一种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法
【专利摘要】一种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，属于材料科学领域。一种电极材料，包括含碳活性物质、含氟表面活性剂、粘结剂和导电剂。电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：1)在电极材料含碳活性物质中加入导电剂、含氟表面活性剂进行球磨、混炼；2)将上述混合物中加入粘结剂、溶剂进行调浆得到浆料；3)将浆料涂覆于集流体上，延压，干燥，成型，制得超级电容器。该方法制备工序简单，生产效率良好，制备的超级电容器内阻低、静电容量高。
【专利说明】
一种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，属于材料科学领 域，尤其是电化学技术领域。
【背景技术】
[0002] 超级电容器(双电层电容器)是近年来发展起来的一种高能量电能存储元件，具有 高功率密度、高循环寿命、可快速冲放电和对环境无污染等优点，被广泛应用于电机调节 器、传感器、微机存储器的后备电源、机动车辆的启动装置、风力发电和太阳能发电系统等 洁净能源系统，因而受到关注。
[0003]超级电容器作为一种性能优异的能源储存装置，目前已成为材料、电力、电子、物 理、化学等多学科交叉领域研究的热点之一。主要研究目标是制备高能量密度和高功率密 度的致密能源所需的低成本电极材料，和工作电压高、电化学性能稳定、导电率高和使用寿 命长的电解质体系材料，并在此基础上制备高功率密度、高能量密度和性能稳定的可用于 各种电子设备的后备电源和电动汽车混合动力系统等方面的超级电容器储能器件。
[0004]通常超级电容器用电极，是将含有作为活性物质的碳材料与粘结剂以及根据需要 添加的导电剂等组合物，与作为集流体的金属箱或金属网状物等加以层压成型，从而制成 超级电容器电极。
[0005] 作为超级电容器电极的电极材料及制备方法，在专利(JP2-235320JP9-306789) 中介绍了将含碳材料与聚四氟乙烯(PTFE)等含氟聚合物构成的粘结剂进行混炼或与液态 润滑剂一起作为电极形成用组合物，进行加压成型制备电极的方法。然而，在使用PTFE作为 粘结剂时，与活性炭进行混炼时必须将PTFE做成纤维状，同时由于纤维化部分与未纤维化 部分在电极成型为薄膜时其表面容易产生凸凹，电极强度不足，所制得的超级电容器性能 很难保持均一性。
[0006] 作为采用PTFE以外的粘结剂，在专利(JP4-22062)中介绍了将塑料粉与活性炭混 合，在塑料粉的软化点附近温度下成型，形成电极层的方法。采用该方法得到的电极柔韧性 差，在卷绕时电极层容易产生裂纹或从集流体上脱落，从而严重影响超级电容器的性能。
[0007] 另外，在专利(JP8-250380)中提出将苯乙烯-丁二烯橡胶或丙烯腈-丁二烯橡胶的 二甲苯溶液与活性炭混合，干燥后得到的混合物进行加压成型制备超级电容器电极层的方 法，该方法工序烦杂，所得到的超级电容器的性能，尤其是高温性能较差。
[0008] 采用塑料粉作为粘结剂或苯乙烯-丁二烯橡胶以及丙烯腈-丁二烯橡胶的二甲苯 溶液作为粘结剂时，由于粘结剂直接覆盖电极活性物质表面，致使其有效面积降低，因而致 使超级电容器的容量下降。另外，PTFE的过量使用及分散不均，将导致电极活性物质含量下 降及使其强度不足，影响超级电容器的性能。
[0009] 在专利(CN101151692)中公开了一种将从富勒烯煤中得到的提取物经高温处理得 到新的含碳材料，同活性炭混合或单独使用，可以保持活性炭的静电容量的同时，还可以降 低超级电容器的内阻。但该种碳材料来源难以保证，且质量难以控制，因此难以在超级电容 器的实际生产中应用。
【发明内容】
[0010] 鉴于上述现有技术中，超级电容器电极制备存在的问题，本发明的目的在于提供 一种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，该方法制备工序简单，生产效率良好， 制备的超级电容器内阻低、静电容量高。
[0011] 本发明的一种电极材料，所述电极材料由含碳活性物质、含氟表面活性剂、粘结 剂、导电剂和溶剂制备而成；其中，按质量比，含氟表面活性剂：含碳活性物质= 0.01~ 10 % ;粘结剂:含碳活性物质=0.01~20 % ;导电剂:含碳活性物质=0.01~15 % ;溶剂:含 碳活性物质=60~80 % ;
[0012] 所述的含碳活性物质为高比面积活性炭，活性炭纳米管，碳纤维或石墨烯中的一 种；
[0013] 所述的含氟表面活性剂为含氟磺酰胺类化合物A和/或含氟磺酰胺类化合物B中的 一种或几种的混合物；
[0014] 含氟磺酰胺类化合物A为含有烷基(n = 0)或聚氧乙烯醚(η多1)结构特征的化合 物，其结构通式为Α1或Α2，其中:n>0;Rf为具有碳链长度多4的全氟烷基;R为烷基、烯基、烷 氧基或氰基中的一种；
