[发明专利]超级电容器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电容器制作技术领域，尤其是涉及一种高可靠性、高功率密度、高能量密度的超级电容器的制造方法。

背景技术

通常的超级电容器的电极浆料是用聚四氟乙烯（PTFE）、羧甲基纤维素（CMC）和丁苯橡胶（SBR）的一种或多种混合制成粘结剂，粘结剂与一定比例的去离子水进行分散乳化后，再与乙炔黑、活性炭粉末充分混合搅拌制得一定固含量和粘度的浆料。

无论采用哪一种粘结剂，其存在的主要问题是粘结剂的粘度会随放置的时间和温度的变化而迅速变化，造成电极浆料涂布厚度很难掌握。

为了使电极浆料均匀涂布，通常需要投入大量资源用于电极浆料的恒温恒湿保存，但是效果往往不很理想，从而导致超级电容器产品的质量很难得到保证。

中国专利授权公开号：CN102543481A，授权公开日2012 年7月4日，公开了一种超级电容器的制作方法，包括如下步骤：将金属集电极表面粗糙化处理，将活性材料、导电材料、复合粘接剂混合均匀，压成厚度在30-100μm的极片，将极片粘接在集电极表面，形成带状电极，将其切成两张相同尺寸电极，将两张电极铆接引线后，加入10-50μm厚的隔极膜，卷绕成芯子，于100-150℃真空干燥8-72小时，然后浸渍在有机电解液中，于50℃外加2.7V直流电压通电10h，最后封装于圆形铝壳中，得到超级电容器产品。该发明存在复合粘结剂容易固化，难以保证超级电容器产品质量的不足。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中使用的粘结剂的粘度随放置的时间和温度的变化而发生变化，造成电极浆料涂布厚度不一致，并进一步导致超级电容器产品质量差的不足，提供了一种高可靠性、高功率密度、高能量密度的超级电容器的制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

（1-1）电极浆料制备：按照去离子水与聚氨酯质量比为18-22：1的比例，将去离子水与聚氨酯放入搅拌机中搅拌30至50分钟，获得水乳交融的粘结剂；

将粘结剂放入捏合机；按照乙炔黑与粘结剂内的聚氨酯的质量比1至1的比例，在捏合机内投入乙炔黑，并在捏合机里搅拌20至40分钟；

按照活性炭粉末与粘结剂内的聚氨酯的质量比12-16：1的比例，在捏合机里投入活性炭粉末，搅拌20至40分钟，得到呈面团状的电极浆料预成品； 

将电极浆料预成品放入搅拌机的搅拌罐内，按照去离子水与粘结剂内的聚氨酯的质量比为60-78: 1的比例，在搅拌罐内再次加入去离子水；搅拌罐抽真空为200pa至300pa，搅拌20至40分钟；得到电极浆料；此时，电极浆料中的去离子水与聚氨酯、乙炔黑、活性炭粉末的质量比为78-100：1：1：12-16；

本发明的电极浆料制备方法是经过大量的试验，得到的一种水基热固型聚氨酯粘结剂，该粘结剂具有无毒、无害、无闪点的特点，固化后不但粘结强度高，还具有耐水、耐油、耐酸碱及一定的弹性的特点，最主要的特点是在常温下不容易固化，需要150℃以上的温度才迅速固化，所以用它混合制备而成的电极浆料的粘度对温度的敏感度不高，对工艺环境的适应能力很强，方便工艺过程的粘度控制，节约了环境控制设备资源。

电极浆料可以保证涂布厚度的，从而保证了做成的超级电容器产品的质量。

（1-2）涂布单面电极浆料：将铝箔卷安装在涂布机的放卷轴上，拉出铝箔的自由端使铝箔穿过涂布机的涂布辊与刮刀之间的间隙；铝箔的自由端穿过烘箱并卷绕在涂布机的收卷轴上； 

调整刮刀与涂布辊之间的间隙，将电极浆料倒在刮刀和两个挡料板之间，收卷轴转动带动铝箔匀速通过涂布辊与刮刀之间的间隙，电极浆料涂布在铝箔的一个表面上；

经过烘箱的铝箔上的电极浆料被烘干，铝箔成为一面有涂层的极片，极片卷绕在收卷轴上构成极片卷；

由于本发明制备的浆料在10-30℃的环境下放置24小时内粘度不会发生很大的变化，所以无论是放置还是涂布过程中均不需要特殊的控制环境温度，可以使涂布在铝箔上的电极浆料的厚度均匀一致，生产的超级电容器产品的容量和参数都比用其它粘结剂理想。

（1-3）涂布另一面电极浆料：将极片卷从收卷轴中取下，将极片卷安装到放卷轴上，重复步骤（1-2）的涂布及烘干过程，将极片的另一面涂上电极浆料，卷绕在收卷轴上的极片成为电极卷；