本發(fā)明涉及電極材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超級電容電極片及其制備方法。
背景技術(shù)：
超級電容器是一種介于蓄電池和傳統(tǒng)電容器之間、基于電極/電解液界面的電化學過程的儲能元件，其容量來源于雙電層電容和法拉第準電容，它兼有普通電容器功率密度大和蓄電池能量密度高的特點，具有優(yōu)異的連續(xù)快速充放電性能、循環(huán)壽命長、功率密度高、使用溫度范圍寬、對環(huán)境友好等優(yōu)點。超級電容器在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景，如移動通信、信息技術(shù)、航空航天、國防科技、民用領(lǐng)域或單獨用于調(diào)整電負荷、貯存電力，或與燃料電池、太陽能電池、風力發(fā)電、內(nèi)燃機等產(chǎn)生電能的裝置混合使用。目前越來越多的研究關(guān)注的提高超級電容器的電化學性能，尤其提高其比電容、充放電循環(huán)性能等。目前的研究表面，超級電容器的電極材料是制約其性能的關(guān)鍵因素之一，而活性炭材料具有的大的比表面積、高的中孔率、低的電阻率、化學性能穩(wěn)定、孔結(jié)構(gòu)可控、價格低廉、來源廣泛等優(yōu)點，使其作為超級電容器的理想電極材料。因此，如何制備出比表面積大、中孔率高、總孔容大的活性炭材料對提高超級電容器的電化學性能具有至關(guān)重要的作用。
以活性炭作為電極材料的超級電容器是建立在德國物理學家亥姆霍茲提出的界面雙電層理論基礎(chǔ)上的一種全新的電容器，其電極材料的性能決定了雙電層電容器的工作性能，如電極導電率、電極比表面積等。目前超 級電容器常用的碳電極材料有多孔結(jié)構(gòu)的活性炭粉末、碳納米管等，而工業(yè)生產(chǎn)上主要是使用活性炭粉末。一般認為電極材料的比表面積在一定程度上和雙電層電容器的電容大小是線性相關(guān)的，因此許多生產(chǎn)廠家為了提高產(chǎn)品電容性能，選擇顆粒尺寸和孔徑都很小的活性炭粉末，這樣的粉末由于比表面積大，制備得到的雙電層電容器比電容大、能量密度較高的超級電容，但這種雙電層電容器的儲能性能仍無法和電池、鋰電池等其他儲能設(shè)備相比擬。同時由于碳粉顆粒太小，導致制作得到的雙電層電容器內(nèi)阻大，充放電時間慢，功率密度低，完全失去了超級電容自身的優(yōu)勢和特點。因此如何在功率密度和能量密度中尋找一個合適的平衡點，是目前雙電層電容器電極材料的研發(fā)關(guān)鍵點，可以充分發(fā)揮雙電層電容器的自身特長。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種超級電容電極片及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種超級電容器電極片，該電極片由第一縱向極片、第一橫向極片、第二縱向極片、第二橫向極片以及第三縱向極片組成；所述第一縱向極片、第一橫向極片、第二縱向極片構(gòu)成一號“U”形片，所述第二縱向極片、第二橫向極片以及第三縱向極片構(gòu)成二號“U”形片；所述第一縱向極片、第一橫向極片、第二縱向極片、第二橫向極片以及第三縱向極片的兩側(cè)面均設(shè)置有活性炭層；所述活性炭層的成分與所述一號“U”形片和二號“U”形片的所述碳電極成分一致；所述第一縱向極片、第一橫向極片、第二縱 向極片、第二橫向極片以及第三縱向極片的厚度相同，所述活性炭層的厚度小于第一縱向極片的厚度。
一種超級電容器電極片的制備方法，其特征在于：所述活性炭層的制備包括如下步驟：
a、將煤樣粉碎篩分至一定粒徑的粉末，進行去礦物質(zhì)處理，烘干；
b、將活化劑溶液按1∶1.5-3.5的比例混合均勻，過濾；
c、置于高溫反應(yīng)器中，在惰性氣保護下，以50℃/min的升溫速率升溫至500-1000℃下，活化3-5min，冷卻至室溫；
d、將步驟c得到的物料用水洗滌3-6次后，先進行酸洗，再用蒸餾水洗滌至PMIN接近7為止；
e、在一定條件下干燥至恒重為止，得到活性炭產(chǎn)品；
f、將步驟e得到的活性炭產(chǎn)品在壓制機中壓制成0.5mm-1mm的活性炭層；
g、將步驟e得到的活性炭層通過粘膠劑粘接在第一縱向極片、第一橫向極片、第二縱向極片、第二橫向極片以及第三縱向極片的兩側(cè)面上。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中所述活性炭層的成分與所述超級電容器電極片的所述碳電極成分一致，故進一步提高了所述碳電極的表面積，進而使超級電容器的容量進一步得以擴大。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：10-第一縱向極片；11-第一橫向極片；12-第二縱向極片；13-第二橫向極片；14-第三縱向極片；2-活性炭層。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
首先說明根據(jù)本發(fā)明第一方面的超級電容器電極片。
如圖1所示，所述一種超級電容器電極片，該電極片由第一縱向極片10、第一橫向極片11、第二縱向極片12、第二橫向極片13以及第三縱向極片14組成；所述第一縱向極片10、第一橫向極片11、第二縱向極片12構(gòu)成一號“U”形片，所述第二縱向極片12、第二橫向極片13以及第三縱向極片14構(gòu)成二號“U”形片；所述第一縱向極片10、第一橫向極片11、第二縱向極片12、第二橫向極片13以及第三縱向極片14的兩側(cè)面均設(shè)置有活性炭層2；所述活性炭層2的成分與所述一號“U”形片和二號“U”形片的所述碳電極成分一致；所述第一縱向極片10、第一橫向極片11、第二縱向極片12、第二橫向極片13以及第三縱向極片14的厚度相同，所述活性炭層2的厚度小于第一縱向極片10的厚度。
其次說明根據(jù)本發(fā)明第二方面的超級電容器電極片的制備方法，包括如下步驟：
a、將煤樣粉碎篩分至一定粒徑的粉末，進行去礦物質(zhì)處理，烘干；b、將活化劑溶液按1∶1.5-3.5的比例混合均勻，過濾；c、置于高溫反應(yīng)器中，在惰性氣保護下，以50℃/min的升溫速率升溫至500-1000℃下，活化3-5min，冷卻至室溫；d、將步驟c得到的物料用水洗滌3-6次后，先進行酸洗，再用蒸餾水洗滌至PMIN接近7為止；e、在一定條件下干燥至 恒重為止，得到活性炭產(chǎn)品；f、將步驟e得到的活性炭產(chǎn)品在壓制機中壓制成0.5mm-1mm的活性炭層2；如圖1所示，g、將步驟e得到的活性炭層2通過粘膠劑粘接在第一縱向極片10、第一橫向極片11、第二縱向極片12、第二橫向極片13以及第三縱向極片14的兩側(cè)面上。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。