[0016] 含氟磺酰胺类化合物B为含有季铵盐结构特征的化合物，其结构通式为B1或B2，其 中：re为具有碳链长度多4的全氟烷基;R 1为烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一种，R2 为烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一种，R3为烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的 一种，R 4为烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一种，X-是卤素负离子或酸根中的一种；
[0017]
[0018] 所述的粘结剂为含氟树脂或/和聚烯烃化合物中的一种或几种；
[0019] 所述的导电剂为ketjen炭黑、乙炔黑、炉黑、碳纤维VGCF、纳米石墨、碳纳米管或导 电石墨中的一种或几种；
[0020] 所述的溶剂为去离子水，乙醇或异丙醇中的一种或几种混合物;其中，溶剂为几种 混合物时，比例为任意比。
[0021] 所述的电极材料，按质量比，含氟表面活性剂：含碳活性物质= 0.05~5%;粘结 剂:含碳活性物质=ο. 5~10 % ;导电剂:含碳活性物质=0.5~10 %。
[0022]所述的卤素负离子为氟离子、氯离子、溴离子或碘离子，所述的酸根包括HSOf或 RCOO-〇
[0023]所述的含氟树脂包括聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE);所述的聚烯烃化 合物包括丁苯橡胶(SBR)或羧甲基纤维素(CMC)。
[0024] 本发明的电极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0025] (1)按计量比，向球磨机中加入含碳活性物质、含氟表面活性剂、导电剂，进行球 磨、混炼，研磨1~3h，得到混合物；
[0026] (2)按计量比，向混合物中加入粘结剂和溶剂，研磨40~60min，得到电极材料，其 中，加入的溶剂质量为含碳活性物质质量的60~80%。
[0027] 其中：
[0028] 上述(2)溶剂为去离子水，乙醇或异丙醇中的一种或几种混合物，其中，溶剂为几 种混合物时，比例为任意比。
[0029] 本发明的采用电极材料，制备电极极片的方法，包括以下步骤：
[0030] 步骤1，调浆：
[0031] 将电极材料加入溶剂进行调浆，研磨1~2h，得到电极浆料，其中，溶剂质量为含碳 活性物质质量的20~35% ;
[0032]步骤2,涂布集流体：
[0033]将电极浆料均匀地涂布于集流体的两面，并于20~130°C下干燥5~15min，得到厚 度为20~300μπι的极片，其中，集流体厚度为15~20μπι;
[0034] 步骤3,压延处理：
[0035] 将极片，置于压力机上，进行压延处理，形成18~280μπι厚的电极极片。
[0036] 其中：
[0037] 上述的步骤1中，溶剂为去离子水，乙醇或异丙醇中的一种或几种混合物，其中，溶 剂为几种混合物时，比例为任意比。
[0038] 上述的步骤2中，集流体为铝箱或铜箱。
[0039] 上述的步骤2和步骤3中，极片的厚度包括集流体厚度。
[0040] 本发明的采用电极极片，制备超级电容器的方法，包括以下步骤：
[0041] ( - )将电极极片干燥，切成两张宽相等的带状电极，将两张带状电极焊接引线条， 在中间夹入隔膜纸，卷成卷芯，将卷芯真空干燥；
[0042] (二)在真空状态下，将卷芯浸渍于电解液中；
[0043](三)将卷芯放入铝壳中封口，制成超级电容器。
[0044]其中，上述的（一）中，电极极片干燥温度为120°C，干燥时间为lOmin;带状电极的 宽度为78mm;隔膜纸厚度为30μπι;卷芯的直径为32mm，高为82mm;卷芯真空干燥的温度为120 °C，真空干燥时间为12h;上述的（二）中，电解液浓度为1. OM SBPNBF4/AN;上述的（三）中，铝 壳的尺寸为Φ 35 X 94，制成2.7V 700F超级电容器。
[0045]所述的超级电容器，在电压为2.7~1.35V，恒流(50A)，室温条件下，进行循环测 试，得到充放电曲线，测定超级电容器的容量为716~719F，内阻为1.8~1.9πιΩ，循环容量 保持率为98.3~99.2%。
[0046] 其中，
[0047] 所述的循环容量保持率为进行10万次循环后的容量与首次循环的容量比率。
[0048] 本发明的电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，相比于现有技术，有益 效果是：
[0049] (1)向超级电容器电极材料中加入含氟表面活性剂，使得浆料中的电导剂和粘结 剂等在含碳活性物质表面易于分散，分布均匀，在减少用量的同时，易于形成高效的网状结 构；
[0050] (2)由于该含氟表面活性剂具有良好的铺展性，因此可以增强极片的导电性，降低 内阻；
