超級(jí)電容器漿料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超級(jí)電容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超級(jí)電容器漿料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容器是近年來(lái)出現(xiàn)的一種介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的新型儲(chǔ)能裝置，它在保留傳統(tǒng)電容器功率密度大的特點(diǎn)的同時(shí)，具有可達(dá)法拉級(jí)甚至上萬(wàn)法拉的靜電容量，因此其具有能量密度較高的特點(diǎn)。同時(shí)還具有可快速充放電、能量轉(zhuǎn)換效率高、溫度特性好(-40°C~70°C)、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因而其技術(shù)已受到世界各國(guó)的普遍重視，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、數(shù)碼、汽車(chē)、醫(yī)療、衛(wèi)生、電力電子、通訊、能源、軍用等領(lǐng)域。
[0003]在超級(jí)電容器制造過(guò)程中，超級(jí)電容器漿料的制備是第一道工序也是決定超級(jí)電容器性能的至關(guān)重要的一道工序，對(duì)于漿料的制備工藝，目前大多數(shù)公司仍采用傳統(tǒng)的制備工藝，將多種固體粉末和溶液進(jìn)行攪拌混合。然而，目前的漿料制備工藝存在著以下問(wèn)題:
1、各種物料的顆粒較小，物料容易團(tuán)聚，分散均勻十分困難；
2、制備周期長(zhǎng)，電量消耗大；
3、要求的設(shè)備體積和功率較大，操作不方便，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重；
4、需要大量的人工，勞動(dòng)強(qiáng)度高；
5、制備的漿料穩(wěn)定性不好，容易分層。
[0004]由于制備的漿料存在上述缺陷，從而使采用該漿料制備的超級(jí)電容器產(chǎn)品存在極片上大顆粒刺透隔膜而短路報(bào)廢，降低了產(chǎn)品合格率;活性物質(zhì)分布不均勻，導(dǎo)致每個(gè)超級(jí)電容器容量高低不同，對(duì)超級(jí)電容器的均一性造成極大的影響，從而影響了超級(jí)電容器的使用推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的超級(jí)電容器制造過(guò)程中漿料的均勻性不好、物料團(tuán)聚、制備周期長(zhǎng)、能量消耗大等缺點(diǎn)，提供一種可以將超級(jí)電容器中的各種物質(zhì)均勻的混合在一起，具有均勻性好，穩(wěn)定性高，不易分層，無(wú)氣泡的漿料制備方法。
[0006]本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
超級(jí)電容器漿料的制備方法，該漿料的成分包括活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，制備工藝包括如下步驟:
1)物料初混，將活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑放入攪拌機(jī)中攪拌均勻形成不流動(dòng)的粘稠物料I，粘稠物料I的固含量在25%?50%之間；
2)擠壓混合，將粘稠物料I放入螺桿擠出機(jī)中擠壓混合分散，形成分散均勻的擠壓混合物料Π ;
3)超聲攪拌，在擠壓混合物料Π中加入適量溶劑放入超級(jí)波攪拌機(jī)中，超聲攪拌形成一定粘度的超級(jí)電容器漿料，超聲波攪拌機(jī)攪拌后漿料固含量在10%?25%之間，粘度范圍為1500-35000cp；
4)真空除泡，將超聲攪拌好的的超級(jí)電容器漿料過(guò)篩轉(zhuǎn)入帶旋轉(zhuǎn)盤(pán)的周轉(zhuǎn)罐體中，進(jìn)行抽真空除氣泡處理。
[0007]作為有優(yōu)選，采用螺桿擠出機(jī)擠壓混合物料I至少一次擠壓混合。
[0008]作為優(yōu)選，螺桿擠出機(jī)可以是單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或者多螺桿擠出機(jī)。
[0009]作為優(yōu)選，超聲波攪拌機(jī)設(shè)有恒溫系統(tǒng)，可以使?jié){料溫度維持在10°C~50°C范圍內(nèi)。
[0010]作為優(yōu)選:超聲波攪拌機(jī)機(jī)罐體內(nèi)的壓力設(shè)置在0.2Mpa?0.6Mpa之間。。
