一種無機疊片軟包超級電容器單體及其制備方法技術(shù)

一種無機疊片軟包超級電容器單體，包括鋁塑膜及封裝于其內(nèi)部、呈并聯(lián)層疊的電極極片、隔膜，電極極片的數(shù)量為等于二或大于二，相鄰的電極極片的極性相反，相鄰的電極極片之間設置有電解液層，該電解液層包括隔膜與電解液，隔膜位于電解液層的中部，隔膜的內(nèi)、外部均設置有電解液，且電極極片上與電解液層相接觸的一面內(nèi)設置有電解液。制作時，要求干燥后的電極極片含有電解液以便于在壓成時將部分電解液從電極極片上滲漏出以潤濕隔膜。本設計不僅不用注入電解液、電容器質(zhì)量較高，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低。

An inorganic laminated soft super capacitor monomer and its preparation method

An inorganic laminated soft super capacitor electrode including monomer, plastic film and packaging in its interior, a parallel laminated sheet, diaphragm, the number of the electrode plate is equal to two or greater than two, the adjacent electrode polarity pole piece is arranged opposite, electrolyte layer between adjacent electrodes film, the electrolyte layer includes the membrane and electrolyte membrane at the middle electrolyte layer, the inner and outer diaphragm are provided with the electrolyte and the electrode substrate and electrolyte layer contact side is arranged in the electrolyte. When making, the electrode electrode is required to contain electrolyte, so that some electrolyte can be leaked out from the electrode pole to moisten the diaphragm. The design not only does not need to inject electrolyte and capacitor, but also has simple structure and low cost.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種無機疊片軟包超級電容器單體及其制備方法
本專利技術(shù)涉及一種超級電容器單體，屬儲能器件新型設計及其制作方法領(lǐng)域，尤其涉及一種無機疊片軟包超級電容器單體及其制備方法，具體適用于在不注入電解液的基礎(chǔ)上，簡化結(jié)構(gòu)，降低成本。
技術(shù)介紹
超級電容器是一種儲能器件，有高功率性能，在新能源汽車、風力發(fā)電、軌道交通等領(lǐng)域有眾多應用。超級電容器按照其儲能機制不同可分為雙電層超級電容和贗電容兩類，其中，雙電層超級電容器主要是物理吸附離子產(chǎn)生電勢差儲存能量，而贗電容是以氧化還原反應儲能，兩者相比較，雙電層有更大的放電倍率，贗電容有更高的能量密度。雙電層超級電容器根據(jù)其所用電解液不同可分為無機雙電層超級電容器和有機雙電層超級電容器。目前，國際上主要的超級電容器產(chǎn)品是有機雙電層超級電容器，但有機雙電層超級的制作成本過高，應用范圍較窄。授權(quán)公告號為CN201514861U，授權(quán)公告日為2010年6月23日的專利技術(shù)專利公開了一種超級電容器，包括軟包裝薄膜、電解液、電容器芯、正極極耳和負極極耳；電容器芯由正極片、多孔隔離膜和負極片依次相間疊加在一起組成；每片正極片的一端的端部有空白正極集流體，每片負極片的一端的端部有空白負極集流體；正極極耳與負極極耳位于電容器芯的兩端；所述正極片、負極片為2至10組，各組空白正極集流體的位置相互錯開，各組空白負極集流體的位置相互錯開且位于電容器芯的另一端的端部。雖然該專利技術(shù)通過增加極耳厚度、總面積的方式，減小了發(fā)熱量，避免了正、負極極耳間的短路，但其仍舊具有以下缺陷：首先，該設計為有機電容，在封裝正極極片、負極極片前，需要專門注入電解液，即對正極極片、負極極片進行浸泡；其次，該設計中的正極極片、負極極片上都包裹有隔離膜，不僅結(jié)構(gòu)復雜，加工成本較高，而且隔離膜會對正極極片、負極極片之間的通路形成阻礙，降低電容器質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的需要專門注入電解液、結(jié)構(gòu)復雜、成本較高的缺陷與問題，提供一種不用注入電解液、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的無機疊片軟包超級電容器單體及其制備方法。