[0051] (3)该含氟表面活性剂的加入提高了极片的柔韧性和浸润性，因此提高了由该极 片制备的大容量超级电容器的循环性能；
[0052] (4)在超级电容器电极材料中加入含氟表面活性剂，得到的电极材料可高效成型 为超级电容器用电极，以及采用该电极构成的超级电容器具有低的内阻和高的静电容量， 并减少了漏电流。
[0053] (5)本发明可以制备内阻低、静电容量大的超级电容器用的电极材料，该电极材料 使用于超级电容器的电极及超级电容器。
【附图说明】
[0054] 图1为本发明实施例7制备的超级电容器的充放电曲线图。
【具体实施方式】
[0055] 以下实施例将对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不受此实施例的限制。
[0056] 实施例1
[0057] 一种电极材料，由100g比表面积为1500m2/g的活性炭、0.3g的N-丁基-全氟辛基磺 酰胺、6g的PTFE、5g的乙炔黑、40g乙醇和30g去离子水制备而成；
[0058] 一种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0059]步骤1，电极材料的制备：
[0060] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭、N-丁基-全氟辛基磺酰胺、乙炔黑，进行球 磨、混炼，研磨3h，得到混合物；
[0061 ] (2)向混合物中加入PTFE、40g乙醇和30g去离子水，研磨lh，得到电极材料；
[0062]步骤2,电极极片的制备：
[0063] (1)将电极材料加入30g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0064] (2)将电极浆料均匀地涂布于集流体的两面，并于120°C下干燥5min，得到厚度为 220μπι(包括集流体厚度)的极片，其中，集流体厚度为20μπι;
[0065] (3)将电极极片，置于压力机上，进行压延处理，形成200μπι厚(包括集流体厚度）的 电极极片；
[0066]步骤3,超级电容器的制备：
[0067] (1)将电极极片在120°C的干燥lOmin，切成两张宽为78mm宽带状电极，将两张带状 电极焊接引线条，在中间夹入30μηι厚隔膜纸，卷成直径32mm高82mm卷芯，120 °C真空干燥 12h；
[0068] (2)在真空状态下，将卷芯浸渍于电解液中，电解液浓度为1.0M SBPNBF4/AN;
[0069] (3)将卷芯放入Φ 35X94铝壳中封口，制成2.7V 700F超级电容器。
[0070] 实施例2
[0071 ] -种电极材料，由100g比表面积为2000m2/g的活性炭、0 . lg的N-丁基-二（全氟辛 基磺酰胺）、5g的PVDF、6g的ketjen炭黑、30g乙醇和30g去离子水制备而成；
[0072] -种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0073]步骤1，电极材料的制备：
[0074] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭、N-丁基-二（全氟辛基磺酰胺）、ketjen炭 黑，进行球磨、混炼，研磨lh，得到混合物；
[0075] (2)向混合物中加入PVDF、30g乙醇和30g去离子水，研磨40min，得到电极材料；
[0076]步骤2,电极极片的制备：
[0077] (1)将电极材料加入35g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0078] 步骤2 (2 )、（ 3)和步骤3制备方法同实施例1。
[0079] 实施例3
[0080] 一种电极材料，由l〇〇g比表面积为2000m2/g的活性炭、0.3g的N-(3-(N-十二烷基- N，N-二甲基氨基）丙基全氟辛基磺酰胺、5g的PTFE、lg的CMC、4g的ketjen炭黑、O.lg的乙炔 黑、30g异丙醇和50g去离子水制备而成；
[0081 ] -种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0082]步骤1，电极材料的制备：
[0083] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭、N-(3_(N-十二烷基-N，N_二甲基氨基)丙基 全氟辛基磺酰胺、ketjen炭黑、乙炔黑，进行球磨、混炼，研磨1.5h，得到混合物；
[0084] (2)向混合物中加入PTFE、CMC、30g异丙醇和50g去离子水，研磨lh，得到电极材料；
[0085]步骤2,电极极片的制备：
[0086] (1)将电极材料加入30g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0087] 步骤2 (2 )、（ 3)和步骤3制备方法同实施例1。
[0088] 实施例4
