有機超級電容器化成方法

2023-04-28 22:28:11

專利名稱：有機超級電容器化成方法
有機超級電容器化成方法技術領域
本發明屬於超級電容器製作技術領域，具體涉及一種有機超級電容器化成方法。
技術背景
超級電容器又名電化學電容器，是一種新型的儲能元件。因其比功率高、循環壽命長、充電時間短，安裝便捷且使用溫度範圍寬，加之綠色環保等，超級電容器日益在各個領域得到應用。
超級電容器按其電解液類型可分為有機體系和無機體系兩種。目前市場上，不管是國內還是國外，形成商業化生產的仍是傳統的有機型雙電層電容器。
化成是超級電容器生產過程中的一道重要工序，其活化程度的深淺及其均勻程度都關係到整個超級電容器物理化學性能的優劣高低。傳統的化成方法是對製作好的超級電容器進行單一的恆流充放電循環，其化成效果不好，產品的電化學性能也是良莠不齊。發明內容
本發明的目的是克服現有化成方法的不足之處，提供一種有機超級電容器的化成方法，使得超電容的電化學性能得到較大程度的提高，同時物料利用率也相應有所增長。
本發明的目的通過以下措施達到有機超級電容器化成方法，按如下步驟進行a.將注液完畢的有機超級電容器靜置2 M小時；b.以基準電流0.5 4. 0倍的電流將超級電容器充電至2. 5 3. 2V，設置電壓保護上限為2. 9 3. 6V ；c.以基準電流0.5 4. 0倍的電流將超級電容器放電至0. 5 1. 0V,設置電壓保護上限為2. 9 3. 6V，電壓保護下限為0. 3 0. 5V ；d.以基準電流0.5 40倍的電流將超級電容器充電至2. 5 3. 2V，保持2. 5 3. 2V 繼續充電5 30分鐘，以基準電流0. 5 40倍的電流將超級電容器放電至0. 5 1. 6V，設置電壓保護上限為2. 9 3. 6V，電壓保護下限為0. 3 0. 5V ；e.重複1 3次d步驟，重複中電流有變化；f.以e步驟中的電流將超級電容器充電至2.5 3. 2V，保持2. 5 3. 2V繼續充電 0. 5 72小時，再以基準電流0. 5 4. 0倍的電流將超級電容器放電至0. 5 1. 6V，設置電壓保護上限為2. 9 3. 6V，電壓保護下限為0. 3 0. 5V ；g.以基準電流0.5 4. 0倍的電流將超級電容器充電至2. 5 3. 2V，化成完成。
該化成方法中提到的基準電流即超級電容器基準充放電電流，數值等於 CEXUE/1000,單位為(A)。式中Ck為超級電容器的額定容量，單位為(F) ;UE為超級電容器的額定電壓，單位為(V)。例如，額定電壓為2. 5V，額定容量為3000F的超級電容器，其基準電流為 3000X2. 5/1000=7. 5A。
與現有方法相比，本發明對充放電工藝流程進行了創新，採取分階段不同倍率多次充放電循環，並調整、限定了化成工藝參數，使得電極化成更充分，電解液浸潤更均勻，從整體上提高了電極的活化效率，減少了後續測試及使用過程中因化成不佳導致的性能不穩定等問題，有效提高了超級電容器的電化學性能，在一定程度上也提高了單體電容的一致性。同時該方法工藝流程條理化，操作規範，電極活化效率的提高也提高了物料的利用率。
具體實施方式
實施例1 依常規製造方法製作2. 5V3000F超級電容器，注入適量電解液，靜置2小時。以30A的電流將超級電容器充電至2. 5V，設置電壓保護上限為2. 9V ；以30A的電流將超級電容器放電至0. 5V，設置電壓保護上限為2. 9V，電壓保護下限為0. 3V ；以3. 75A的電流將超級電容器充電至2. 5V，保持2. 5V繼續充電10分鐘，以3. 75A的電流將超級電容器放電至0. 8V，設置電壓保護上限為2. 9V，電壓保護下限為0. 5V ；以7. 5A的電流將超級電容器充電至2. 5V， 保持2. 5V繼續充電10分鐘，以7. 5A的電流將超級電容器放電至0. 8V，設置電壓保護上限為2. 9V，電壓保護下限為0. 5V ；以7. 5A的電流將超級電容器充電至2. 5V，保持2. 5V繼續充電M小時，再以7. 5A的電流將超級電容器放電至0. 5V，設置電壓保護上限為2. 9V，電壓保護下限為0. 3V ；以30A的電流將超級電容器充電至2. 5V，化成完成。
