本发明属于电容器纸技术领域，尤其涉及一种超级电容器隔膜纸的生产方法。
背景技术：
超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置。它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性，在国防军工、航空航天、交通运输、电子信息和仪器仪表等领域具有广阔的应用前景。
隔膜作为超级电容器的关键组成构件，其主要作用是隔离正负极，在充放电过程中作为离子转移运输的通道导通电子，因此，超级电容器的隔膜的性能直接影响超级电容器的使用安全性以及能量密度、功率密度、充放电效率和循环使用等性能。纸基超级电容器隔膜，采用造纸法抄造而成，生产工艺简单、造纸工艺可控性强，生产原料来源于植物纤维，可降解，绿色环保，因而越来越多地受到人们的关注。
然而，现有的超级电容器隔膜纸存在孔隙率低、孔径大小不均匀的问题。隔膜纸孔隙率低，在电子转移过程中就不能提供足够的电子转移通道，降低了电子交换速率，从而影响超级电容器的比功率性能；隔膜纸孔径过大，在超级电容器受压情况下容易引起正负极接触造成短路，孔径过小会降低电解质离子的转移速率。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述背景技术中所提出的问题，提供一种超级电容器隔膜纸的生产方法。
本发明所采取的技术方案是：一种超级电容器隔膜纸的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为4.0～10％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为70～80°sr，湿重为0.8～2.0g，纤维平均长度为0.5～1.5mm，纤维平均宽度为20～30μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为20～30°sr，湿重为2.0～4.0g，纤维平均长度为1.0～1.5mm，纤维平均宽度为20～30μm；
3)对维纶纤维加水疏解分散均匀，得到浆料d；
4)对纳米纤维素加水疏解分散均匀，得到浆料e；
5)将浆料b、浆料c、浆料d和浆料e按比例混合搅拌均匀得到浆料f，其中浆料b的配比为80～90％、浆料c的配比为3～20％、浆料d的配比为0～10％、浆料e的配比为0～2％；
6)在浆料f中加入分散剂，混合搅拌均匀得到浆料g，其中分散剂的用量相对于总的绝干浆量为0～1.5％；
7)以水为介质对浆料g进行抄造，得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)、步骤2)、步骤3)以及步骤4)的顺序不分先后。
作为优选，原纤化纤维的长度为38mm或6mm。
作为优选，维纶纤维为水溶性聚乙烯醇纤维、聚烯烃纤维或聚酯纤维中的一种，用量相对于总的绝干浆量为3～10％。
作为优选，分散剂为聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺中的一种。
作为优选，步骤7)中以水为介质对浆料g进行抄造时，采用长网纸机或圆网纸机进行抄造。
作为优选，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)以及步骤7)中所加入的水均为去离子水。
作为优选，超级电容器隔膜纸采用表面整饰处理，以确保超级电容隔膜纸表面平整、厚度均匀。
作为优选，超级电容隔膜纸在温度23℃、湿度50％rh的检测环境下，定量为14±2g/m2，厚度为30±2μm，纵向抗张强度≥0.65kn/m，孔隙率≥60％，平均孔径为0.5～1.2μm。
本发明具有的优点和积极效果：采用上述技术方案生产的超级电容器隔膜纸具有较高的孔隙率，提升了超级电容器比功率性能；通过对超级电容器隔膜纸表面进行整饰处理，超级电容器隔膜纸的孔径大小合适且分布均匀；在超级电容器隔膜纸成型过程中，纤维之间互相搭接形成立体网状结构，纤维分丝帚化形成的微纤丝在主干纤维与微纤丝之间形成桥接，使成纸具有较好的孔隙结构及较高的机械强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种超级电容器隔膜纸的生产方法，包括以下步骤：
1)将纤度为1.5dtex，长度为38mm的原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为4.0％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为75°sr，湿重为1.2g，纤维平均长度为0.9mm，纤维平均宽度为28μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为25°sr，湿重为3.0g，纤维平均长度为1.2mm，纤维平均宽度为23μm；
3)将浆料b和浆料c按80：20的比例混合搅拌均匀得到浆料g；
4)以水为介质，在长网纸机上对浆料g进行抄造，经过压榨、干燥、等工序得到成纸，对成纸进行表面整饰处理得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)和步骤2)的顺序不分先后，步骤1)、步骤2)和步骤4)中所加入的水均为去离子水。
实施例2
一种超级电容器隔膜纸的生产方法，包括以下步骤：
