专利名称：包括具有导电涂层的集电器的电化学导电制品及其制备方法
技术领域：
本发明涉及可用于例如电化学电容器或电化学电池的储能装置的电化学导电制
品O
背景技术：
由于担心可用的化石燃料日益减少，对于使用自然能源例如风能和太阳能以满足未来能源需求的关注日益增加。这些能源中的一些不能连续产生能量。例如，风不能一直吹并且太阳也不能一直照耀。因此，对储能装置和系统的需求日益增加，以允许在不产生能量的间歇期使用从这些自然能源收集的能量。例如锂离子电化学电池的电化学电池和被称为“超级电容器”的电化学电容器作为潜在的储能装置在前沿领域中备受关注。然而，需要显著提高这些储能装置的性能以满足从便携式电子器件到混合动力电动汽车和大型工业设备的未来电子系统的更高需求。锂离子电化学电池尽管昂贵但可以提供高能量密度。然而，锂离子电池输出功率相对较慢且再充电缓慢。最近，开发可在数秒内完全充电或放电但能量密度比锂离子电池低的电化学电容器一直受到关注。·电化学电容器可能在储能领域的某些应用中在补充或替换锂离子电化学电池上扮演着重要角色，所述应用诸如不间断供电、用于防止电力中断的备用电源和负荷调平。锂离子电化学电池和电化学电容器均包括具有集电器的电极。锂离子电化学电池的电极通常包括金属箔，例如铝或铜箔。电化学活性的复合材料然后被设置在箔上以形成电极。然后高表面积或孔隙度的复合材料允许锂离子迁移到大部分活性材料中，从而为储能提供大容量。电化学电容器通过利用高表面积集电器(例如蚀刻铝)获得其高容量。通常，可用于电化学电容器的常规电极可通过将集电器气相沉积或粘合到活性炭上而制得。为了将用于电化学电容器的电极制造得更小和更轻，美国专利N0.7，046，503 (Hinoki等人)公开了通过涂覆操作在集电器上形成含有导电粒子和粘结剂的底漆层，并且随后通过涂覆操作在底漆层上形成含有碳材料和粘结剂的电极层。用于包括导电金属条的锂聚合物或锂离子电化学电池的集电器(所述导电金属条又具有加强与集电器的电接触的导电涂层)已在例如美国专利申请公布N0.2010/0055569 (Divigalpitiya等人)中进行了公开。本发明所公开的集电器包括基本上均匀的纳米级碳涂层，该涂层具有小于约200纳米的最大厚度。
发明内容
需要用于(例如)锂离子电化学电池或电化学电容器中的具有高导电性和高表面积的导电制品，例如导电电极。还需要简单经济地制备此类导电制品的方法。最后，还需要能够用于储能系统中以提供高能量容量和高功率输出率的导电制品。在一个方面，提供了包括集电器和与集电器接触的碳涂层的导电制品，其中碳涂层不含粘结剂，并且其中集电器包含多孔金属。多孔金属可包括铝，并且铝可被蚀刻。碳涂层可包括石墨，并且电化学导电制品可包括可为电化学双电层电容器的电化学电容器。在另一方面，提供了包括集电器和基本上由碳组成的与集电器接触的涂层的导电制品，其中集电器包括多孔铝。碳可为石墨，并且电化学导电制品可包括可为电化学双电层电容器的电化学电容器。在又一个方面，提供了制备电极的方法，包括:提供具有第一表面和第二表面的多孔金属箔、向多孔金属箔的第一表面施加碳粉，以及用振荡垫抛光多孔金属箔的第一表面。多孔金属可包括蚀刻的铝，并且碳粉可包括石墨。碳粉可通过如下方式施加:将粉末撒在多孔金属的第一表面上，抛光第一表面，抛光方式在一个实施例中为用手来回移动振荡垫，或在另一个实施例中为使用电动工具。提供的方法还包括将碳粉施加到多孔金属薄膜的第二表面，并且用振荡垫抛光多孔金属箔的第二表面。在本发明中:“活性”或“电化学活性”是指锂可以通过电化学方式可逆地插入其中和从中移除的材料。提供的导电制品及其制备方法·可提供可用于锂离子电化学电池或电化学电容器的具有高导电性和高表面积的导电电极。提供的方法简单易行、仅需要低成本的设备(例如打磨垫和石墨粉)，且经济合算。提供的导电制品能够用于储能系统中以提供高能量容量和高功率输出率。以上内容并非意图描述本发明每种实施方式的每一个公开实施例。
和随后的具体实施方式
更具体地对示例性实施例进行了举例说明。
图1为商用超级电容器的示意图。图2为可用于所提供方法的幅材涂覆线的平面图。图3为图2中所示幅材涂覆线的侧视图。图4a为蚀刻的铝集电器的俯视图，而图4b为其掠射角视图。图5a为由提供的方法制备的所提供电化学导电制品的俯视图，而图5b为其掠射角视图。
具体实施例方式在以下说明中，参考形成本说明的一部分的附图，并且其中以图示方式示出了若干具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围或精神的前提下，可以设想出其他实施例并进行实施。因此，以下的具体实施方式
不具有限制性意义。除非另外指明，否则在所有情况下，本说明书和权利要求书中用来表述特征尺寸、数量和物理性能的所有数字均应理解为由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的指示，否则上述说明书和所附权利要求书中提出的数值参数均为近似值，并且根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容获得的所需特性，这些近似值可有所不同。通过端值表示的数值范围包括该范围内的所有数字(如，I到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及该范围内的任何范围。
