[发明专利]一种提高超级电容器电芯干燥均匀性的方法

说明书

本发明提供一种提高超级电容器电芯干燥均匀性的方法，包括：(1)电芯预处理：将超级电容器用电极与隔膜一起制作成电芯，将该电芯装入金属壳内并用多孔金属箔封口，得到预处理超级电容器用电芯；(2)接触式干燥：将上述预处理过的电芯与导热填料一起加入具有无死角旋转功能的干燥设备中进行真空干燥。本发明提供的干燥方法中，导热填料与超级电容器用金属壳以及封口用金属箔直接接触有利于将热量传递到电芯内，从而显著提高了超级电容器用电芯的干燥效果，通过干燥设备的无死角旋转确保了导热填料的温度均匀性，从而保证了干燥后超级电容器用电芯的一致性，干燥后电芯中电极和隔膜含水量均小于20ppm。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，具体涉及一种提高超级电容器电芯干燥均匀性的方法。

背景技术

双电层型超级电容器是通过在电极和电解液界面形成双电荷层来储存能量，为了达到更高的能量密度，一方面通过采用高比表面积的活性材料来提高超级电容器用电极比容，另一方面通过采用有机电解液来提高超级电容器单体的工作电压。由于超级电容器用有机电解液遇水极易分解变质，变质的电解液不仅会使超级电容器电性能发生迅速劣化，而且电解液分解产生的CO₂和H₂等气体还会带来爆炸等安全隐患。因此，采用有机电解液的超级电容器，必须严格控制单体组装各工序的含水量，使用AN或PC有机电解液体系的超级电容器，需要将电解液的含水量控制到20ppm以下。

电芯干燥是超级电容器单体组装工序的重要步骤之一。在其余组装工序及其组装环境可控的条件下，干燥后电芯的含水量对有机电解液体系的超级电容器容量、内阻及循环寿命等有决定性影响。

中国专利CN103745840 A公开了一种超级电容器用电芯的干燥方法及干燥装置，首先将超级电容器用电芯放于干燥罐内并对干燥罐抽真空；然后向干燥罐内注入氮气，将干燥罐加热到120～200℃，再对干燥罐抽真空；保持罐内真空度将干燥罐恒温加热5～10小时，最后向干燥罐内注入氮气。采用这种干燥方法干燥的电芯，其电极和隔膜仍然有较高的含水量。用这种电芯组装的超级电容器单体具有如下问题：在老化过程中电芯上残余的水分不断与电解液发生电化学反应，以致老化后的单体发生起鼓，单体的循环寿命大大降低，拆解老化后的单体，发现电极上的粉料已发生部分脱落。

中国专利CN 103295801 B公开了一种超级电容器的制造方法，首先将超级电容器电芯放于干燥罐内密封并将干燥罐加热至100℃以上，保温30至40分钟；然后给干燥罐抽真空使干燥罐内压力达到100Pa以下，抽真空后保温及保压4小时以上；将干燥罐降温至20至25℃，再向干燥罐内注入氮气，使干燥罐内的压力和罐外压力相等，最后将干燥罐密封。由于在真空状态下，干燥罐内热传导不充分，干燥效率较低，并且靠近干燥罐壁的电芯干燥温度相对较高，与干燥罐壁相距较远的电芯干燥温度相对较低，因此，干燥完成后处于不同位置的电芯含水量各不相同。

发明内容

针对现有超级电容器电芯水分含量高、干燥不均匀等问题，本发明提供一种提高超级电容器电芯干燥均匀性的方法，可使同一批次的超级电容器用电芯在相同温度下干燥，干燥后各电芯内电极和膈膜的含水量均小于20ppm。

为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高超级电容器电芯干燥均匀性的方法，包括以下步骤：

(1)电芯预处理：将超级电容器用电极与隔膜一起制作成电芯，将该电芯装入金属壳内

并用多孔金属箔封口，得到预处理超级电容器用电芯；

(2)接触式干燥：将上述预处理过的电芯与导热填料一起加入具有无死角旋转功能的干

燥设备中进行真空干燥，得到接触式干燥后的电芯。

进一步的，步骤(1)中所述的多孔金属箔选自不锈钢箔、铜箔、铝箔、镍箔、银箔、金箔、铂箔中的一种。