為實現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：一種無機疊片軟包超級電容器單體，包括鋁塑膜及封裝于其內(nèi)部的電極極片、隔膜，且電極極片雙面涂布；所述電極極片的數(shù)量為等于二或大于二，相鄰的電極極片之間設置有一個隔膜，電極極片、隔膜的疊加方式為一一層疊，相鄰的電極極片的極性相反，極性相同的電極極片的極耳連接為一體以構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述超級電容器單體還包括一個電解液層，該電解液層位于相鄰的電極極片之間，電解液層包括隔膜與電解液，隔膜位于電解液層的中部，隔膜的內(nèi)、外部均設置有電解液，且電極極片上與電解液層相接觸的一面內(nèi)設置有電解液。所述電解液為無機電解液，溶質(zhì)為KOH、NaOH、LiOH、K2SO4或Li2SO4的任意組合，溶劑為去離子水。所述電解液層內(nèi)的電解液為與電解液層相接觸的電極極片經(jīng)加壓后滲透所得。所述電解液層內(nèi)的電解液還包括加壓前在隔膜內(nèi)注入的電解液。所述超級電容器單體中，最上方一個電極極片的頂面、最下方一個電極極片的底面均為無電解液的干燥面。所述超級電容器單體的電壓小于0.1V。一種上述無機疊片軟包超級電容器單體的制造方法，該制造方法依次包括混料、涂布、裁剪、裝袋、焊接、抽真空、一封、老化、抽真空、二封，其特征在于：所述制造方法在涂布、裁剪之間設置有干燥，在裁剪、裝袋之間依次設置有疊片、壓成；所述干燥是指：對涂布后的產(chǎn)物進行干燥，干燥的溫度為25－40度，時間為0－2小時；所述疊片是指：將裁剪后的電極極片與隔膜進行層疊組裝以形成層疊體，層疊組裝依照電極極片、隔膜相互間隔的方式進行，相鄰的電極極片1之間為一個隔膜，相鄰的電極極片的極性相反，相鄰的電極極片的極耳的方向相對，且層疊體的頂面、底面各為一個電極極片；所述壓成是指：用1－10Mpa的壓力預壓上述層疊體，保壓1－30分鐘。所述混料是指先配制電解液，再在電解液中添加活性物質(zhì)、添加劑、粘結(jié)劑，經(jīng)攪拌均勻后獲得粘度為4000－12000Pa.s，固含量為20－40%的電容器漿料；所述電容器漿料的組成成分及其重量份比為：活性物質(zhì)70－95，添加劑0－20，粘結(jié)劑0－10%，其余為電解液，且活性物質(zhì)為活性炭、石墨烯、碳納米管或MOF的任意組合；所述無機電解液的溶質(zhì)為KOH、NaOH、LiOH、K2SO4或Li2SO4的任意組合，溶劑為去離子水，濃度為3－6mol/L。所述壓成中，在加壓前，在隔膜的內(nèi)部注入電解液。所述涂布是指對集流體的正反兩面涂抹電容器漿料；所述裝袋、焊接、抽真空、一封分別是指：先將壓成后的層疊體裝入鋁塑膜袋中，再將電極極片上的極耳按正負極進行對應焊接，然后用銅片轉(zhuǎn)換極耳，再抽真空，最后密封；所述老化、抽真空、二封分別是指：先對一封后的所得物進行老化實驗，再抽真空，最后密封以得到所述的超級電容器單體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：1、本專利技術(shù)一種無機疊片軟包超級電容器單體及其制備方法中，以在相鄰極片之間設置電解液層的方式節(jié)省了注入電解液這一操作，不僅節(jié)省了人力成本，而且降低了材料成本，此外，電解液層通過干燥、疊片、壓成操作實現(xiàn)，不僅簡化了本設計的結(jié)構(gòu)，而且操作難度較低，易于實現(xiàn)。因此，本專利技術(shù)不僅不用注入電解液，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低。2、本專利技術(shù)一種無機疊片軟包超級電容器單體及其制備方法中，對電容器漿料的性質(zhì)，從組成成分、粘度、固含量上都進行了限定，其目的在于配合干燥、壓成操作的實現(xiàn)，確保電解液層的實現(xiàn)，以確保壓成時，電極極片上的電解液能滲透到隔膜中，正負極片、隔膜之間形成通路，提高電容器質(zhì)量。因此，本專利技術(shù)不僅不用注入電解液，而且電容器質(zhì)量較高。3、本專利技術(shù)一種無機疊片軟包超級電容器單體及其制備方法中，對電解液的性質(zhì)，從組成成分、濃度上都進行了限定，其目的在于配合干燥、壓成操作的實現(xiàn)，確保電解液層的實現(xiàn)，以確保壓成時，電解液具備一定的滲透能力，既能滲透到隔膜中，又能確保電極極片上含有電解液，從而在正負極片、隔膜之間形成通路，確保電容器質(zhì)量。因此，本專利技術(shù)不僅不用注入電解液，而且電容器質(zhì)量較高。