[发明专利]一种基于镍网集流体电极片的制备方法与应用

说明书

本发明属于能源技术领域，具体涉及一种基于镍网集流体电极片的制备方法与应用，所述制备方法：(1)对活性炭、碳纳米管、石墨烯、CMC和SBR按顺添加并混合，然后通过行星式搅拌机处理，以使材料达到均匀分散的目的，得料浆；(2)将料浆经鼓风干燥，制得活性物质前驱体；(3)以无水乙醇作为溶剂对活性物质前驱体进行破乳和膏，制得浆料；(4)以镍网作为集流体，将镍网放置于模板中，加入浆料，压制成模、烘干；本发明方法制备的基于镍网集流体电极片用于制作软包叠片型超级电容器，能有效地提高了超级电容器的倍率性能。

技术领域

本发明属于能源技术领域，具体涉及一种基于镍网集流体电极片的制备方法与应用。

背景技术

超级电容器作为一种新型的储能装置，因其充放电效率高、循环寿命长、功率密度高、无短路等优势一直是当前研究的热点。超级电容器又称电化学电容器，它通过双电层电容(离子吸脱附)或赝电容(表面氧化还原反应)来储存能量，其电极通常是由具有高比表面积的多孔炭材料组成。

双电层超级电容器的工作原理为：其在充电过程中在外电场作用下，正极会吸附电解液中的阴离子,同时负极会吸附电解液中的阳离子，于是两电极分别与电解质在界面处形成双电层。当充电完成撤掉外加电源后，因为电容器负极上积累的负电荷对电解液里面正离子的吸引，正极上积累的正电荷对电解液里面负离子的吸引，双够保持不变，从而在正负极之间产生相对稳定的电势差。。因此存在的电容量形成了双电层电容器。电容器放电时，电容器作为电源来使用，其正负两极与用电器相连，电路随即接通，电极上积累的电荷发生定向移动，进而电流在用电器所在的外电路中出现。与此同时，被吸引在电极界面的电荷脱离，回到溶液中，使其仍然显示电中性。由于此种电容器是通过电荷吸引进行充电的，而且放电时也不涉及到电化学反应，所以它不但充放电速率特别快，而且可逆程度也很高。在以双电层储能机制为主的超级电容器中，碳材料是最常被使用来制作电极的材料，这就要求电极材料复合具有大的比表面积以及良好的导电性特点，而以活性炭作为碳材料时为确保良好的导电性，传统方法通常是复合导电剂或高导材料，虽然这种方法确实改善了电极的导电能力以及离子传输性能，但与此同时，也需要引入一定比例的绝缘聚合物粘结剂来提高活性物质与集流体之间的结合能力，尽管如此，活性物质与集流体之间较大的接触电阻还是会对电极的导电能力有很大的影响，同时也会使一些活性物质被粘结剂封闭，阻碍了电解液与之接触，降低了活性物质的利用率。

镍网与传统的超级电容器用铝箔和微孔铝箔等传统的集流体相比，以镍网作为超级电容器极片的集流体，可以形成一种三维骨架结构的导电网络，可以大幅度增加电极材料与集流体间的接触面积，从而降低电极材料颗粒间与集流体间的电阻，从而大幅度提高超级电容器的倍率性能；但由于多孔的镍网集流体在浆料涂布时，会出现浆料与镍网集流体粘结性不佳而使浆料与镍网分离的现象，阻碍了镍网在超级电容器集流体工艺中的应用。因此，本发明利用活性炭为电极活性物的主要原料，对镍集流体在超级电容器领域中的应用提供了一条新思路。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于镍网集流体电极片的制备方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

一种基于镍网集流体电极片的制备方法，将无水乙醇添加至活性物质前驱体中进行和膏破乳，制得浆料后，以镍网为集流体，涂覆浆料，压制成模后经干燥，即得。

所述活性物质前驱体由活性炭、碳纳米管和乙炔黑的混合物、CMC、SBR按序添加后混合、研磨制作而成。

进一步的，一种基于镍网集流体电极片的制备方法，包括如下步骤：

1)将活性炭、碳纳米管和乙炔黑的混合物、CMC、SBR按顺序依次添加到反应器中混合4-8h，再用行星式球磨机对浆料进行混合，使材料达到均匀分散的目的，制得料浆；

2)将料浆置于鼓风干燥箱中，在50-90℃的温度条件下鼓风干燥48-72h将其烘干，即得活性物质前驱体；