[0011 ]作為進(jìn)一步的優(yōu)選:超聲波攪拌機(jī)的頻率設(shè)置在1MHz?50MHz之間。
本發(fā)明提供了一種超級(jí)電容器漿料的制備方法，簡(jiǎn)單方便，易于操作，不但能夠大大縮短漿料制備的時(shí)間，而且漿料分散效果良好，漿料的均一性和穩(wěn)定性都有大大提升，使用該種漿料制備的超級(jí)電容器成品的各項(xiàng)性能指標(biāo)都有大幅提升。另外，在超級(jí)電容器漿料的制備過(guò)程中，能源消耗低，生產(chǎn)效率高，并且生產(chǎn)成本低，能夠大規(guī)模的生產(chǎn)。
[0012]具體實(shí)施方法
超級(jí)電容器漿料的制備方法，該漿料的成分包括活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，制備工藝包括如下步驟:
1)物料初混，將活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑放入攪拌機(jī)中攪拌均勻形成不流動(dòng)的粘稠物料I，粘稠物料I的固含量在25%?50%之間；
2)擠壓混合，將粘稠物料I放入螺桿擠出機(jī)中擠壓混合分散，形成分散均勻的擠壓混合物料Π ;
3)超聲攪拌，在擠壓混合物料Π中加入適量溶劑放入超級(jí)波攪拌機(jī)中，超聲攪拌形成一定粘度的超級(jí)電容器漿料，超聲波攪拌機(jī)攪拌后漿料固含量在10%?25%之間，粘度范圍為1500-35000cp；
4)真空除泡，將超聲攪拌好的的超級(jí)電容器漿料過(guò)篩轉(zhuǎn)入帶旋轉(zhuǎn)盤(pán)的周轉(zhuǎn)罐體中，進(jìn)行抽真空除氣泡處理。
[0013]采用螺桿擠出機(jī)擠壓混合物料I至少一次擠壓混合。螺桿擠出機(jī)可以是單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或者多螺桿擠出機(jī)。超聲波攪拌機(jī)設(shè)有恒溫系統(tǒng)，可以使?jié){料溫度維持在10°C~50°C范圍內(nèi)。超聲波攪拌機(jī)機(jī)罐體內(nèi)的壓力設(shè)置在0.2Mpa?0.6Mpa之間。超聲波攪拌機(jī)的頻率設(shè)置在1MHz?50MHz之間。
下面按照上述方案，結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容和技術(shù)特點(diǎn)，但本發(fā)明絕非僅限于下述實(shí)例。
[0014]實(shí)施例1
按照活性炭90%、導(dǎo)電炭黑5%、PVDF粘結(jié)劑5%的配比，將活性炭900g、導(dǎo)電炭黑50g、PVDF粘結(jié)劑50g加入到1500g溶劑N-甲基吡咯烷酮中，將上述物質(zhì)放入到雙行星式攪拌機(jī)中攪拌0.5h制備成固含量40%的粘稠物料I，將粘稠物料I通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠壓混合兩次后，放入超聲波攪拌罐中并加入2000gN-甲基吡咯烷酮，設(shè)置超聲波攪拌機(jī)參數(shù)為壓力到0.4Mpa，超聲頻率為50MHz攪拌2h后形成固含量為22.2%的均勻漿料，轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)罐中抽真空除氣泡，記得到混合均勻，穩(wěn)定的無(wú)氣泡的超級(jí)電容器漿料。
[0015]實(shí)施例2
按照活性炭90%、導(dǎo)電炭黑6%、PVDF粘結(jié)劑4%的配比，將活性炭900g、導(dǎo)電炭黑50g、PVDF粘結(jié)劑40g加入到2000g溶劑N-甲基吡咯烷酮中，將上述物質(zhì)放入到雙行星式攪拌機(jī)中攪拌Ih制備成固含量33.3%的粘稠物料I，將粘稠物料I通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠壓混合三次后，放入超聲波攪拌罐中并加入2000gN-甲基吡咯烷酮，設(shè)置超聲波攪拌機(jī)參數(shù)為壓力到0.6Mpa，超聲頻率為40MHz攪拌3h后形成固含量為20%的均勻漿料，轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)罐中抽真空除氣泡，記得到混合均勻，穩(wěn)定的無(wú)氣泡的超級(jí)電容器漿料。
[0016]實(shí)施例3
按照活性炭93%、導(dǎo)電炭黑3%、PVDF粘結(jié)劑4%的配比，將活性炭930g、導(dǎo)電炭黑30g、PVDF粘結(jié)劑40g加入到2500g溶劑N-甲基吡咯烷酮中，將上述物質(zhì)放入到雙行星式攪拌機(jī)中攪拌