4、本專利技術(shù)一種無機疊片軟包超級電容器單體及其制備方法中，電極極片、隔膜的組裝方式為間隔的、一一層疊，電極極片的數(shù)量為等于二或大于二，相鄰的電極極片的極性相反，極性相同的電極極片的極耳連接為一體以構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，該設計不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且相對于卷繞結(jié)構(gòu)而言，其設備成本（疊片設備只要10萬左右，而卷繞設備則需要上百萬）、操作難度都大為降低，從而在整體上降低了本設計的制造成本。因此，本專利技術(shù)的成本較低。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)中電極極片為二片時的爆炸視圖。圖3是本專利技術(shù)中電極極片為三片時的爆炸視圖。圖4是本專利技術(shù)中電極極片為四片時的爆炸視圖。圖中：電極極片1、隔膜2、電解液層3、極耳4。具體實施方式以下結(jié)合附圖說明和具體實施方式對本專利技術(shù)作進一步詳細的說明。參見圖1至圖4，一種無機疊片軟包超級電容器單體，包括鋁塑膜及封裝于其內(nèi)部的電極極片1、隔膜2，且電極極片1雙面涂布；所述電極極片1的數(shù)量為等于二或大于二，相鄰的電極極片1之間設置有一個隔膜2，電極極片1、隔膜2的疊加方式為一一層疊，相鄰的電極極片1的極性相反，極性相同的電極極片1的極耳4連接為一體以構(gòu)成并聯(lián)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種無機疊片軟包超級電容器單體，包括鋁塑膜及封裝于其內(nèi)部的電極極片（1）、隔膜（2），且電極極片（1）雙面涂布，其特征在于：所述電極極片（1）的數(shù)量為等于二或大于二，相鄰的電極極片（1）之間設置有一個隔膜（2），電極極片（1）、隔膜（2）的疊加方式為一一層疊，相鄰的電極極片（1）的極性相反，極性相同的電極極片（1）的極耳（4）連接為一體以構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述超級電容器單體還包括一個電解液層（3），該電解液層（3）位于相鄰的電極極片（1）之間，電解液層（3）包括隔膜（2）與電解液，隔膜（2）位于電解液層（3）的中部，隔膜（2）的內(nèi)、外部均設置有電解液，且電極極片（1）上與電解液層（3）相接觸的一面內(nèi)設置有電解液。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無機疊片軟包超級電容器單體，包括鋁塑膜及封裝于其內(nèi)部的電極極片（1）、隔膜（2），且電極極片（1）雙面涂布，其特征在于：所述電極極片（1）的數(shù)量為等于二或大于二，相鄰的電極極片（1）之間設置有一個隔膜（2），電極極片（1）、隔膜（2）的疊加方式為一一層疊，相鄰的電極極片（1）的極性相反，極性相同的電極極片（1）的極耳（4）連接為一體以構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述超級電容器單體還包括一個電解液層（3），該電解液層（3）位于相鄰的電極極片（1）之間，電解液層（3）包括隔膜（2）與電解液，隔膜（2）位于電解液層（3）的中部，隔膜（2）的內(nèi)、外部均設置有電解液，且電極極片（1）上與電解液層（3）相接觸的一面內(nèi)設置有電解液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機疊片軟包超級電容器單體，其特征在于：所述電解液為無機電解液，溶質(zhì)為KOH、NaOH、LiOH、K2SO4或Li2SO4的任意組合，溶劑為去離子水。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無機疊片軟包超級電容器單體，其特征在于：所述電解液層（3）內(nèi)的電解液為與電解液層（3）相接觸的電極極片（1）經(jīng)加壓后滲透所得。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無機疊片軟包超級電容器單體，其特征在于：所述電解液層（3）內(nèi)的電解液還包括加壓前在隔膜（2）內(nèi)注入的電解液。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無機疊片軟包超級電容器單體，其特征在于：所述超級電容器單體中，最上方一個電極極片（1）的頂面、最下方一個電極極片（1）的底面均為無電解液的干燥面。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無機疊片軟包超級電容器單體，其特征在于：所述超級電容器單體的電壓小于0.1V。7.一種權(quán)利要求1所述的無機疊片軟包超級電容器單體的制造方法，該制造方法依次包括混料、涂布、裁剪、裝袋、焊接、抽真空、一封、老化、抽真空、二封，其特征在于：所述制造方法在涂布、裁剪之間...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘小華，康明，劉立炳，惠懷兵，顏婧，陳明，
申請(專利權(quán))人：東風商用車有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北,42