[发明专利]一种电极的制作方法、储能装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极的制作方法，也涉及一种电能储存装置的制作方法，属于储存电能器件的制造领域。 

背景技术

通常电能储存器件包括电池与电容。 

超级电容器是介于电解电容器与二次电池之间的储能器件，超级电容器的电荷储存发生在电极、电解质形成的双电层上以及在电极表面进行欠电位沉积、电化学吸附、脱附和氧化还原产生的电荷的迁移。它的容量是传统电容器的20～200倍，可达法拉级甚至千法拉级，比功率是电池的10倍以上 ，它兼有常规电容器功率密度大和充电电池能量密度高的优点，并具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长、使用的温限范围宽等特点，是一种实用、高效的新型能源。超级电容器填补了电池和传统的物理电容之间的空白，这种电容器是本世纪最具有希望的一种新型绿色能源。以其大容量，高能量密度，大电流，多次充放电等性能，使其在工业、消费电子、电信通讯、医疗器械、国防、航空航天等领域得到越来越广泛的应用。根据放电量、放电时间以及电容量大小，主要用作后备电源、替换电源和主电源。 

根据储能机理,可以将超级电容器分为双电层电容器和法拉第准电容器两大类。双电层电容器是建立在双电层理论基础上。充电时，电解质发生离解，阴阳离子分别向着正负极运动并吸附在电极表面，形成双电层，电荷储存在双电层中。放电时，电子通过外负载运动到正极，与正极的阳离子发生了电中和，同时电极表面的阴阳离子发生了解吸，重新回到电解质主体中。本发明涉及的活性炭双电层电容器就是超级电容器的一种。 

目前双电层电容器的应用对能量密度、功率密度、寿命要求越来越高，就需要提高极片压实密度、降低内阻。商品化的双电层电容器多采用活性炭粉作为电极材料，如何提高活性炭粉之间以及活性炭粉和集电极之间的接触性，从而增加密度、减小内阻是关键问题。另一个问题就是如何增加双电层电容器的使用寿命，双电层电容器气涨是一个普遍存在的问题，其中一个主要的原因是因为电极片加工过程中引入了粘结剂，而粘结剂通常含有各种杂质且粘结剂本身在使用过程中老化分解，引起涨气，从而严重的降低双电层电容器的使用寿命。 

目前已经商品化的双电层电容器多采用高比表面积多孔的活性炭作为活性物质，比表面积一般在1500m²/g以上。导电剂采用导电炭黑和导电石墨的混合物。通常以活性炭为原料制作电极片的方法是涂布法，即活性炭与粘结剂、导电剂、溶剂混合制作浆料，再涂布、烘干、辊压，比如中国专利CN101699589A。 

粘结剂通常使用SBR，比如中国专利CN101635202B，使用水性粘结剂LA132，比如中国专利CN101656155。传统的电极制作，是采用涂布方法，先将浆料涂布在铝箔集流体上，然后辊压，缺点是辊压时由于铝箔集流体受到辊压力，会延展变形，从而极片强度变差，易折断，易产生蛇形等，不利于后续工序。且因为辊压力越大，集流体变型会越严重，所以极片压实密度不可能做高。 

另一方面，由于储能装置的电解液采用有机溶液，电极片中残留的水分会严重影响储能装置的电化学性能和使用寿命，去除水分通用方法是高温烘烤，烘烤温度越高，去除水分越彻底。一般涂布方法采用的粘结剂SBR、LA132在150℃以上粘结性能下降，所以烘烤温度在150℃以下，这样造成烘烤时间较长，且水分去除不充分。由于极片制作过程中加入大量水或者别的溶剂，烘烤过程中消耗大量能源，且造成环境污染。 

发明内容

本发明的目的在于提供了一种储能装置的制造方法，能够提高电极片压实密度、充分去除电极片中的水分且减少烘烤时间，提高生产效率，达到提高储能装置的容量、降低内阻、增加使用寿命的目的。且由于制造过程不加入水或别的溶剂，节省了能源且对环境无污染。 

本发明是这样实现的： 

本发明首先包括一种储能装置的基础元器件——电极的制作方法。

一种电极的制作方法，包括如下步骤： 

步骤1，以比表面积1500m²/g以上的活性炭为活性物质；导电炭黑或导电石墨或二者混合物作为导电剂， PTFE分散树脂作为粘结剂，在混合机中干混，活性炭与导电剂、PTFE树脂的重量比为8：1：1；

步骤2，将混合料在密炼机中密炼；

步骤3，将密炼后的物料多次过开炼机；

步骤4，将开炼后的物料放入辊压机中，经多次加热辊压成为自支撑膜片；

步骤5，将铝箔集流体涂布导电胶，在导电胶未干燥前与自支撑膜片贴合，并且烘干得到电极。