一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超級電容器用碳膜的制備方法，尤其涉及一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超級電容器是一種新型的能快速充/放電的綠色儲能裝置，它具有傳統(tǒng)電解電容器和電池的雙重功能，其功率密度遠(yuǎn)高于電池，且比電池充放電速度快很多，能量密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電解電容器。與傳統(tǒng)電解電容器和電池相比較，超級電容器具有體積小、能量密度大、充放電速度快、循環(huán)壽命長、放電功率高、工作溫度范圍寬(_40°C?85°C)、可靠性好及成本低廉等優(yōu)點。因此，超級電容器正已成為一種新型、高效、實用、綠色環(huán)保的快速充放電儲能器件，在能源、汽車、醫(yī)療衛(wèi)生、電子和軍事等領(lǐng)域都有十分廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]碳膜是紐扣超級電容器的核心部件，其由活性碳、導(dǎo)電碳和粘結(jié)劑等混合組成，其性能的好壞對超級電容器的容量、內(nèi)阻以及可靠性和壽命等均有直接的影響。通常，扣式超級電容器用碳膜的制備方法為將活性炭、導(dǎo)電碳、粘結(jié)劑和溶劑混合后在對輥機上進(jìn)行膠煉而成，采用這種制備方法所需混料周期長、效率低，所制備的碳膜內(nèi)部各物質(zhì)分散效果不穩(wěn)定，導(dǎo)電性差，從而使得所制備的扣式超級電容器制備成本較高、可靠性差、使用壽命縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種制備成本較高低、可靠性好、使用壽命長的扣式超級電容器用碳膜的制備方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，包括如下步驟:
1、球磨，將按70?95:1?27的比例混合的活性炭與導(dǎo)電碳放入行星式球磨機中進(jìn)行球磨分散混合Ih?10h，得到均勻干粉料；
Π、濕混，將步驟I所得活性炭和導(dǎo)電碳的干粉放入雙行星攪拌機中，并加入溶液和粘結(jié)劑，攪拌0.2h?5h形成粘稠不流動的濕物料；
m、造粒，將步驟Π所得粘稠物料放入螺桿擠出機中擠壓造粒；
IV、干燥，將步驟m所得物料顆粒放入鼓風(fēng)烘箱中烘烤2?1h;
V、浸潤，將步驟IV所得干燥物料顆粒放入溶液中浸潤5?60min;
V1、膠煉成膜，將步驟V所得溶液浸潤好的顆粒物料膠煉成彈性片狀碳膜。
[0006]根據(jù)所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π中的溶液為去離子水，所述步驟V中的溶液為無水甲醇、無水乙醇、異丙醇、丙酮和NMP中的一種或幾種。
[0007]根據(jù)所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π中制備的粘稠不流動的濕物料的固含量在30%?60%之間。
[0008]根據(jù)所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π中制備的粘稠不流動的濕物料的固含量優(yōu)選30%?40%。
[0009]根據(jù)所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟I中球磨分散混合時間優(yōu)選2h?5h。
[0010]根據(jù)所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π中的攪拌時間優(yōu)選0.5h?I h。
[0011 ]根據(jù)所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟π、m、V、VI中的環(huán)境溫度控制在20?40°C。
[0012]根據(jù)所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟VI中膠煉制備的薄彈性片狀碳膜的厚度控制在0.3m?2mm之間。
[0013]本發(fā)明所述的制備方法包括球磨、濕混、造粒、干燥、浸潤和膠煉成膜六個操作步驟，減少了操作工序，降低了操作時間，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度，并且有效提高了碳膜內(nèi)各種物質(zhì)混合的均勻度，制備出了各物質(zhì)分散性和結(jié)合力優(yōu)良的碳膜。使用該碳膜制備的扣式超級電容器降低了電極內(nèi)阻，改善了電極結(jié)構(gòu)和電化學(xué)穩(wěn)定性，提高了超級電容器的可靠性和使用壽命。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，如圖1所示，包括如下步驟:
1、球磨，將按70?95:1?27的比例混合的活性炭與導(dǎo)電碳放入行星式球磨機中進(jìn)行球磨分散混合Ih?10h，得到均勻干粉料；
