[发明专利]一种超级电容器的制备方法

说明书

本发明涉及电化学技术领域，提供了一种超级电容器的制备方法，包括如下步骤：S1，配置浆料，并将配置好的浆料涂布在集流体上；S2，将涂布了浆料的集流体进行模切，然后将模切好的极片完成初步的超级电容器组装；S3，将初步组装完成后的超级电容器静置6～36h；S4，接着在40～65℃的温度范围下对经过了静置后的初步组装完成的超级电容器进行化成。本发明的一种超级电容器的制备方法，通过采用在40～65℃的高温下对样品采取分阶段不同倍率的方式进行化成，化成过程中使电解液充分浸润、改善电极材料表面官能团状态，整体上有效提高样品的活化深度，从而提高样品的循环稳定性，最终达到增强产品使用可靠性的目的。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，具体为一种超级电容器的制备方法。

背景技术

超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，其容量可达几百、几千甚至上万法拉，又称双电层电容器、电化学电容器、黄金电容、法拉电容，属于普通电化学储能器件的范畴。与其他类型电容器一样，它也是通过物理过程实现电荷的存储，但由于超级电容器使用了高表面积的电极材料，并通过电极表面上形成双电层进行电荷存储，因此，超级电容器所存储的电荷远大于其它类型的电容器。

超级电容器根据储能机理的不同，可以分为双电层超级电容器(ElectricDouble-Layer Capacitor,EDLC)、赝电容超级电容(Pseudocapacitor)和混合型超级电容器(Hybrid Supercapacitor)三种。进一步地，根据电极材料的不同，可以分为碳基超级电容器、金属氧化物超级电容器和导电聚合物超级电容器三大类，目前商业化最为成熟的是活性碳双电层超级电容器。

双电层的概念最早是由1879年德国的物理学家Helmholtz提出的，称之为Helmhotz双电层。Gouy和Chapman分别于1910年和1913年对Helmholtz进行进一步的补充和修改，Gouy将热振动效应引入双电层模型，提出了扩散双电层结构。双电层电容器是利用电极与电解质溶液之间库仑静电力造成电荷分离的现象，进而形成双电层来达到储存电能的目的，其储能过程不发生化学反应。在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分別在两个上电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层，它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离小得多，因而具有比普通电容器更大的容量。

超级电容器与传统电容器相比，它具有较大的容量、高的功率密度、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命；而与蓄电池相比，它又具有较高的比功率，可进行不限流充电，充电次数可达数百万次以上，且环境友好，具体特点如下：高功率密度：超级电容器可在短时间内提供超过10kWKg^-1的高功率密度，是电池的10～100倍；快速充放电：可以实现10秒到10分钟达额定容量95％以上；高库仑效率：充放电效率高达98％以上，能量形式几乎无转变和损失；超长循环寿命：正常使用情况下，超级电容器的循环寿命可达10万次以上，是锂电池的5～20倍；环境适应能力强：使用温度范围一般在-40～75℃，容量不会出现明显的衰减；可在低温、高热等恶劣环境下正常使用，实现寿命期内的真正免维护；安全环保：所用电极材料是安全无毒的，是一种环境友好的绿色储能元件。

目前，中小容量的超级电容器在小型机械设备上得到广泛应用，例如电脑内存系统、照相机、音频设备和间歇性用电的辅助设施。而大尺寸的柱状超级电容器则多被用于汽车领域和自然能源采集上，并可预见在该两大领域的未来市场上，超级电容器有着巨大的发展潜力。超级电容器的应用领域涉及消费类电子产品，交通运输、移动通信、工业、能源、电力及军事等领域，并且应用范围还在不断地扩大。在特定的条件下可以部分或全部替代蓄电池，应用在某些机电或电脉冲设备上，可使其产生革命性进步。