘附的陽性活性碳纖維9、陰極鋁箔集流體8、其表 面粘附的陰極活性碳纖維10、隔膜11等組件通過巻繞方法制備成為圓柱形電極 芯體，將電極芯的引流體分別與頂蓋13上的正極端子14和負極端子15采用鉚 接或焊接的方式連接好后放入圓柱形殼體12中，然后采用壓封或焊接的方式將 殼體12與頂蓋13連接完畢并確認密封，然后將加工好的半成品放置在12(TC真 空條件下烘干72小時以上備用。
方型電極芯結構如圖8所示，其制備基本工藝過程為在鋁箔集流體上通過超 聲焊接或直接裁切的方式連接好條狀或針狀引流體6，然后通過疊片方式將陽極 和陰極以及隔膜等結構組裝成為電極芯。方型電容器的結構如圖9所示，將電極 芯引流體分別與端蓋13上的正極端子14、負極端子15通過焊接方式連接好后放 置于殼體12中，通過焊接方式將端蓋13與殼體12連接連接完畢并確認密封， 然后將加工好的半成品放置在120'C真空條件下烘干72小時以上備用。
5. 超級電容器的注液與密封將封裝好但尚未注液的電容器于12(TC真空條 件下烘干72小時以上，然后從注液口 16注入非水性電解液并擰緊注液口螺栓完 成密封。所述非水性電解液由電解質和溶劑組成，電解質為三乙基一甲基四氟硼酸銨鹽，溶劑為Y-丁內酯與碳酸丙烯脂按重量i^in^6: 3的混合溶液，添加劑 環(huán)丁砜組成，上述三種溶劑都具有良好的耐高溫性能和較高的分解電壓，混合電 解液可有效提高電容器在高溫環(huán)境下的工作特性的同時提高電容器的工作電壓， 三者的最佳配比為6: 3: 1。電解液中四氟硼酸銨鹽的濃度為0.5mol/L lmol/L，
濃度越大則電解液導電率越高，濃度越低則電解液的穩(wěn)定性越好，本發(fā)明采用 濃度為0.8mol/L;采用上述電解液的電容器工作電壓達到2.8V，儲能密度達到 6Wh/kg，具有良好的高溫環(huán)境工作特性，70'C條件下工作壽命可達20萬次以上， 電解液灌注結束后將注液口 16密封完成電容器的組裝。
上述基于新型活性碳電極和有機電解液的超級電容器單元工作電壓達到 2. 8V，上述優(yōu)異的性能使本發(fā)明提出的超級電容器在工業(yè)不間斷電源、電動車輛、 風力發(fā)電，軍用大功率電源、無線電通訊等領域具有十分廣泛的應用。
權利要求
1.一種活性碳纖維電極超級電容器，所述超級電容器的結構由陽極、隔膜和陰極依次迭加卷繞成電極芯后，灌注非水性電解液，密封在不銹鋼或鋁外殼內構成圓柱型或方型結構，組裝成為全密封型超級電容器，其特征在于，所述陽極和陰極由活性碳纖維材料通過導電性粘合劑粘附在陽極鋁箔集流體以及陰極鋁箔集流體兩側制成；所述灌注非水性電解液由電解質三乙基一甲基四氟硼酸銨鹽，溶劑為γ-丁內酯與碳酸丙烯脂按重量份數比6∶3的混合溶液，添加劑環(huán)丁砜組成，三者的重量份數比為6∶3∶1，其中四氟硼酸銨鹽的濃度為0.5mol/L～1mol/L。
2. —種活性碳纖維電極超級電容器的電極制備方法，其特征在于，所述活性 碳纖維電極的制備方法，包括活性碳纖維材料和活性碳纖維電極的制備，(1) 活性碳纖維材料是采用比重為100 200g/ii^粘膠纖維布作為原材料， 采用磷酸氫二銨作為浸漬劑，通過浸漬、烘干、碳化、活化、后處理等五步工序 完成；a)浸漬工藝為將原材料采用溶解在去離子水中配制成濃度為 25wt"/。 40wty。的磷酸氫二銨進行浸泡，浸泡時間控制在40分鐘~60分鐘；b) 烘干工藝為將浸泡完成的原材料在日照及通風良好的情況下晾干，晾曬 時間應不超過72小時，晾曬后，布中水分含量不超過5wt%;c) 碳化工藝為將烘干后的原材料在碳化溫度控制在250 420'C之間，在水 蒸汽-空氣等量混合氣氛保護下進行碳化處理；d) 活化工藝為將碳化處理過的原材料在900 92(TC溫度范圍內，水蒸汽-氮氣等量混合氣氛保護下進行活化造孔處理40 60分鐘，若一次活化處理完成 后沒有達到預期效果，則進行兩次以上相同工藝處理直至徹底活化；e) 后處理工藝為將活化處理過的活性碳纖維浸漬在5wt呢硫酸水溶液中，超 聲洗滌，去除殘留焦油，最后用大量去離子水反復清洗并徹底烘干；通過上述工藝制備的活性碳纖維磷雜質含量低于lwt%，氧雜質含量低于 