0.5h制備成固含量28.6%的粘稠物料I，將粘稠物料I通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠壓混合四次后，放入超聲波攪拌罐中并加入2000gN-甲基吡咯烷酮，設(shè)置超聲波攪拌機(jī)參數(shù)為壓力到0.3Mpa，超聲頻率為45MHz攪拌4h后形成固含量為18.2%的均勻漿料，轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)罐中抽真空除氣泡，記得到混合均勻，穩(wěn)定的無(wú)氣泡的超級(jí)電容器漿料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超級(jí)電容器漿料的制備方法，其特征在于，該漿料的成分包括活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，制備工藝包括如下步驟: 物料初混，將活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑放入攪拌機(jī)中攪拌均勻形成不流動(dòng)的粘稠物料I，粘稠物料I的固含量在25%?50%之間； 擠壓混合，將粘稠物料I放入螺桿擠出機(jī)中擠壓混合分散，形成分散均勻的擠壓混合物料Π ; 超聲攪拌，在擠壓混合物料Π中加入適量溶劑放入超級(jí)波攪拌機(jī)中，超聲攪拌形成一定粘度的超級(jí)電容器漿料，超聲波攪拌機(jī)攪拌后漿料固含量在10%?25%之間，粘度范圍為1500-35000cp； 真空除泡，將超聲攪拌好的的超級(jí)電容器漿料過(guò)篩轉(zhuǎn)入帶旋轉(zhuǎn)盤(pán)的周轉(zhuǎn)罐體中，進(jìn)行抽真空除氣泡處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器漿料制備方法，其特征在于，采用螺桿擠出機(jī)擠壓混合物料I至少一次擠壓混合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級(jí)電容器漿料制備方法，其特征在于，所述螺桿擠出機(jī)可以是單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或者多螺桿擠出機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級(jí)電容器漿料制備方法，其特征在于，超聲波攪拌機(jī)設(shè)有恒溫系統(tǒng)，可以使?jié){料溫度維持在10°C~50°C范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超級(jí)電容器漿料制備方法，其特征在于:超聲波攪拌機(jī)機(jī)罐體內(nèi)的壓力設(shè)置在0.2Mpa?0.6Mpa之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超級(jí)電容器漿料制備方法，其特征在于:超聲波攪拌機(jī)的頻率設(shè)置在I OMHz?50MHz之間。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于超級(jí)電容器漿料的制備方法。通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)：成分包括活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，制備工藝包括如下步驟：將活性炭、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑和溶劑放入攪拌機(jī)中攪拌均勻形成不流動(dòng)的粘稠物料Ⅰ,粘稠物料Ⅰ固含量在25%~50%之間；將粘稠物料Ⅰ放入螺桿擠出機(jī)中擠壓混合分散，形成均勻的擠壓混合物料Ⅱ；在擠壓混合物料Ⅱ中加入適量溶劑放入超級(jí)波攪拌機(jī)中，超聲攪拌形成一定粘度的超級(jí)電容器漿料，超聲波攪拌機(jī)攪拌后漿料固含量在10%~25%之間，粘度范圍為1500-35000cp；將超聲攪拌好的超級(jí)電容器漿料過(guò)篩轉(zhuǎn)入帶旋轉(zhuǎn)盤(pán)的周轉(zhuǎn)罐體中進(jìn)行抽真空除氣泡處理。
【IPC分類(lèi)】H01G11/34, H01G11/30, H01G11/28, H01G11/32
【公開(kāi)號(hào)】CN105551821
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510940403
【發(fā)明人】關(guān)成善, 宗繼月, 王勇, 張敬捧, 葛衫
【申請(qǐng)人】山東精工電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日