一种超级电容器极片、超级电容器及极片处理方法与流程

本发明涉及超级电容器领域，特别涉及一种超级电容器极片及其处理方法。

背景技术：

超级电容器(Supercapacitors)是一种介于传统静电电容器和二次电池之间的新型储能装置，兼具二次电池和传统电容器的优点。它具有功率密度高、能量密度大、寿命长(数十万次以上)、工作温度范围宽(-40℃～65℃)、充放电效率高、无污染等特点，在新能源(太阳能和风能)、通讯、数码电子、电力、汽车、工程机械、军事及航空航天等领域都有十分广泛的应用。

极片是超级电容器的核心组成部分，主要由活性物质层与集流体组成，其性能好坏对超级电容器的容量、内阻等具有关键性的影响。在超级电容器极片的制作工艺中，其中辊压工艺可以使活性物质与集流体之间粘结性能更优，降低活性物质脱落的风险，同时还会使极片的厚度均匀一致。

目前，为了得到更好的辊压效果，达到指定的压实密度，通常对极片进行冷辊压工艺或者热辊压工艺，热辊压能降低超级电容器极片的变形抗力，致使极片上活性物质的孔架结构不被破坏，能有效防止极片变形起皱，但是其极片的压实密度较低，比容量较小；而冷辊压能有效提高极片的压实密度，提高比容量，但是其极片的变形抗力增加，致使极片上活性物质的孔架结构容易被破坏，导致极片容易变形起皱。

综上所述，如何提供一种变形抗力低、压实密度高、比容量大、不易变形起皱的超级电容器极片及其处理方法，以及包括此极片的超级电容器，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种变形抗力低、压实密度高、比容量大、不易变形起皱的超级电容器极片及其处理方法，以及包括此极片的超级电容器。

本发明的解决方案是这样实现的：本发明提出一种超级电容器极片处理方法，包括如下步骤：

S1、对极片辊压装置进行升温；

S2、对极片辊压装置进行参数设置；

S3、把极片固定于极片辊压装置的牵引带上，完成穿带；

S4、通过极片辊压装置对极片进行热辊压，辊压完成后进行收卷；

S5、对辊压装置进行降温至常温；

S6、按顺序重复步骤S2和S3；

S7、通过极片辊压装置对极片进行冷辊压，辊压完成后进行收卷。

上述超级电容器极片处理方法，先对极片辊压装置进行加温，之后进行参数设置，对超级电容器极片进行穿带，并进行热辊压，热辊压后进行冷辊压，即对超级电容器极片进行处理时，既对超级电容器极片进行热辊压处理，也进行冷辊压处理。热辊压时，能有效降低极片的变形抗力，致使极片上活性物质的孔架结构不被破坏，超级电容器极片的延展性以厚度均一性均有所提高。热辊压后进行冷辊压时，能有效增大超级电容器极片的压实密度，进一步降低极片厚度偏差，提高其厚度的均一性。与现有超级电容器极片处理方法相比，通过对极片进行冷热交替辊压，最终能有效提高极片比容量，同时有效防止极片的变形起皱。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S1中，将极片辊压装置的温度设置在80至120度之间，对极片辊压装置的上下辊轮进行加热。

发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S1中，所述极片辊压装置的温度设置于90至110度之间。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S2中，把极片辊压装置的张力设置为50至70吨。

发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S2中，所述极片辊压装置的张力设置为65吨。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S2中，用塞尺测量上下辊轮之间的间隙，通过试压厚度，调节至预定值。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S3中，用牵引带按照辊轴的方向，在极片辊压机上平整连接好，并用胶带把牵引带和极片连接好，完成穿带。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S4中，启动辊压张力，开始进行走带冷辊压，直至整卷极片辊压完成，并进行收卷；步骤S5中，所述常温温度介于20至30度。

如上所述，通过上述超级电容器极片获得的超级电容器极片，其具有变形抗力低、压实密度高、比容量大、不易变形起皱的优点。

另一方面，本发明还提出一种超级电容器极片，所述超级电容器极片经权利要求1至8中任一项所述的超级电容器极片处理方法获得。

本发明还提出一种超级电容器，包括超级电容器极片，所述超级电容器极片为权利要求9所述的超级电容器极片。

相应地，包括上述超级电容器极片的超级电容器，也具有上述超级电容器极片的优点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种超级电容器极片处理流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明实施例如下，请参见图1所示的超级电容器极片处理的流程框图，超级电容器极片处理具体包括如下步骤：