[0089] 一种电极材料，由100g比表面积为1500m2/g的活性炭、0.4g的N-乙基-N-(3-(N-十 二烷基-N，N-二甲基氨基)丙基全氟辛基磺酰胺、5g的PVDF、lg的CMC、5g的乙炔黑、30g乙醇 和50g去离子水制备而成；
[0090] 一种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0091] 步骤1，电极材料的制备：
[0092] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭、N-乙基-N-(3-(N-十二烷基-N，N-二甲基氨 基)丙基全氟辛基磺酰胺、乙炔黑，进行球磨、混炼，研磨1.5h，得到混合物；
[0093] (2)向混合物中加入PVDF、CMC、30g乙醇和50g去离子水，研磨40min，得到电极材 料；
[0094]步骤2,电极极片的制备：
[0095] (1)将电极材料加入30g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0096] 步骤2 (2 )、（ 3)和步骤3制备方法同实施例1。
[0097] 实施例5
[0098] 一种电极材料，由100g比表面积为2000m2/g的活性炭、0.6g的N-丁基-N-(3-(N-辛 基-N，N-二甲基氨基)丙基全氟辛基磺酰胺、5g的PVDF、5g的ketjen炭黑、50g异丙醇和30g去 离子水制备而成；
[0099] -种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0100] 步骤1，电极材料的制备：
[0101] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭、N-丁基-N-(3-(N-辛基-N，N-二甲基氨基） 丙基全氟辛基磺酰胺、ketjen炭黑，进行球磨、混炼，研磨lh，得到混合物；
[0102] (2)向混合物中加入PVDF、50g异丙醇和30g去离子水，研磨40min，得到电极材料； [0103]步骤2,电极极片的制备：
[0104] (1)将电极材料加入20g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0105] 步骤2 (2 )、（ 3)和步骤3制备方法同实施例1。
[0106] 实施例6
[0107] 一种电极材料，由100g比表面积为2000m2/g的活性炭、0.2g的N-(3-(N-辛基-N，N- 二甲基氨基）丙基二(全氟辛基磺酰胺）、5g的PTFE、5g的乙炔黑、50g乙醇和30g去离子水制 备而成；
[0108] -种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0109] 步骤1，电极材料的制备：
[0110] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭、N-(3_(N-辛基-N，N_二甲基氨基）丙基二 (全氟辛基磺酰胺）、乙炔黑，进行球磨、混炼，研磨lh，得到混合物；
[0111] (2)向混合物中加入PTFE、50g乙醇和30g去离子水，研磨1 h，得到电极材料；
[0112] 步骤2,电极极片的制备：
[0113] (1)将电极材料加入20g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0114]步骤2 (2 )、（ 3)和步骤3制备方法同实施例1。
[0115] 实施例7
[0116] -种电极材料，由100g比表面积为1500m2/g的活性炭、0. lg的N-丁基-全氟辛基磺 酰胺、〇.2g的N-(3-(N-十二烷基-N，N-二甲基氨基）丙基全氟辛基磺酰胺、5g的PVDF、5g的 ketjen炭黑、50g异丙醇和30g去离子水制备而成；
[0117] -种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0118] 步骤1，电极材料的制备：
[0119] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭、N-丁基-全氟辛基磺酰胺、N-(3_(N-十二烷 基-N，N-二甲基氨基)丙基全氟辛基磺酰胺、ketjen炭黑，进行球磨、混炼，研磨lh，得到混合 物；
[0120] (2)向混合物中加入PVDF、50g异丙醇和30g去离子水，研磨40min，得到电极材料；
[0121] 步骤2,电极极片的制备：
[0122] (1)将电极材料加入20g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0123] 步骤2 (2 )、（ 3)和步骤3制备方法同实施例1。
[0124] 本实施例制备的超级电容器的充放电曲线图如图1所示。
[0125] 对比例