1)将纤度为1.5dtex，长度为6mm的原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为7.0％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为70°sr，湿重为0.8g，纤维平均长度为0.5mm，纤维平均宽度为20μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为20°sr，湿重为2.0g，纤维平均长度为1.0mm，纤维平均宽度为20μm；
3)对维纶纤维加水疏解分散均匀，得到浆料d，其中所采用的维纶纤维为水溶性聚乙烯醇纤维，用量相对于总的绝干浆量为10％；
4)将浆料b、浆料c和浆料d按85：5：10的比例混合搅拌均匀得到浆料f；
5)在浆料f中加入分散剂，混合搅拌均匀得到浆料g，其中所采用的分散剂为聚氧化乙烯，用量相对于绝干浆重量为0.1％；
6)以水为介质，在长网纸机上对浆料g进行抄造，经过压榨、干燥、等工序得到成纸，对成纸进行表面整饰处理得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)、步骤2)和步骤3)的顺序不分先后，步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤6)中所加入的水均为去离子水。
实施例3
一种超级电容器隔膜纸的生产方法，包括以下步骤：
1)将纤度为1.5dtex，长度为6mm的原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为10.0％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为80°sr，湿重为2.0g，纤维平均长度为1.5mm，纤维平均宽度为30μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为30°sr，湿重为4.0g，纤维平均长度为1.5mm，纤维平均宽度为30μm；
3)对维纶纤维加水疏解分散均匀，得到浆料d，其中所采用的维纶纤维为聚烯烃纤维，用量相对于总的绝干浆量为3％；
4)对纳米纤维素加水疏解分散均匀，得到浆料e；
5)将浆料b、浆料c、浆料d和浆料e按82：11：5：2的比例混合搅拌均匀得到浆料f；
6)在浆料f中加入分散剂，混合搅拌均匀得到浆料g，其中所采用的分散剂为聚氧化乙烯，用量相对于绝干浆重量为0.7％；
7)以水为介质，在圆网纸机上对浆料g进行抄造，经过压榨、干燥、等工序得到成纸，对成纸进行表面整饰处理得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤4)的顺序不分先后，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)和步骤7)中所加入的水均为去离子水。
实施例4
一种超级电容器隔膜纸的生产方法，包括以下步骤：
1)将纤度为1.5dtex，长度为6mm的原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为10.0％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为78°sr，湿重为1.4g，纤维平均长度为1.5mm，纤维平均宽度为25μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为28°sr，湿重为2.5g，纤维平均长度为1.0mm，纤维平均宽度为21μm；
3)对维纶纤维加水疏解分散均匀，得到浆料d，其中所采用的维纶纤维为聚酯纤维，用量相对于总的绝干浆量为6％；
4)对纳米纤维素加水疏解分散均匀，得到浆料e；
5)将浆料b、浆料c、浆料d和浆料e按90：3：6：1的比例混合搅拌均匀得到浆料f；
6)在浆料f中加入分散剂，混合搅拌均匀得到浆料g，其中所采用的分散剂为聚丙烯酰胺，用量相对于绝干浆重量为1.5％。
7)以水为介质，在圆网纸机上对浆料g进行抄造，经过压榨、干燥、等工序得到成纸，对成纸进行表面整饰处理得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤4)的顺序不分先后，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)和步骤7)中所加入的水均为去离子水。
实施例5
一种超级电容器隔膜纸的生产方法，包括以下步骤：
1)将纤度为1.5dtex，长度为38mm的原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为4.0％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为75°sr，湿重为1.2g，纤维平均长度为0.9mm，纤维平均宽度为28μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为25°sr，湿重为3.0g，纤维平均长度为1.2mm，纤维平均宽度为23μm；
3)将浆料b和浆料c按85：15的比例混合搅拌均匀得到浆料g；
4)以水为介质，在长网纸机上对浆料g进行抄造，经过压榨、干燥、等工序得到成纸，对成纸进行表面整饰处理得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)和步骤2)的顺序不分先后，步骤1)、步骤2)和步骤4)中所加入的水均为去离子水。
