無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器的制造方法
【專利說(shuō)明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本發(fā)明涉及一種電容器，具體涉及一種無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器。
[【背景技術(shù)】]
[0002]碳納米管(Carbon Nanotubes ,CNTs)是一種由石墨片層卷曲構(gòu)成的管狀碳材料，其具有很高的比表面積、良好的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，是目前被廣泛認(rèn)可的理想電容器電極材料之一。碳納米管巴基紙(Bucky paper)是一種基于碳管間的范德華力而形成的具有特殊自支撐結(jié)構(gòu)的薄膜，但其機(jī)械性和柔韌性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通的CNTs薄膜，這使得巴基紙成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。
[0003]現(xiàn)有的超級(jí)電容器極片普遍采用銅箔或鋁箔作為集流體，活性物質(zhì)采用涂覆的方式附著在集流體上，這往往使得器件的質(zhì)量比容量降低。而且有些電解液在使用過(guò)程中會(huì)造成銅箔的腐蝕或溶解使得器件發(fā)生其他副反應(yīng)，影響性能。巴基紙具有良好的導(dǎo)電性能、極低的內(nèi)阻和一定的存儲(chǔ)電荷容量，目前在聚合物/巴基紙和金屬氧化物/巴基紙復(fù)合電極材料方面已經(jīng)進(jìn)行了很多的研究，但直接使用巴基紙作為無(wú)集流體自支撐電極的研究還未見(jiàn)報(bào)道。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明提供一種無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器。該發(fā)明采用巴基紙作為電極，其具有很高的導(dǎo)電性，同時(shí)可以作為電極活性材料吸附電解質(zhì)離子，因此可以不需依靠金屬集流體而具有很小的電阻值，減輕了器件的質(zhì)量，大大提高器件的比容量，是一種柔性超級(jí)電容器的良好選擇。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，正、負(fù)極片均采用巴基紙作為活性材料，正、負(fù)極片的質(zhì)量比為(1.0-1.3): 1，在正、負(fù)極片上分別涂上導(dǎo)電膠粘劑并小心地引出極耳，按照正極-隔膜-負(fù)極的順序組裝成超級(jí)電容器電芯，最后注入電解液并封裝制備成超級(jí)電容器單體。
[0006]所述述超級(jí)電容器中采用的巴基紙的制備方法為:將碳納米管、分散劑和溶劑進(jìn)行混合攪拌一段時(shí)間，接著將上述攪拌后的混合物超聲處理30-60min。將超聲后的濁液置于布氏漏斗中，先靜置24-72h使得固體均勻自由沉降，隨后進(jìn)行抽濾、烘干制備得到巴基紙。注意在液體即將全部抽完之前，降低抽濾強(qiáng)度，防止巴基紙開裂。
[0007]所述超級(jí)電容器采用的電解液為電解質(zhì)和溶劑組成，電解質(zhì)為四乙基氟硼酸銨或三乙基一甲基四氟硼酸銨鹽等季銨鹽，溶劑為乙腈、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等中的一種或幾種的混合物。
[0008]優(yōu)選地，所述電解質(zhì)為四乙基氟硼酸銨，溶劑為乙腈和碳酸丙烯酯的混合物。
[0009]優(yōu)選地，所述電解液溶劑中乙腈的比例為60-70vol.%。
[0010]優(yōu)選地，所述正負(fù)極片的質(zhì)量比為1.1-1.2:1。
[0011]優(yōu)選地，所述巴基紙的面密度為120-200g/m2。
[0012]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電膠粘劑為導(dǎo)電銀膠。
[0013]優(yōu)選地，所述極耳為輕質(zhì)銅極耳。
[0014]本發(fā)明的超級(jí)電容器制作簡(jiǎn)單、內(nèi)阻小、充放電效率高、省卻了金屬集流體占有的空間和質(zhì)量，該元器件可廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)中。
[【附圖說(shuō)明】]
[0015]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中1.極耳2.隔膜3.導(dǎo)電膠4.巴基紙
[【具體實(shí)施方式】]
[0017]以下，結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)于本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例和附圖僅用于解釋說(shuō)明而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]實(shí)施例1