[0126] 一种电极材料，由lOOg比表面积为2000m2/g的活性炭、lOg的PVDF、2g的CMC、10g的 ketjen炭黑、50g异丙醇和30g去离子水制备而成；
[0127] -种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0128] 步骤1，电极材料的制备：
[0129] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭、ketjen炭黑，进行球磨、混炼，研磨lh，得到 混合物；
[0130] (2)向混合物中加入PVDF、CMC、50g异丙醇和30g去离子水，研磨40min，得到电极材 料；
[0131] 步骤2,电极极片的制备
[0132] (1)将电极材料加入20g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0133] 步骤2 (2 )、（ 3)和步骤3制备方法同实施例1。
[0134] 各实施例性能测试对比
[0135]在2.7-1.35V的电压范围内，恒流(50A)下进行循环测试，在室温下通过充放电曲 线确定它的容量和内阻，并计算进行10万次循环后的容量与首次循环的容量比率。测试结 果列于表1中。
[0136]表1
[0139] 由以上测定结果对比可见，采用本发明制备超级电容器电极的方法，制备的超级 电容器容量高，内阻低，循环性能优良。
[0140] 实施例8
[0141] 一种电极材料，由100g活性炭纳米管、10g N-丁基-全氟辛基磺酰胺、20g SBR、15g 导电石墨、40g乙醇和30g去离子水制备而成；
[0142] -种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0143] 步骤1，电极材料的制备：
[0144] (1)按计量比，向球磨机中加入活性炭纳米管、N-丁基-全氟辛基磺酰胺、导电石 墨，进行球磨、混炼，研磨3h，得到混合物；
[0145] (2)向混合物中加入SBR、40g乙醇和30g去离子水，研磨1 h，得到电极材料；
[0146] 步骤2,电极极片的制备：
[0147] (1)将电极材料加入30g去离子水进行调浆，继续研磨2h，得到电极浆料；
[0148] (2)将电极浆料均匀地涂布于集流体的两面，并于20°C下干燥15min，得到厚度为 20μπι(包括集流体厚度)的极片，其中，集流体厚度为15μπι;
[0149] (3)将电极极片，置于压力机上，进行压延处理，形成18μπι厚（包括集流体厚度）的 电极极片；
[0150] 步骤3制备方法同实施例1。
[0151] 本实施例，制备的超级电容器，在电压为2.7~1.35V，恒流(50Α)，室温条件下，进 行循环测试，得到充放电曲线，测定超级电容器的容量为717F，内阻为1.8πιΩ，循环容量保 持率为98.6%。
[0152] 实施例9
[0153] 一种电极材料，由100g石墨烯、O.Olg的Ν-乙基-Ν-(3-(Ν-十二烷基-Ν，Ν-二甲基氨 基)丙基全氟辛基磺酰胺、o.oig CMC、0.01g的炉黑、30g乙醇和30g去离子水制备而成；
[0154] -种电极材料及电极极片和超级电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0155] 步骤1，电极材料的制备：
[0156] (1)按计量比，向球磨机中加入石墨烯、N-乙基-N-(3_(N-十二烷基-N，N_二甲基氨 基)丙基全氟辛基磺酰胺、炉黑，进行球磨、混炼，研磨lh，得到混合物；
[0157] (2)向混合物中加入CMC、30g乙醇和30g去离子水，研磨40min，得到电极材料；
[0158] 步骤2,电极极片的制备：
[0159] (1)将电极材料加入20g去离子水进行调浆，继续研磨lh，得到电极浆料；
[0160] (2)将电极浆料均匀地涂布于集流体的两面，并于130°C下干燥5min，得到厚度为 300μπι(包括集流体厚度)的极片，其中，集流体厚度为20μπι;
[0161] (3)将电极极片，置于压力机上，进行压延处理，形成280μπι厚(包括集流体厚度）的 电极极片；
[0162] 步骤3制备方法同实施例1。
[0163] 本实施例，制备的超级电容器，在电压为2.7~1.35V，恒流(50Α)，室温条件下，进 行循环测试，得到充放电曲线，测定超级电容器的容量为178F，内阻为1.9πιΩ，循环容量保 持率为98.9%。
