專利名稱：一種超級電容器漿料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于超級電容器技術領域，涉及一種超級電容器漿料及其制備方法。
背景技術：
隨著社會的發展和科技的進步，人們對儲能元器件的充放電速度、壽命、功率密度和能量密度的要求越來越高。因此，當充放電速度快、充放電效率高、壽命長、環境友好的超級電容器出現時人們眼前一亮，從而使超級電容器成為了當前人們在綠色儲能領域研究和發展的熱點，其也廣泛應用于數碼、汽車、醫療、衛生、電力電子、通訊、能源、軍用等領域。在超級電容器制造過程中漿料的制備是一個十分重要的步驟，漿料的好壞直接影響超級電容器成品的各項性能指標。傳統的漿料制備方法是將活性炭、導電劑、粘結劑、溶劑等按照一定的比例逐批放入到攪拌機內，攪拌成所需漿料。由于活性炭和導電劑均為粉體，且粒徑很小，在攪拌過程中，這些粉體很容易在漿料中團聚形成“灰包”分布在漿料中， 并且這種混料方式制備的漿料中很容易夾雜許多氣泡，造成漿料中各物質混合的不均勻， 使涂覆后的電極極片敷料不均勻，在涂覆電極極片上存在顆粒性凸起和氣泡斑點。顆粒性凸起嚴重的會刺穿隔膜造成超級電容器短路而報廢，降低了產品合格率；氣泡斑點則會使活性物質的利用率下降，降低了超級電容器的能量密度。

發明內容
針對上述問題，本發明的目的是采用濕法球磨的方法來改善傳統的超級電容器漿料的攪拌混料方法而提供一種超級電容器漿料及其制備方法。本發明的目的是通過如下技術方案實現
一種超級電容器漿料，其特征是，原料包括平均粒徑廣30微米，BET比表面為 40(T5000m2/g的活性炭；導電劑；粘結劑；溶劑；所述導電劑為乙炔黑、導電炭黑、導電石墨、碳纖維中的一種或幾種；粘結劑為聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯、羧甲基纖維素、丁苯橡膠中的一種或幾種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMS0)、二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、去離子水中的一種或幾種；活性炭、導電碳、粘結劑的重量比為 6(Γ98:(Γ15:2 25;活性炭與溶劑的重量比為1:1.5、；將上述的活性炭、導電劑、粘結劑、 溶劑和磨球放入球磨罐中球磨成漿料。根據所述的超級電容器漿料，其特征是所述的活性炭與磨球的重量比為 1:0. 5 10。根據所述的超級電容器漿料，其特征是所述的磨球的直徑為5mm-25mm。根據所述的超級電容器漿料，其特征是球磨機為行星式球磨機。根據所述的超級電容器漿料，其特征是所述的行星式球磨機公轉的轉速為Or/ mirT900r/min，自轉的轉速為 0r/mirTl400r/min，球磨時間為 lh_15h。根據所述的超級電容器漿料，其特征是球磨罐材質為氧化鋯、瑪瑙、陶瓷、不銹鋼中的一種，磨球材質為氧化鋯、瑪瑙、陶瓷中的一種或幾種。
一種制備所述超級電容器漿料的方法，其特征是將平均粒徑廣30微米，BET比表面為40(T5000m7g的活性炭、導電劑、粘結劑、溶劑、磨球放入球磨罐中球磨成漿料。根據所述的超級電容器漿料的制備方法，其特征是按照活性炭90%、導電炭黑 5%、聚偏二氟乙烯(PVDF)粘結劑5%的重量配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、聚偏二氟乙烯(PVDF)粘結劑50g加入到3500g溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，按照活性炭與磨球的重量比為1:3的比例放入瑪瑙磨球，其中，瑪瑙球直徑為5mm、15mm、25mm的個數比為 100:20:3,在行星式球磨機上球磨，公轉轉速500r/min，自傳轉速800r/min，球磨8h，形成穩定、均一的超級電容器漿料。根據所述的超級電容器漿料的制備方法，其特征是按照活性炭90%、導電炭黑 5%、PVDF粘結劑5%的配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、PVDF粘結劑50g加入到3500g溶劑NMP中，按照活性炭與磨球的重量比為1:6的比例放入不銹鋼磨球，其中，不銹鋼球直徑為5mm、15mm、25mm的個數比為120 25 3，在行星式球磨機上球磨，公轉轉速300r/min，自傳轉速600r/min，球磨他，形成穩定、均一的超級電容器漿料。