4w線，比表面積大于1500m7g，非常適合作為超級電容器的電極材料；(2) 活性碳纖維電極是采用噴涂或蒸鍍的方法在活性碳纖維布的一側附著一層微小金屬鋁顆粒作為導電層，微小金屬鋁顆粒'滲入到活性碳纖維布的內部構 成導電網絡結構，將上述活性碳纖維布附著導電層的側面采用導電性粘合劑粘附 在連續(xù)化鋁箔集流體的兩側制備成為活性碳纖維電極，其中鋁箔集流體為陽極鋁 箔集流體和陰極鋁箔集流體；所述采用噴涂或蒸鍍的方法是a) 噴涂工藝為將活性碳纖維布裝在噴涂機的放巻站上，將布穿過冷卻板(噴 涂板)后巻繞在收巻站上，開動熱噴涂設備或等離子噴涂設備將熔融鋁顆粒噴涂 在活性碳纖維的表面，鋁顆粒冷卻后便可以在活性碳纖維布的表面形成一層厚度 在150 300微米，連續(xù)但較為粗糙的金屬鋁層，控制噴槍口與纖維布之間的距 離以及活性碳纖維布的移動速度可以控制鋁層的厚度，噴涂工藝的優(yōu)點在于設備 簡單，金屬附著層厚，金屬顆粒可以滲透至活性碳纖維布的深處，但其缺點在于 金屬附著層表面粗糙，毛刺較多，容易導致電極之間的微短路現象；b) 蒸鍍工藝為將活性碳纖維布裝在真空蒸鍍機的放巻站上，將布穿過蒸鍍輥 巻繞在收巻站上，用真空泵抽真空，使蒸鍍室中的真空度達到4X10—4mba以上， 加熱蒸發(fā)舟使高純度的鋁絲在130(TC 140(TC的溫度下融化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁，啟 動巻繞系統(tǒng)使氣態(tài)鋁微粒在移動的活性碳纖維布表面沉積、冷卻即形成一層連續(xù) 而光亮的金屬鋁層，鍍鋁層厚度在50 200微米，通過控制金屬鋁的蒸發(fā)速度， 活性碳纖維布的移動速度以及蒸鍍室內的真空度等來控制鍍鋁層的厚度，蒸鍍工 藝的優(yōu)點在于鋁鍍層均勻，毛刺少，而且鋁表面氧化程度低。
3.根據權利要求2所述活性碳纖維電極超級電容器的電極制備方法，其特征 在于，所述導電性粘合劑由銀重量百分比含量為50% 90%的銀導電性填料填充在 環(huán)氧樹脂膠黏劑體系中形成導電性粘合劑，或由乙炔黑重量百分比為10% 60% 的乙炔黑導電性填料填充在環(huán)氧樹脂膠黏劑體系中形成導電性粘合劑，配制完成 后加入丙酮或N-甲基吡咯烷酮進行稀釋，以調整導電性粘合劑的粘度和流動性， 以采用刮涂或刷涂均勻為準，涂布在鋁箔集流體的兩側或活性碳纖維布附著有鋁 金屬導電層的一側，然后將活性碳纖維布粘附在鋁箔集流體兩側表面并壓實，以 使二者之間粘附更加結實,然后進行烘烤處理以促使粘合劑固化，處理溫度為140 'C 16(TC，烘烤時間為2小時 24小時，這些導電性粘合劑在固化后形成了導電膠的分子骨架結構，提供了力學性能和粘接性1旨保障，并使導電填料粒子形成通道；從而有效降低活性碳纖維與鋁箔集流體之間的接觸內阻，進而可以改善電容器的大功率放電特性。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于電容器的制造技術范圍的一種基于活性碳纖維布材料的超級電容器及其制造方法。該電容器由陽極、隔膜和陰極依次疊加卷繞成電極芯后，灌注非水性電解液，密封在不銹鋼或鋁外殼內構成圓柱型或方型結構，組裝成為全密封型超級電容器，其陽極和陰極由活性碳纖維材料粘附在陽極鋁箔集流體以及陰極鋁箔集流體兩側制成；降低了電容器的內阻；提高了電容器的工作電壓，其工作電壓為0V～2.8V，儲能密度達到6Wh/kg。具有良好的高溫環(huán)境工作特性，70℃條件下工作壽命可達20萬次以上。使本發(fā)明的超級電容器在工業(yè)不間斷電源、電動車輛、風力發(fā)電，軍用大功率電源、無線電通訊等領域具有十分廣泛的應用。
文檔編號H01G9/058GK101685713SQ20091009171
公開日2010年3月31日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權日2009年8月24日
發(fā)明者政 尤, 王曉峰, 阮殿波 申請人:清華大學