步骤S1，对极片辊压装置，具体如极片辊压机进行升温，极片辊压包括温控设备和上下大辊，通过温控设备，将温度设置在预定范围值，对极片辊压机的上下大辊进行升温和加热，之后进入步骤S2。

步骤S2，在极片辊压机的控制面板上设置收放卷张力，把收放卷张力设置在预定范围值，设置过程中，可实时塞尺测量极片辊压机上下两个大辊之间的间隙，并通过试压厚度，调节至合适值，之后进入步骤S3。

步骤S3，把极片固定在辊压装置的牵引带上，完成穿带，具体地，按照辊轴旋转的方向，用牵引带在极片辊压机上平整连接好，并用胶带将牵引带和需要辊压的极片连接好，调整位置在输出端接好收卷筒，调整位置，并固定，完成穿带，之后进入步骤S4。

步骤S4，对超级电容器极片进行热辊压和收卷，具体地，启动辊压张力，开始进行带热辊压，直至整卷辊压完成，并进行收卷，之后进入步骤S5。

步骤S5，对极片辊压机进行装置降温，具体地，将极片辊压机的上下大辊进行冷却，可通过循环冷却水方式，也可通过其它风冷方式进行冷却，直至下下大辊冷却至常温为止，之后进入步骤S6。

步骤S6，当极片辊压机的温度降至常温后，开始对热辊压后的超级电容器极片进行冷辊压，按顺序依次重复步骤S2和S3，即首先进入S2，在极片辊压装置上进行参数设置，参数具体包括但不限于极片辊压装置的张力设置；之后进入S3，把极片固定极片辊压装置上，完成穿带，之后进入步骤S7。

步骤S7，通过极片辊压装置对极片进行冷辊压，即常温辊压，辊压完成后进行收卷。

上述超级电容器极片处理方法，先对极片辊压装置进行加温，之后进行参数设置，对超级电容器极片进行穿带，并进行热辊压，热辊压后进行冷辊压，即对超级电容器极片进行处理时，既对超级电容器极片进行热辊压处理，也进行冷辊压处理。热辊压时，能有效降低极片的变形抗力，致使极片上活性物质的孔架结构不被破坏，超级电容器极片的延展性以厚度均一性均有所提高。热辊压后进行冷辊压时，能有效增大超级电容器极片的压实密度，进一步降低极片厚度偏差，提高其厚度均一性。与现有超级电容器极片处理方法相比，通过对极片进行冷热交替辊压，最终能有效提高极片比容量，同时有效防止极片的变形起皱。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S1中，极片辊压装置的预定范围值在80至120度之间，具体值可根据超级电容器极片的厚薄来定。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S1中，极片辊压装置的温度优选介于90至110度之间，此温度范围内，对超级电容器的辊压效果最优。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S2中，极片辊压装置的收放卷张力预定范围值优选为50至70吨之间，具体值可根据超级电容器极片的厚薄来定。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S2中，极片辊压装置的收放卷张力优选为65度吨，此温度范围内，对超级电容器的辊压效果最优。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S2中，用塞尺测量上下辊轮之间的间隙时，塞尺的厚度以及塞尺的数量均可根据超级电容器极片的厚度来定，当超级电容器极片的厚度较大时，塞尺的厚度或数量也相应的增加，反之，则减少。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S3和步骤S4中，对超级电容器极片进行穿带过程中，用胶带把超级电容器极片和牵引带连接在一起，当牵引带通过上下大辊之间时，上下大辊对牵引带及其上的超级电容器极片形成辊压，辊压后，能极片进行收卷，收卷过程可由收卷装置完成，也可由人工完成，在此不作具体限定。此外，步骤S5中，常温温度介于20至30度，即把辊压装置降温至20至30度，即可开始对极片进行冷辊压。

另一方面，本发明还还出一种超级电容器极片，超级电容器极片由上述超级电容器极片处理方法获得。

如上所述，通过上述超级电容器极片获得的超级电容器极片，其具有变形抗力低、压实密度高、比容量大、不易变形起皱的优点。

最后，本发明还提出一种超级电容器，包括超级电容器极片，超级电容器极片具体为如上所述的超级电容器极片。

相应地，包括上述超级电容器极片的超级电容器，也具有上述超级电容器极片的优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。