[0164] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种电极材料，其特征在于，所述电极材料由含碳活性物质、含氟表面活性剂、粘结 剂、导电剂和溶剂制备而成；其中，按质量比，含氟表面活性剂：含碳活性物质= 0.01~ 10 % ;粘结剂:含碳活性物质=0.01~20 % ;导电剂:含碳活性物质=0.01~15 % ;溶剂:含 碳活性物质=60~80 % ; 所述的含碳活性物质为高比面积活性炭，活性炭纳米管，碳纤维或石墨烯中的一种； 所述的含氟表面活性剂为含氟磺酰胺类化合物A和/或含氟磺酰胺类化合物B中的一种 或几种的混合物； 含氟磺酰胺类化合物A为含有烷基或聚氧乙烯醚结构特征的化合物，其结构通式为Al 或A2，其中：n>0; Rf为具有碳链长度多4的全氟烷基;R为烷基、烯基、烷氧基或氰基中的一 种-含氟磺酰胺类化合物B为含有季铵盐结构特征的化合物，其结构通式为Bl或B2，其中:Re 为具有碳链长度多4的全氟烷基;R1为烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一种，R2为烷 基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一种，R 3为烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一 种，R4为烷基、烯基、烷氧基、氰基或羧甲基中的一种，是卤素负离子或酸根中的一种：所述的粘结剂为含氟树脂和/或聚烯烃化合物中的一种或几种； 所述的导电剂为ketjen炭黑、乙炔黑、炉黑、碳纤维VGCF、纳米石墨、碳纳米管或导电石 墨中的一种或几种； 所述的溶剂为去离子水，乙醇或异丙醇中的一种或几种混合物。2. 如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述的电极材料，按质量比，含氟表面活 性剂:含碳活性物质=〇. 05~5 % ;粘结剂:含碳活性物质=0.5~10 % ;导电剂:含碳活性物 质=0· 5~10% 〇3. 如权利要求1中所述的电极材料，其特征在于，所述的卤素负离子为氟离子、氯离子、 溴离子或碘离子，所述的酸根包括HSO^或RCOO_;所述的含氟树脂包括聚偏二氟乙烯或聚四 氟乙烯;所述的聚烯烃化合物包括丁苯橡胶或羧甲基纤维素。4. 权利要求1中所述的电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)按计量比，向球磨机中加入含碳活性物质、含氟表面活性剂、导电剂，进行球磨、混 炼，研磨1~3h，得到混合物； (2)按计量比，向混合物中加入粘结剂和溶剂，研磨40~60min，得到电极材料，其中，加 入的溶剂质量为含碳活性物质质量的60~80%。5. 如权利要求4所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为去离子水，乙 醇或异丙醇中的一种或几种混合物，其中，溶剂为几种混合物时，比例为任意比。6. 采用权利要求1所述的电极材料，制备电极极片的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，调浆： 将电极材料加入溶剂进行调浆，研磨1~2h，得到电极浆料，其中，溶剂质量为含碳活性 物质质量的20~35%; 步骤2，涂布集流体： 将电极浆料均匀地涂布于集流体的两面，并于20~130°C下干燥5~15min，得到厚度为 20~300μπι的极片，其中，集流体厚度为15~20μπι; 步骤3,压延处理： 将极片，置于压力机上，进行压延处理，形成18~280μπι厚的电极极片。7. 如权利要求6所述的电极极片的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为去离子水，乙 醇或异丙醇中的一种或几种混合物，其中，溶剂为几种混合物时，比例为任意比；所述的步 骤2中，集流体为铝箱或铜箱。8. 采用权利要求6所述的电极极片，制备超级电容器的方法，其特征在于，包括以下步 骤： (一) 将电极极片干燥，切成两张宽相等的带状电极，将两张带状电极焊接引线条，在中 间夹入隔膜纸，卷成卷芯，将卷芯真空干燥； (二) 在真空状态下，将卷芯浸渍于电解液中； (三) 将卷芯放入铝壳中封口，制成超级电容器。9. 如权利要求8所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述的（一）中，电极极片 干燥温度为120 °C，干燥时间为IOmin;带状电极的宽度为78mm;隔膜纸厚度为30μπι;卷芯的 直径为32mm，高为82mm;卷芯真空干燥的温度为120°C，真空干燥时间为12h;上述的（二）中， 电解液浓度为1.0M SBPNBF4/AN;上述的（三）中，铝壳的尺寸为Φ35Χ94,制成2.7V 700F超 级电容器。10. 如权利要求8所述的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述方法制备的超级电 容器在电压为2.7~1.35V，恒流(50A)，室温条件下，进行循环测试，得到充放电曲线，测得 超级电容器的容量为716~719F，内阻为1.8~1.9mΩ，循环容量保持率为98.3~99.2%。
【文档编号】H01G11/36GK106024411SQ201610592100
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】李文生, 常亮, 刘永久, 张紫方
【申请人】锦州凯美能源有限公司