[发明专利]一种石墨烯超级电容器浆料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种石墨烯超级电容器浆料的制备方法及其使用石墨烯超级电容器浆料制备的石墨烯超级电容器，属于超级电容器储能器件技术领域。石墨烯超级电容器浆料的制备方法包括以下步骤：将石墨烯粉末加入到粘接剂的分散液中，经搅拌分散制备成含有石墨烯的粘接剂分散液，然后将石墨烯粘接剂分散液分批次和电极活性材料进行捏合搅拌，再经溶剂稀释、搅拌分散，最终得到浆料，经涂布、辊压、分切、卷绕、注液等工序制成超级电容器。该浆料制作方法简单，快捷，易实现连续化生产，同时所得浆料石墨烯分散性较好，所制极片具有较低的膜片电阻率，制得的石墨烯超级电容器具有较高的能量密度，较低的直流电阻和高的功率密度。

技术领域

本发明属于新能源储能器件技术领域，特别涉及一种石墨烯超级电容器浆料的制备方法及其使用石墨烯超级电容器浆料制备的石墨烯超级电容器。

背景技术

超级电容器由于具有高的功率密度，长的循环寿命，优异的低温和安全性能等优点，在电动汽车启停电源、城市公共轨道交通及其大规模光伏、风电储能领域具有巨大的应用前景。为满足不断增长的需求，从材料、工艺等方面提升超级电容器性能，制备高能量密度、高功率密度和长循环寿命的电容器产品一直是研究发明的热点。

石墨烯由于具有较大的比表面积和高的电导率在超级电容器领域具有巨大的应用前景，但是石墨烯在使用过程中必须得到很好的分散，才能发挥出其优良特性，然而石墨烯的分散问题一直受到科学界和产业界的关注，通常需要加入辅助材料如分散剂等，但是分散剂的加入一方面会带来成本的增加，另一方面这些材料对于超级电容器的性能提升没有任何益处，反而会降低能量密度和功率密度。石墨烯类碳纳米材料具有较高的吸油值，导致较低固含量的石墨烯具有较高的粘度，因此活性电极中直接加入石墨烯一方面会导致分散较困难，发挥不出石墨烯优异的性能，另一方面会使浆料的固含量降低，影响极片的面密度和压实密度，进而影响电容器的能量密度。专利CN 106847534将活性炭进行酸处理，将氧化石墨烯溶于溶剂，再与聚合物发生缩合反应，得到表面带正电荷的氧化石墨烯胶体，通过静电自组装技术形成氧化石墨烯包覆活性炭复合材料浆料，使得石墨烯和活性材料达到很好复合，但是该工艺路线较复杂，所加石墨烯为氧化石墨烯，导电性较本征石墨烯差很多，而且活性材料的酸处理可能影响活性材料的性能。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种石墨烯超级电容器浆料的制备方法及其使用石墨烯超级电容器浆料制备的石墨烯超级电容器，尤其是电容复合电极浆料的制备方法，该方法不需要添加任何分散剂或者对石墨烯进行氧化处理，也不需要对电极活性材料进行任何处理，直接以粘接剂作为分散剂，和石墨烯进行预混合分散，然后将预分散的石墨烯粘接剂混合液和活性材料逐步捏合混合，最后再加溶剂稀释并进行高速搅拌分散，所得浆料具有高的固含量和低的粘度，所制备超级电容器具有低的直流内阻，高的能量密度和功率密度。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种石墨烯超级电容器浆料的制备方法，包括以下步骤：

1）、石墨烯粘接剂分散液配置

将石墨烯加入到粘接剂的分散液中进行搅拌分散，其中石墨烯与粘接剂的质量比为1:2~1:20，石墨烯的固含量为0.1%~10%，搅拌速度为10~100 r/min，分散速度为800~3000r/min，搅拌分散时间为30~600 min；

2）、电极活性材料和石墨烯粘接剂分散液分步捏合混合