根據所述的超級電容器漿料的制備方法，其特征是按照活性炭90%、導電炭黑 5%、PVDF粘結劑5%的配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、PVDF粘結劑50g加入到3500g溶劑NMP中，按照活性炭與磨球的重量比為1:8的比例放入陶瓷磨球，其中，不陶瓷球直徑為 5mm、15mm、25mm的個數比為120253，在行星式球磨機上球磨，公轉轉速200r/min，自傳轉速400r/min，球磨他，形成穩定、均一的超級電容器漿料。本發明中濕法球磨是指在有溶劑存在的情況下球磨漿料，濕法球磨相對干粉球磨混料具有更加均勻，混料過程中不容易發生團聚的優點。球磨混料具有一定的剪切力和研磨過程，使得混料過程中出現的“灰包”破裂。優選為行星式球磨機，行星式球磨機的球磨罐在繞轉盤軸公轉的同時又繞自身軸反向作行星式自轉運動。球磨罐中磨球和活性物質、 粘結劑、導電劑、溶劑等在高速運動中相互碰撞、摩擦，由于粉體和球磨介質的接觸，打碎了材料顆粒間的團聚，改善了電極材料粒子的表面性能，降低了電極材料反應的活化能和顆粒粒度，同時提高了漿料中顆粒分布的均勻性和極片的體密度，進而提高了超級電容器的容量密度和壽命。將本發明制備的漿料涂覆在集流體上，制備成超級電容器電極的極片，將正極片、 負極片、隔膜紙卷繞成卷心，其中，隔膜紙在正極片和負極片之間，將電芯放入超級電容器殼中，注入電解液，封口，制備成超級電容器。本發明制備的超級電容器具有如下優點提高了超級電容器極片的體密度，提高了漿料中各種物質分散的均勻性，從而提高了超級電容器的能量密度和壽命。
具體實施例方式下面按照上述方案，結合實例進一步來說明本發明的實質內容和技術特點，但本發明絕非僅限于下述實例。實施例1
按照活性炭90%、導電炭黑5%、PVDF粘結劑5%的配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、 PVDF粘結劑50g加入到3500g溶劑NMP中，按照活性炭與磨球的重量比為1 3的比例放入瑪瑙磨球，其中，瑪瑙球直徑為5mm、15mm、25mm的個數比為100 20 3，在行星式球磨機上球磨，公轉轉速500r/min，自傳轉速800r/min，球磨他，形成穩定、均一的超級電容器漿料。實施例2
按照活性炭90%、導電炭黑5%、PVDF粘結劑5%的配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、 PVDF粘結劑50g加入到3500g溶劑NMP中，按照活性炭與磨球的重量比為1:6的比例放入不銹鋼磨球，其中，不銹鋼球直徑為5mm、15mm、25mm的個數比為120 25 3，在行星式球磨機上球磨，公轉轉速300r/min，自傳轉速600r/min，球磨8h，形成穩定、均一的超級電容器漿料。實施例3
按照活性炭90%、導電炭黑5%、PVDF粘結劑5%的配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、 PVDF粘結劑50g加入到3500g溶劑NMP中，按照活性炭與磨球的重量比為1:8的比例放入陶瓷磨球，其中，不陶瓷球直徑為5mm、15mm、25mm的個數比為120:25:3，在行星式球磨機上球磨，公轉轉速200r/min，自傳轉速400r/min，球磨他，形成穩定、均一的超級電容器漿料。
權利要求
1.一種超級電容器漿料，其特征是，原料包括平均粒徑廣30微米，BET比表面為 40(T5000m2/g的活性炭；導電劑；粘結劑；溶劑；所述導電劑為乙炔黑、導電炭黑、導電石墨、碳纖維中的一種或幾種；粘結劑為聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯、羧甲基纖維素、丁苯橡膠中的一種或幾種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMS0)、二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、去離子水中的一種或幾種；活性炭、導電碳、粘結劑的重量比為 6(Γ98:(Γ15:2 25;活性炭與溶劑的重量比為1:1.5、；將上述的活性炭、導電劑、粘結劑、 溶劑和磨球放入球磨罐中球磨成漿料。
