[发明专利]电化学电容器电极的制造方法及用该方法制备的电化学电容器电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学电容器的电极的制造方法和用该方法制备的电化学电容器电极，尤其涉及一种网络状粘合结构的电化学电容器电极的制造方法和用该方法制备的电化学电容器电极。

背景技术

当前，常用的电化学储能装置主要包括电化学电容器和电池，它们在功率密度、能量密度、转换效率、寿命、适用温度范围等方面各有特点。电化学电容器，也称为双电层电容器、超级电容器和法拉电容，与传统电容器相比，电化学电容器在单位重量和单位体积下能够存贮更多的能量。更适合作为功率电源和后备电源的应用。

目前，电化学电容器的常规电极制造方法是涂布法，将浆料涂覆到集流体上形成电极。采用涂布法所制成的电极由于粘合剂的粘合强度有限，使得电极的比容量偏低，电极厚度的均一性很难控制，而且粘合剂本身的化学稳定性较差。

因此，需要提出一种改进的电化学电容器电极薄膜的制造方法，满足两方面的要求：其一，提高电极的比容量、一致性和降低成本，其二，改善电极的电化学稳定性和结构稳定性，增强用此电极制作的电化学电容器的可靠性，延长使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的电化学电容器电极的制造方法，该电极利用薄膜、导电层与集流体复合制成。

本发明的又一目的在于通过上述改进的电化学电容器电极的制造方法制得电化学电容器电极，从而提高电极的比容量以及一致性。同时也降低了生产成本，增强了用此电极制作的电化学电容器的可靠性以及寿命。

为了实现上述目的，本发明公开了一种电化学电容器电极的制造方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：将包括活性炭、碳纳米管、纳米门碳、石墨烯、金属氧化物、导电聚合物的一种或者几种的质量比为60%~92%的活性物质、5%~20%的第一导电剂以及3%~20%的第一粘合剂混合成膏状物质，对所述膏状物质进行揉捏纤维化，采用鼓风烘箱将膏状物质烘干，用气流粉碎机将纤维状的干燥的所述膏状物质粉碎成介于20~100μm之间的颗粒，采用喷雾造粒设备将所述颗粒造粒成200~500μm的大颗粒，之后将这种大颗粒混合物作为原料供至辊压机，直到辊压形成厚度介于60μm~300μm之间，且面密度介于0.4~0.9g/cm2之间的连续薄膜；

步骤二：将由85-95%的第二导电剂和5-15%的第二粘合剂混合制成的第一导电层和由85-95%的第二导电剂和5-15%的第二粘合剂混合制成的第二导电层通过喷涂的方法喷涂在集流体的上表面和下表面，喷涂的厚度介于1μm和10μm之间；

步骤三：将所述薄膜通过热压机压延到喷涂有所述第一导电层和第二导电层的集流体上。

优选的是，本发明的电化学电容器电极的制造方法，用气流粉碎机粉碎后的纤维状的干燥的所述膏状物质的颗粒直径介于40~80μm之间。

优选的是，本发明的电化学电容器电极的制造方法，对所述大颗粒混合物的辊压为多次辊压，在多次辊压中将面密度调节至介于0.6~0.8g/cm2之间。

优选的是，本发明的电化学电容器电极的制造方法，经过粉碎后的所述膏状物质并且采用雾化造粒设备造粒成介于300~400μm的大颗粒。

优选的是，本发明的电化学电容器电极的制造方法，所述第一导电剂和第二导电剂包括导电石墨、导电炭黑、超导电炭黑和乙炔黑中的至少其中之一。

优选的是，本发明的电化学电容器电极的制造方法，所述第一粘合剂包括聚四氟乙烯、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯中的一种或者几种。

优选的是，本发明的电化学电容器电极的制造方法，所述集流体为铝箔或者腐蚀铝箔。

优选的是，本发明的电化学电容器电极的制造方法，所述膏状物质包括质量比为90%的活性物质，5%的第一导电剂，以及5%的第一粘合剂。