一種電化學超級電容器的製作方法
2023-04-24 09:17:06 1
專利名稱：：一種電化學超級電容器的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種電容器，特別是公開一種電化學超級電容器，具體是指化學電源的材料改進的電化學電容器。
背景技術：
：化學電源在應用方面已經拓展到很多領域，隨之而來的是其安全型、穩定性問題。電化學超級電容器(EC)作為化學儲能方式的一種也遇到了相同的問題，特別是作為高功率儲能器件，其工作模式就是大功率、大電流狀態下連續工作，如何解決發熱問題是近年來研究熱點與難點。
發明內容本發明的目的是從EC上述方面的需求進行研究，通常氫鎳電池的隔膜都是採用多空有機聚合物，如聚丙烯無紡布，這種隔膜在遇到電源本身過熱時並不能很好的保證電源的安全，由此本發明結合EC的特點，對隔膜進行了改進和創新，提供一種採用高離子通過率、在溫度過高時會自動保護的隔膜的電化學超級電容器。本發明是這樣實現的一種電化學超級電容器，包括極片和隔膜，其特徵在於所述的隔膜由兩層組成，一層為聚丙烯(PP)無紡布層，另一層為聚乙烯(PE)接枝膜層，PP無紡布層與PE接枝膜層通過粘結劑或熱加工複合在一起，同時不影響隔膜整體的導電性，即離子通道並不受影響。PP無紡布層與PE接枝膜層厚度比例為l:(0.20.5)，PP無紡布層厚度一般為0.050.1mm，PE接枝膜層厚度一般為0.020.05mm。本發明的隔膜厚度為0.100.15mm，面密度為5070g/m2，既保證了EC反應所需的電解質能存儲足夠的量在隔膜上，又保證了過溫閉合時的可靠性。本發明中對孔隙的要求，強調了有效空的比例問題，要保證離子傳道順利，孔的直徑要在0.010.1nm(10100nm)之間，因為水合離子的半徑一般為納米數量級，這種尺度的孔徑是最合適的，孔徑過小，則影響離子通過效率，孔徑過大則影響隔膜強度與均勻性。同時，並非所有的隔膜微孔都是有效的，有大量微孔是一端導通或孔徑在10納米以下的，都不能作為EC反應時有效的通道，所以本發明對有效孔徑的比率提出了PP無紡布層為80%及以上和PE接枝膜層為70%及以上的要求，隔膜總有效孔徑的有效比率在5060%之間，隔膜孔隙率在40%65%之間。本發明的隔膜在溫度超過85'C時，PE接枝膜層微孔閉合，關閉或部分關閉離子通道，電容器反應中止，PP無紡布層支撐PE接枝膜層並避免短路，電容器進入熱保護狀態，PE接枝膜層的微孔閉合是不可恢復的，因此在使用中通過自動控制方法，不能出現85'C以上的高溫環境。本發明的有益效果是本發明採用高離子通過率、在溫度過高時會自動保護的隔膜，在大功率、大電流狀態下連續工作時會過溫閉合，不僅保證電源工作的可靠性，還提高了安全性。下面通過實施例對本發明作進一步說明。具體實施方式表不同組分的隔膜具有不同的用途。tableseeoriginaldocumentpage4主要用途隔膜厚度適中，作為高能量EC用隔膜。隔膜較厚，作為高功率EC用隔膜，PE層具有很好的安全輕。作為高能量EC用，用於需要穩定輸出的情況。隔膜總有效孔徑的有效比率在5060%之間，隔膜孔隙率在40%65%之間。實施例4:EC製作的實施例把實施例2中的隔膜裁減成寬115mm的長條狀，長度^2.8m;準備好正極片、負極片(尺寸均為70xl00mm)。開始操作，底端先放一層隔膜(隔膜PP無紡布層所在面朝向正極)，放入一片正極，隔膜下端比極片長出5mm，把隔膜繞到另一端，放入一片負極，負極位置與正極對應，隔膜再繞到另一端；依次如此正負極交錯組裝，直到20片正極和20片負極為止；隔膜包覆到最後一片正極的外面預留2mm後，用剪刀剪斷；用螺母將極柱連接號，裝入殼體，蓋上殼蓋並密封，從安全閥口注入額定的電解液，並擰上安全閥。EC製作完成。權利要求1.一種電化學超級電容器，包括極片和隔膜，其特徵在於所述的隔膜由兩層組成，一層為聚丙烯無紡布層，另一層為聚乙烯接枝膜層，所述的聚丙烯無紡布層和聚乙烯接枝膜層是通過粘結劑或熱加工複合而成並緊密接觸，其中聚丙烯無紡布層厚度在0.05～0.1mm之間，聚乙烯接枝膜層厚度在0.02～0.05mm之間，聚丙烯無紡布層厚度與聚乙烯接枝膜層厚度保持比例1∶(0.2～0.5)。2.根據權利要求1所述的電化學超級電容器，其特徵在於所述的隔膜厚度為0.100.15mm，面密度為5070g/m2。3.根據權利要求1所述的電化學超級電容器，其特徵在於所述的聚丙烯無紡布層孔徑分布在0.030.1pm之間的比率為80%及以上，聚乙烯接枝膜層孔徑分布在0.010.08pm之間的比率為70%及以上。4.根據權利要求1所述的電化學超級電容器，其特徵在於所述的隔膜孔隙率在40%65%之間，孔徑分布在0.010.1pm之間的比率為5060%。全文摘要本發明為一種電化學超級電容器，包括極片和隔膜，其特徵在於所述的隔膜由兩層組成，一層為聚丙烯無紡布層，另一層為聚乙烯接枝膜層，所述的聚丙烯無紡布層和聚乙烯接枝膜層是通過粘結劑或熱加工複合而成並緊密接觸，其中聚丙烯無紡布層厚度在0.05～0.1mm之間，聚乙烯接枝膜層厚度在0.02～0.05mm之間，聚丙烯無紡布層厚度與聚乙烯接枝膜層厚度保持比例1∶(0.2～0.5)。本發明電化學超級電容器採用高離子通過率、在溫度過高時會自動保護的隔膜，解決了電化學超級電容器在大功率、大電流下連續工作的發熱問題。文檔編號H01G9/02GK101236842SQ200810043099公開日2008年8月6日申請日期2008年2月2日優先權日2008年2月2日發明者黎華,梁全順,然王申請人:上海奧威科技開發有限公司