實施例2:依常規製造方法製作2. 5V3000F超級電容器，注入適量電解液，靜置12小時。以15A的電流將超級電容器充電至2. 7V，設置電壓保護上限為3. OV ；以30A的電流將超級電容器放電至0. 5V，設置電壓保護上限為3. 0V,電壓保護下限為0. 3V ；以3. 75A的電流將超級電容器充電至2. 7V，保持2. 7V繼續充電30分鐘，以3. 75A的電流將超級電容器放電至0. 8V，設置電壓保護上限為3. 0V,電壓保護下限為0. 5V ；以7. 5A的電流將超級電容器充電至2. 7V， 保持2. 7V繼續充電30分鐘，以7. 5A的電流將超級電容器放電至0. 8V，設置電壓保護上限為3. 0V,電壓保護下限為0. 5V ；以7. 5A的電流將超級電容器充電至2. 7V，保持2. 7V繼續充電72小時，再以7. 5A的電流將超級電容器放電至0. 5V，設置電壓保護上限為3. 0V,電壓保護下限為0. 3V ；以30A的電流將超級電容器充電至2. 8V，化成完成。
實施例3:依常規製造方法製作2. 7V3000F超級電容器，注入適量電解液，靜置M小時。以32. 4A 的電流將超級電容器充電至2. 9V，設置電壓保護上限為3. 2V ；以32. 4A的電流將超級電容器放電至0. 5V，設置電壓保護上限為3. 2V，電壓保護下限為0. 3V ；以8. IOA的電流將超級電容器充電至2. 9V，保持2. 9V繼續充電30分鐘，以8. IOA的電流將超級電容器放電至1.2V，設置電壓保護上限為2. 9V，電壓保護下限為1. OV ；以16. 2A的電流將超級電容器充電至2. 9V，保持2. 9V繼續充電30分鐘，以16. 2A的電流將超級電容器放電至0. 8V，設置電壓保護上限為3. 2V，電壓保護下限為0. 5V ；以16. 2A的電流將超級電容器充電至2. 9V，保持2.9V繼續充電72小時，再以16. 2A的電流將超級電容器放電至0. 5V，設置電壓保護上限為3.2V，電壓保護下限為0. 3V ；以32. 4A的電流將超級電容器充電至2. 9V，化成完成。
權利要求
1. 一種有機超級電容器化成方法，其特徵在於所述化成方法依如下步驟進行a.將注液完畢的有機超級電容器靜置2 M小時；b.以基準電流0.5 4. 0倍的電流將超級電容器充電至2. 5 3. 2V，設置電壓保護上限為2. 9 3. 6V ；c.以基準電流0.5 4. 0倍的電流將超級電容器放電至0. 5 1. 0V,設置電壓保護上限為2. 9 3. 6V，電壓保護下限為0. 3 0. 5V ；d.以基準電流0.5 40倍的電流將超級電容器充電至2. 5 3. 2V，保持2. 5 3. 2V 繼續充電5 30分鐘，以基準電流0. 5 40倍的電流將超級電容器放電至0. 5 1. 6V，設置電壓保護上限為2. 9 3. 6V，電壓保護下限為0. 3 0. 5V ；e.重複1 3次d步驟，重複中電流有變化；f.以e步驟中的電流將超級電容器充電至2.5 3. 2V，保持2. 5 3. 2V繼續充電 0. 5 72小時，再以基準電流0. 5 4. 0倍的電流將超級電容器放電至0. 5 1. 6V，設置電壓保護上限為2. 9 3. 6V，電壓保護下限為0. 3 0. 5V ；g.以基準電流0.5 4. 0倍的電流將超級電容器充電至2. 5 3. 2V，化成完成。
全文摘要
本發明提供了一種有機超級電容器化成方法，該化成方法以預充電的形式區分電極極性，採用分階段不同倍率多次充放電循環對有機超級電容器進行化成，很好克服了現有方法的電極化成不充分、不均勻、電解液浸潤效果差等問題，有效地提高了電極活化率及電極活性物質利用率，減少了後續測試及使用過程中因化成不佳導致的性能不穩定等缺陷，在一定程度上也提高了單體電容的一致性。
文檔編號H01G9/04GK102509619SQ20111029598
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者丁同臣, 楊寶峰, 陳冰花 申請人:江蘇富朗特新能源有限公司