实施例6
一种超级电容器隔膜纸的生产方法，包括以下步骤：
1)将纤度为1.5dtex，长度为6mm的原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为7.0％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为70°sr，湿重为1.0g，纤维平均长度为1.0mm，纤维平均宽度为29μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为25°sr，湿重为3.0g，纤维平均长度为1.2mm，纤维平均宽度为23μm；
3)对维纶纤维加水疏解分散均匀，得到浆料d，其中所采用的维纶纤维为水溶性聚乙烯醇纤维，用量相对于总的绝干浆量为10％；
4)将浆料b、浆料c和浆料d按85：10：5的比例混合搅拌均匀得到浆料f；
5)在浆料f中加入分散剂，混合搅拌均匀得到浆料g，其中所采用的分散剂为聚氧化乙烯，用量相对于绝干浆重量为0.1％；
6)以水为介质，在长网纸机上对浆料g进行抄造，经过压榨、干燥、等工序得到成纸，对成纸进行表面整饰处理得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)、步骤2)和步骤3)的顺序不分先后，步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤6)中所加入的水均为去离子水。
实施例7
一种超级电容器隔膜纸的生产方法，包括以下步骤：
1)将纤度为1.5dtex，长度为6mm的原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为10.0％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为75°sr，湿重为1.0g，纤维平均长度为0.7mm，纤维平均宽度为27μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为28°sr，湿重为2.5g，纤维平均长度为1.0mm，纤维平均宽度为21μm；
3)对维纶纤维加水疏解分散均匀，得到浆料d，其中所采用的维纶纤维为聚烯烃纤维，用量相对于总的绝干浆量为3％；
4)对纳米纤维素加水疏解分散均匀，得到浆料e；
5)将浆料b、浆料c、浆料d和浆料e按85：10：4：1的比例混合搅拌均匀得到浆料f；
6)在浆料f中加入分散剂，混合搅拌均匀得到浆料g，其中所采用的分散剂为聚氧化乙烯，用量相对于绝干浆重量为0.1％；
7)以水为介质，在长网纸机上对浆料g进行抄造，经过压榨、干燥、等工序得到成纸，对成纸进行表面整饰处理得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤4)的顺序不分先后，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)和步骤7)中所加入的水均为去离子水。
实施例8
一种超级电容器隔膜纸的生产方法，包括以下步骤：
1)将纤度为1.5dtex，长度为6mm的原纤化纤维加水疏解分散配制成浓度为10.0％的浆料a；采用打浆机对浆料a打浆进行分丝帚化，得到浆料b；浆料b的打浆度为78°sr，湿重为1.0g，纤维平均长度为0.7mm，纤维平均宽度为27μm；
2)将丝光浆加水疏解分散打浆处理，得到浆料c；浆料c的打浆度为28°sr，湿重为2.5g，纤维平均长度为1.0mm，纤维平均宽度为21μm；
3)对维纶纤维加水疏解分散均匀，得到浆料d，其中所采用的维纶纤维为聚烯烃纤维，用量相对于总的绝干浆量为3％；
4)对纳米纤维素加水疏解分散均匀，得到浆料e；
5)将浆料b、浆料c、浆料d和浆料e按85：10：4：1的比例混合搅拌均匀得到浆料f；
6)在浆料f中加入分散剂，混合搅拌均匀得到浆料g，其中所采用的分散剂为聚氧化乙烯，用量相对于绝干浆重量为0.1％；
7)以水为介质，在长网纸机上对浆料g进行抄造，经过压榨、干燥、等工序得到成纸，对成纸进行表面整饰处理得到超级电容器隔膜纸；
步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤4)的顺序不分先后，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)和步骤7)中所加入的水均为去离子水。
性能测试
在温度23℃、湿度50％rh的检测环境下，对上述实施例1-8所得的超级电容器隔膜纸的定量、厚度、纵向抗张强度、孔隙率、最小孔径、最大孔径以及平均孔径进行测试；再将超级电容器隔膜纸制作成超级电容器，在70℃下，对超级电容器以2.7v充电，连续充电达到1000h后，对其esr(内阻)变化倍数及c(电容量)变化率进行测试，所得测试结果与目标值的对比如表1所示。
表1
从表1可以看出，本发明实施例1-8生产得到的超级电容器隔膜纸的性能指标均满足目标值的要求，8种方案的测试结果显示，采用本方法生产的超级电容器隔膜纸的孔径大小合适且均具有较高的孔隙率以及较高的机械强度；将超级电容器隔膜纸制作成的超级电容器，在高温条件下的esr变化倍数和c变化率均在标准范围内，说明本方法生产的超级电容器隔膜纸具有较高的热稳定性，可以满足超级电容器高温工作环境的需求。
以上对本发明的几个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。