2.根據權利要求1所述的超級電容器漿料，其特征是所述的活性炭與磨球的重量比為 1:0.5 10。
3.根據權利要求1所述的超級電容器漿料，其特征是所述的磨球的直徑為5mm-25mm。
4.根據權利要求1所述的超級電容器漿料，其特征是球磨機為行星式球磨機。
5.根據權利要求4所述的超級電容器漿料，其特征是所述的行星式球磨機公轉的轉速為 0r/mirT900r/min，自轉的轉速為 0r/mirTl400r/min，球磨時間為 lh_l^i。
6.根據權利要求1所述的超級電容器漿料，其特征是球磨罐材質為氧化鋯、瑪瑙、陶瓷、不銹鋼中的一種，磨球材質為氧化鋯、瑪瑙、陶瓷中的一種或幾種。
7.一種制備權利要求1、2、3、4、5或6所述超級電容器漿料的方法，其特征是將平均粒徑廣30微米，BET比表面為40(T5000m2/g的活性炭、導電劑、粘結劑、溶劑、磨球放入球磨罐中球磨成漿料。
8.根據權利要求7所述的超級電容器漿料的制備方法，其特征是按照活性炭90%、導電炭黑5%、聚偏二氟乙烯(PVDF)粘結劑5%的重量配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、聚偏二氟乙烯(PVDF)粘結劑50g加入到3500g溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，按照活性炭與磨球的重量比為1 3的比例放入瑪瑙磨球，其中，瑪瑙球直徑為5mm、15mm、25mm的個數比為 100:20:3,在行星式球磨機上球磨，公轉轉速500r/min，自傳轉速800r/min，球磨8h，形成穩定、均一的超級電容器漿料。
9.根據權利要求7所述的超級電容器漿料的制備方法，其特征是按照活性炭90%、導電炭黑5%、PVDF粘結劑5%的配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、PVDF粘結劑50g加入到 3500g溶劑NMP中，按照活性炭與磨球的重量比為1:6的比例放入不銹鋼磨球，其中，不銹鋼球直徑為5mm、15mm、25mm的個數比為120 25 3，在行星式球磨機上球磨，公轉轉速300r/ min,自傳轉速600r/min，球磨他，形成穩定、均一的超級電容器漿料。
10.根據權利要求7所述的超級電容器漿料的制備方法，其特征是按照活性炭90%、導電炭黑5%、PVDF粘結劑5%的配比，將活性炭900g、導電炭黑50g、PVDF粘結劑50g加入到 3500g溶劑NMP中，按照活性炭與磨球的重量比為1:8的比例放入陶瓷磨球，其中，不陶瓷球直徑為5mm、15mm、25mm的個數比為120 25 3，在行星式球磨機上球磨，公轉轉速200r/min， 自傳轉速400r/min，球磨他，形成穩定、均一的超級電容器漿料。
全文摘要
一種超級電容器漿料及其制備方法，將平均粒徑1~30微米，BET比表面為400~5000m2/g的活性炭、導電劑、粘結劑、溶劑和磨球放入球磨罐中球磨成超級電容器電極用漿料。導電劑為乙炔黑、導電炭黑、導電石墨、碳纖維中的一種或幾種；粘結劑為聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯、羧甲基纖維素、丁苯橡膠中的一種或幾種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、乙醇、去離子水中的一種或幾種；活性炭、導電碳、粘結劑的重量比為60~98:0~15:2~25；活性炭與溶劑的重量比為1:1.5~9；本發明提高了漿料中各種物質分散的均勻性，制備的超級電容器電極極片具有較高的體密度，進而提高了超級電容器的容量密度和循環性能、安全性能。
文檔編號H01G9/042GK102496476SQ20111036351
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者關成善, 宗繼月, 王勇 申請人:山東精工電子科技有限公司