Π、濕混，將步驟I所得活性炭和導(dǎo)電碳的干粉放入雙行星攪拌機中，并加入溶液和粘結(jié)劑，攪拌0.2h?5h形成粘稠不流動的濕物料；
m、造粒，將步驟Π所得粘稠物料放入螺桿擠出機中擠壓造粒；
IV、干燥，將步驟m所得物料顆粒放入鼓風(fēng)烘箱中烘烤2?1h;
V、浸潤，將步驟IV所得干燥物料顆粒放入溶液中浸潤5?60min;
V1、膠煉成膜，將步驟V所得溶液浸潤好的顆粒物料膠煉成彈性片狀碳膜。
[0016]所述步驟Π中的溶液為去離子水，所述步驟V中的溶液為無水甲醇、無水乙醇、異丙醇、丙酮和NMP中的一種或幾種。
[0017]所述步驟Π中制備的粘稠不流動的濕物料的固含量在30%?60%之間。
[0018]所述步驟Π中制備的粘稠不流動的濕物料的固含量優(yōu)選30%?40%。
[0019]所述步驟I中球磨分散混合時間優(yōu)選2h?5h。
[0020]所述步驟Π中的攪拌時間優(yōu)選0.5h?lh。
[0021]所述步驟Π、m、V、VI中的環(huán)境溫度控制在20?40°C。
[0022]所述步驟VI中膠煉制備的薄彈性片狀碳膜的厚度控制在0.3m?2mm之間。
[0023]本發(fā)明所述碳膜的制備采用六步式制備工藝，所述步驟m中，螺桿擠出機機頭采用多孔結(jié)構(gòu)，螺桿擠出機的螺桿、料筒和機頭均采用316不銹鋼制備，螺桿擠出機可以為單螺桿擠出機也可以為多螺桿擠出機。
[0024]上述實例中的六個步驟是一個完整的扣式超級電容器用碳膜制備過程，經(jīng)過大量的試驗表明，通過這樣一個完整的制備過程，可以有效縮短制備時間，提高生產(chǎn)效率和降低勞動強度，提高碳膜內(nèi)各種物質(zhì)混合的均勻度，提高碳膜內(nèi)部各碳層之間的結(jié)合力，制備出各物質(zhì)分散性和結(jié)合力優(yōu)良的碳膜。
【主權(quán)項】
1.一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，包括如下步驟: 1.球磨，將按70?95:1?27的比例混合的活性炭與導(dǎo)電碳放入行星式球磨機中進(jìn)行球磨分散混合Ih?10h，得到均勻干粉料； Π、濕混，將步驟I所得活性炭和導(dǎo)電碳的干粉放入雙行星攪拌機中，并加入溶液和粘結(jié)劑，攪拌0.2h?5h形成粘稠不流動的濕物料； m、造粒，將步驟Π所得粘稠物料放入螺桿擠出機中擠壓造粒； IV、干燥，將步驟m所得物料顆粒放入鼓風(fēng)烘箱中烘烤2?1h; V、浸潤，將步驟IV所得干燥物料顆粒放入溶液中浸潤5?60min; V1、膠煉成膜，將步驟V所得溶液浸潤好的顆粒物料膠煉成彈性片狀碳膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π中的溶液為去離子水，所述步驟V中的溶液為無水甲醇、無水乙醇、異丙醇、丙酮和NMP中的一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π中制備的粘稠不流動的濕物料的固含量在30%?60%之間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π中制備的粘稠不流動的濕物料的固含量優(yōu)選30%?40%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟I中球磨分散混合時間優(yōu)選2h?5h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π中的攪拌時間優(yōu)選0.5h?lh。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟Π、m、V、VI中的環(huán)境溫度控制在20?40°C。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，其特征是，所述步驟VI中膠煉制備的薄彈性片狀碳膜的厚度控制在0.3m?2mm之間。
【專利摘要】一種扣式超級電容器用碳膜的制備方法，包括步驟：Ⅰ、球磨，將按70~95:1~27的比例混合的活性炭與導(dǎo)電碳放入行星式球磨機中進(jìn)行球磨分散混合1h～10h，得到均勻干粉料；Ⅱ、濕混，將步驟Ⅰ所得活性炭和導(dǎo)電碳的干粉放入雙行星攪拌機中，并加入溶液和粘結(jié)劑，攪拌0.2h～5h形成粘稠不流動的濕物料；Ⅲ、造粒，將步驟Ⅱ所得粘稠物料放入螺桿擠出機中擠壓造粒；Ⅳ、干燥，將步驟Ⅲ所得物料顆粒放入鼓風(fēng)烘箱中烘烤2~10h；？Ⅴ、浸潤，將步驟Ⅳ所得干燥物料顆粒放入溶液中浸潤5~60min；？Ⅵ、膠煉成膜，將步驟Ⅴ所得溶液浸潤好的顆粒物料膠煉成彈性片狀碳膜。
【IPC分類】H01G11/86
【公開號】CN105489396
【申請?zhí)枴緾N201510881258
【發(fā)明人】關(guān)成善, 宗繼月, 王勇, 張敬捧, 葛衫
【申請人】山東精工電子科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月7日