[发明专利]一种超级电容器隔膜

说明书

本发明涉及一种超级电容器隔膜，包括隔膜基层，所述隔膜基层的两侧分别设置有第一、第二散热层，所述第一、第二散热层是分别涂覆后固结在隔膜基层上。上述的第一、第二散热层能够有效实现对电容器内产生的热量均匀分布和散发，从而提高超级电容器的使用寿命。更好的方法是由二氧化硅溶胶、氧化石墨烯分散液和聚苯乙烯乳液，二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积制成溶液涂覆并固结在隔膜基层上。这样的涂层是超亲水‑超疏水混合表面，相对于普通单一疏水表面或者亲水表面，具有更好的池沸腾传热性能。

技术领域

本发明涉及电容技术领域，尤其涉及一种超级电容器隔膜。

背景技术

超级电容器是一种新型的能快速充/放电的绿色储能装置。它具有传统电解电容器和电池的双重功能，其功率密度远高于电池，且比电池充放电速度快很多；能量密度远高于传统的电解电容器。与传统电解电容器和电池相比较，超级电容器具有体积小，能量密度大，充放电速度快，循环寿命长，放电功率高，工作温度范围宽-40℃～85℃，可靠性好及成本低廉等优点。因此，超级电容器正已成为一种新型、高效、实用、绿色环保的快速充放电储能器件。在能源、汽车、医疗卫生、电子、军事等领域都有十分广泛的应用前景。

由于电器器件对超级电容器的功率性能要求越来越高，需要超级电容器长时间的大电流充放电，这样超级电容器内部会产生较多热量。由于超级电容器由外壳、电解液以及正负极极片和隔膜卷绕成的卷芯构成，内部结构紧凑，剩余空间狭小，产生的热量如不及时散掉或者热量在超级电容器内分布不均都将会降低超级电容器的使用寿命，尤其是分布不均而造成局部过热导致的老火、破坏往往对电容器就有更大的负面影响。

现在，散热单元与外界的接触面积大小是影响其散热性能的重要因素，因此，在不改变设备原有结构的情况下，一般会追求散热单元的面积越大越好。但一般高热传导率的材料表面都是平滑疏水状态，与外界接触面积小；同时，现在的电子产品、机械设备都逐渐往轻薄短小化设计，传统过大的传热材料已不再适用。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术中存在的不足，提供一种超级电容器隔膜，能够有效解决热量分布不均和散热问题。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种超级电容器隔膜，包括隔膜基层，所述隔膜基层的两侧分别设置有第一、第二散热层，所述第一、第二散热层是分别附着后固结在隔膜基层上，且第一、第二散热层相互之间不连接或接触。

优选的，所述第一、第二散热层的加工方法是：

按溶液体积份数，由13～30％的二氧化硅溶胶、13～30％的氧化石墨烯分散液、40～75％的聚苯乙烯乳液组成涂料，且所述二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积；然后将隔膜基层浸入所述涂料中，8～10min后取出，取出时间≤10s，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得导热涂层；

其中，

所述二氧化硅溶胶的制备方法为：将正硅酸己酯加入无水乙醇中，搅拌均匀，加入浓氨水，45℃下搅拌12h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷A-151，即得二氧化硅溶胶；其中，按体积份数，正硅酸己酯：无水乙醇：浓氨水：乙烯基三乙氧基硅烷A-151＝10：50～120：2～5:1；

所述氧化石墨烯分散液的制备方法为：按重量，将1份氧化石墨烯加入20～30份去离子水中，功率60W超声处理3h，即得氧化石墨烯分散液；

所述聚苯乙烯乳液的制备方法为：将苯乙烯单体加入去离子水中，再加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween 80，充分搅拌形成乳液，所得乳液在70℃下通入氮气，再加入浓度为3％的过硫酸铵水溶液，聚合反应7h，得到聚苯乙烯乳液；其中，按重量份数，苯乙烯单体：去离子水：失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween 80：过硫酸铵水溶液＝1:3～7：0.05～0.10：0.1～0.3。