[0019]本實(shí)施例的超級(jí)電容器由正負(fù)極片、隔膜、電解液、極耳等組成。其中，正負(fù)極片均為面密度為160g/m2的巴基紙，正、負(fù)極片的質(zhì)量比為1.2:1;在巴基紙的末端均勻地涂覆薄層導(dǎo)電銀膠，小心的將輕質(zhì)銅極耳粘到巴基紙極片上；隔膜為紙隔膜;電解液中的溶質(zhì)為四乙基氟硼酸銨，溶劑為乙腈和碳酸丙烯酯的混合物，其中乙腈的比例為60vol.%。將上述各電容器的組成部分組裝成軟包裝超級(jí)電容器單體，外殼為鋁塑膜。
[0020]實(shí)施例2
[0021]本實(shí)施例的超級(jí)電容器由正負(fù)極片、隔膜、電解液、極耳等組成。其中，正負(fù)極片均為面密度為160g/m2的巴基紙，正、負(fù)極片的質(zhì)量比為1.1:1;在巴基紙的末端均勻地涂覆薄層導(dǎo)電銀膠，小心的將輕質(zhì)銅極耳粘到巴基紙極片上；隔膜為紙隔膜;電解液中的溶質(zhì)為四乙基氟硼酸銨，溶劑為乙腈和碳酸丙烯酯的混合物，其中乙腈的比例為60vol.%。將上述各電容器的組成部分組裝成軟包裝超級(jí)電容器單體，外殼為鋁塑膜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，其特征在于正、負(fù)極片均采用巴基紙作為活性材料，正、負(fù)極片的質(zhì)量比為1.0-1.3:1，在正、負(fù)極片上分別涂上導(dǎo)電膠粘劑并引出極耳，按照正極-隔膜-負(fù)極的順序組裝成超級(jí)電容器電芯，最后注入電解液并封裝制備成超級(jí)電容器單體。2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，其特征在于所述巴基紙的制備方法為:將碳納米管、分散劑和溶劑進(jìn)行混合攪拌，接著將上述攪拌后的混合物超聲處理30-60min，將超聲后的濁液置于布氏漏斗中，先靜置24-72h使得固體均勻自由沉降，隨后進(jìn)行抽濾，在液體即將全部抽完之前，降低抽濾強(qiáng)度，防止巴基紙開裂，最后烘干制備得到巴基紙。3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，其特征在于所述電解液為電解質(zhì)和溶劑組成，電解質(zhì)為四乙基氟硼酸銨或三乙基一甲基四氟硼酸銨鹽，溶劑為乙腈、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的一種或幾種的混合物。4.如權(quán)利要求3所述的無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，其特征在于所述電解質(zhì)為四乙基氟硼酸銨，溶劑為乙腈和碳酸丙烯酯的混合物，乙腈的比例為60-70vol.%。5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，其特征在于所述正、負(fù)極片的質(zhì)量比為1.1-1.2。6.如權(quán)利要求1所述的無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，其特征在于所述巴基紙的面密度為120-200g/m2。7.如權(quán)利要求1所述的無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，其特征在于所述導(dǎo)電膠粘劑為導(dǎo)電銀膠。8.如權(quán)利要求1所述的無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，其特征在于所述極耳為輕質(zhì)銅極耳。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)金屬集流體的自支撐超級(jí)電容器，該電容器采用巴基紙作為正、負(fù)極活性材料，正、負(fù)極片的質(zhì)量比為1.0-1.3：1，在正、負(fù)極片上分別涂上導(dǎo)電膠粘劑并小心地引出極耳，按照正極-隔膜-負(fù)極的順序組裝成超級(jí)電容器電芯，最后注入電解液并封裝制備成超級(jí)電容器單體。本發(fā)明的超級(jí)電容器制作簡(jiǎn)單、內(nèi)阻小、充放電效率高、省卻了金屬集流體占有的空間和質(zhì)量，該元器件可廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)中。
【IPC分類】H01G11/86, H01G11/28, H01G11/36
【公開號(hào)】CN105551824
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510953404
【發(fā)明人】夏恒恒, 吳明霞, 安仲勛, 顏亮亮, 黃廷立, 范羚羚, 劉永環(huán)
【申請(qǐng)人】上海奧威科技開發(fā)有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日