[发明专利]一种柔性离子液体超级电容器

说明书

本发明涉及一种柔性离子液体超级电容器，包括作为电解质的离子液体，封装膜，隔膜和电极，以三明治结构组装成超级电容器，其特征在于，所述的封装膜为双向拉伸高分子聚合物膜，所述的电极包括覆盖有活性层的金属箔集流体和预留的金属箔极耳。本发明同时给出此种超级电容器的制作方法。

技术领域

本发明属于二次电池及其制造领域，具体涉及一种柔性离子液体超级电容器及其制备方法。

背景技术

当前电子产品不断发展与创新，正普遍向柔性化及轻薄化发展。但当前技术成熟的储能器件大多体积较大，不具柔性，限制了柔性可穿戴电子器件的发展。作为柔性电子设备的核心元件，具有高性能及安全性的柔性储能器件开发与研究已刻不容缓。

超级电容器因其循环寿命长、功率密度高、充放电时间短，现已被广泛应用。由于超级电容器在储能过程中不发生化学反应，使得将其柔性化的安全性更高。现有技术普遍将固态电解质作为柔性超级电容器，但固态电解质和电极材料之间的固固界面难以充分接触，限制了超级电容器的循环性能。现在广泛应用于超级电容器电解液主要有两种，水系电解液由于水的分解电压较低限制了超电容的电压窗口，有机系电解液虽然具有较高的电压窗口，但其易燃易爆不适于组装柔性超级电容器。作为一种离子化合物，离子液体具有较低的蒸气压和热稳定性能，在电容器充放电过程中产气极少，所以开发一种使用离子液体作为电解质的安全且高性能的柔性超级电容器，具有实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用离子液体作为电解质的安全且高性能的柔性超级电容器，技术方案如下：

一种柔性离子液体超级电容器，包括作为电解质的离子液体，封装膜，隔膜和电极，以三明治结构组装成超级电容器，其特征在于，所述的封装膜为双向拉伸高分子聚合物膜，所述的电极包括覆盖有活性层的金属箔集流体和预留的金属箔极耳。

优选地，所述的高分子聚合物膜为双向拉伸聚酯预涂膜(BOPET)或双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)。所述的活性层包括作为活性物质的碳材料或碳基材料。所述的活性层还包括导电添加剂和粘结剂。所述的作为电解质的离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(EMITFSI)。

所述的超级电容器可以为叠片型超级电容器，所述的电极包括双面电极和单面电极两种，堆叠顺序依次为：封装膜、单面电极、隔膜、双面电极、隔膜、双面电极、…、隔膜、单面电极和封装膜，所述的双面电极包括在双面覆盖有活性层的金属箔集流体和预留的金属箔极耳，所述的单面电极包括在单面覆盖有活性层的金属箔集流体和预留的金属箔极耳。保证相邻电极的极耳不接触，相隔电极极耳间添加极耳胶防止薄膜超级电容器漏液，相隔电极极耳在封装膜外连接导通组成共同极耳。还可以将由金属箔导通的电极与两片带极耳的电极用两片封装膜以串联方式组装一个超级电容器从而提高柔性超级电容器的电压窗口，保证串联的两单独结构由金属箔导通，且电解液不导通。

所述的柔性离子液体超级电容器的制作方法，包括下列步骤：

1)将电极浆料涂覆或压辊于金属箔的一面之上并预留出不涂覆或辊压浆料的金属箔作为极耳，加热烘干电极浆料成为活性层；

2)将带有极耳的电极粘附于封装膜上，电极相对于封装膜凸出部分极耳部分，重复此步骤再制备两片带有封装膜的电极(将封装膜加热后，待膜上粘结剂融化并具有黏性后，将步骤1)所得的带有极耳的电极粘附于其上后降至室温，带有极耳的电极相对于封装膜凸出部分极耳部分)；

3)将步骤2)所得两片带有封装膜的电极与隔膜以三明治形式组装成超级电容器，保证两片带有封装膜的电极上的活性层在隔膜的相背两侧且重合压紧，两片带有封装膜的电极所凸出的两极耳间无接触，金属箔处于封装膜和活性层之间，隔膜外轮廓超出电极上覆盖活性层部分的外轮廓，任一侧封装膜外轮廓超出隔膜外轮廓且和另一侧电极极耳有重合，任一侧封装膜相对于另一侧封装膜在任意方向都有重合，制得未封装柔性超级电容器；