[发明专利]超级电容器极片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超级电容器极片及其制备方法。

背景技术

超级电容器(Supercapacitors)又称电化学电容器(Electrochemical Capacitors)或者双电层电容器(Electric Double Layer Capacitors)，它是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件，与传统电容器相比具有更高比电容量和能量密度，与电池相比则具有更高的功率密度；由于超级电容器具有充放电速度快、对环境无污染和循环寿命长等优点，有希望成为本世纪新型的绿色能源。

通常超级电容器包括两个电极，其中每个电极进一步包括分布在金属衬底（集流体）上的活性材料（如石墨烯）。理论上超级电容器的最大功率密度用P_max=V²/4R表示，其中V是超级电容器的电压，R是包括活性材料层中内电阻和活性材料层与集流体之间的接触内阻的超级电容器的等效串联电阻（ESR）。因此，减小ESR是获得高功率密度的关键。

发明内容

基于此，有必要提供一种可降低超级电容器的内阻的超级电容器极片及其制备方法。

一种超级电容器极片，包括集流体、形成于所述集流体表面的导电层及形成于所述导电层表面的活性层；所述导电层的材料包括导电层活性材料、导电层导电剂及导电层粘结剂，所述导电层活性材料、所述导电层导电剂及所述导电层粘结剂的质量比为5~48:50~90:2~5；所述活性层的材料包括活性层活性材料、活性层导电剂及活性层粘结剂，所述活性层活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂的质量比为90~96:2~5:2~5。

在其中一个实施例中，所述导电层活性材料选自活性炭、碳纳米管、石墨烯及碳气凝胶中的至少一种，所述导电层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、科琴黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述导电层粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述活性层活性材料选自活性炭、碳纳米管、石墨烯及碳气凝胶中的至少一种；所述活性层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、科琴黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述活性层粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述导电层活性材料及所述活性层活性材料的比表面积为400m²/g~3000m²/g。

在其中一个实施例中，所述导电层的厚度为3μm~20μm；所述活性层的厚度为50μm~300μm。

一种超级电容器极片的制备方法，包括以下步骤：

在集流体的表面涂敷导电层浆料，固化后形成导电层，所述导电层浆料包括导电层活性材料、导电层导电剂、导电层粘结剂及溶剂，所述导电层活性材料、所述导电层导电剂及所述导电层粘结剂的质量比为5~48:50~90:2~5；及

在所述导电层的表面涂覆活性层浆料，固化后形成活性层，所述活性层浆料包括活性层活性材料、活性层导电剂、活性层粘结剂及溶剂，所述活性层活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂的质量比为90~96:2~5:2~5。

在其中一个实施例中，在所述集流体的表面涂覆制备所述导电层时，将所述导电层活性材料、所述导电层导电剂及所述导电层粘结剂加入溶剂中形成导电层浆料，将所述导电层浆料涂覆在所述集流体的表面后干燥形成所述导电层；所述导电层活性材料选自活性炭、碳纳米管、石墨烯及碳气凝胶中的至少一种；所述导电层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、科琴黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述导电层粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。

在其中一个实施例中，在所述导电层的表面涂覆制备所述活性层时，将所述活性层活性材料、所述活性层导电剂及所述活性层粘结剂加入溶剂中形成活性层浆料，将所述活性层浆料涂覆在所述导电层的表面后干燥形成所述活性层；所述活性层活性材料选自活性炭、碳纳米管、石墨烯及碳气凝胶中的至少一种；所述活性层导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、导电炭纤维、科琴黑及Super P Li导电碳黑中的至少一种；所述活性层粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纤维素钠中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述导电层活性材料及所述活性层活性材料的比表面积为400m²/g~3000m²/g。