锂离子电化学电池越来越多地用于为例如电动工具、手机、个人显示设备、摄录机、玩具和混合动力电动汽车的电子设备提供电力。虽然锂电化学电池可以具有用于储能的高容量，但由于需要锂离子扩散进入电化学活性材料并从中扩散出来，所以它们的放电和再充电往往较慢。典型的电化学活性材料可包括用于阴极的混合金属氧化物以及用于阳极的石墨碳或硅或锡的合金。电化学电容器(也称为超级电容器)还能够存储能量。电化学电容器的能量密度比锂离子电化学电池低，但是其能够非常快速地充电和放电。这些设备已显示出可用于需要不间断电源的情况或可用于负荷调平。电化学电容器可通过离子吸收起作用。这些电化学电容器被称为电化学双电层电容器(EDLC)。还有另一类以快速的表面氧化还原反应著称的电化学电容器。这些电化学电容器被称为拟电容器。电化学电容器以及其中所用材料的综述可在(例如)P.Simon and Y.Gogotsi,Nature Materials, 7,845-854 (2008) (P.Simon和Y.Gogotsi,《自然材料》·第7卷第845-854页，2008年)的综述中找到。电化学双电层电容器或EDLC利用电解质离子可逆吸收到活性材料上来以静电方式储存电荷，所述活性材料是电化学稳定的并具有高的可触及比表面积。在EDLC中，电荷分离在形成双电层电容器的电极-电解质界面处发生极化时出现。电容器遵循Helmholtz公式:C = ε r ε oA/d公式(I)其中ε ^为电解质的介电常数，ε。为真空的介电常数，d为双电层的有效厚度(电荷分离距离)，并且A为电极表面积。电容C的量与电极表面积成正比，并与电荷分离距离成反比。在EDLC中，由于离子靠近电极表面聚积而形成电解质中的扩散层。因此，分离的电荷之间的距离d可近似于扩散层的尺寸，这是因为扩散层可位于非常靠近电极表面的位置处。因而，在EDLC中，距离d可能非常小，即仅为纳米级。在电解质中存储能量的电场由电荷分离产生。EDLC可以存储的能量的量与电容直接相关。电极的表面积A越高，可存储在EDLC中的能量就越多。通过在EDLC中加入双电层以达到高电容的关键是通过使用高比表面积的导电电极材料。鉴于此，典型的电化学电容器使用碳，或更具体地讲石墨碳。石墨碳具有高的导电性、电化学稳定性和开孔率。通常，活性碳和碳化物合成碳、碳纤维织物、纤维、纳米管和其他形式的碳由于具有高比表面积且成本低而用于EDLC。超级电容器(也称为超级电容)或电化学电容器(EC)或双电层电容器(EDLC)通过在两层涂覆有高表面积碳的导电箔之间夹入隔板、离子导电膜来制备。将该夹层结构充满电解质，所述电解质通常为有机电解质，诸如乙腈和类似四乙基四氟硼酸铵(TEA BF4)的离子导体的混合物。在高表面积的碳上形成的双电层提供高电容。导电金属箔用于将电容器连接在一起并将电荷转移到外界。集电器、活性材料(高表面积碳)和电解质通过离子和电子电连接，并且每个界面处的阻抗均必须减小到最低限度以有效地转移电荷(功率)。在阻抗方面最弱的界面之一位于集电器箔和活性材料之间。提供包括集电器和与集电器接触的碳涂层的导电制品。碳涂层不含粘结剂并且集电器包括多孔金属。如在上述公式⑴中所表示，导电制品(例如电化学电容器)的电容与集电器(称为电容板)的表面积成正比。集电器(例如金属箔)的表面积可通过蚀刻显著增大。通常金属箔可以为铜、镍、不锈钢或铝。铝通常用于电化学电容器中。铝在用作集电器之前已进行了蚀刻，以便移除可能由其表面上的原始氧化物层引起的绝缘高界面阻抗。例如，美国专利N0.5，591，544 (Fanteux等人)教导了蚀刻铝集电器的方法:采用例如盐酸和氯化铜的蚀刻剂移除原始氧化物层，然后用底漆在集电器的经蚀刻表面上涂底漆(底漆可包含碳和过渡金属氧化物)以使表面钝化并在集电器表面上提供亲水性表面。可用于电化学电容器的蚀刻铝箔可从(例如)美国马萨诸塞州波士顿的日立化成美国有限公司(Hitachi Chemical C0.,America, Ltd.(Boston,ΜΑ.))商购获得或从日本东京的日本蓄电器工业公司 JCC 集团(JCC group of Japan Capacitor Industrial C0., Ltd.(Tokyo,Japan))以商品名30CB商购获得。蚀刻铝具有纳米多孔结构，该结构的孔的平均尺寸小于约100纳米、小于约50纳米，或甚至小于约10纳米。提供的导电制品还具有与集电器接触的碳涂层。该碳涂层不含粘结剂。该碳涂层可以包含碳和附加组分。碳可以是任何形式或者类型的碳。可用于所提供的电极的示例性的碳包括导电性碳，例如石墨、炭黑、灯黑或者其他本领域的技术人员已知的导电性碳材料。通常，使用可剥落碳粒(即，·在施加剪切力后破裂为薄片、鳞片、薄板或层的那些)。可用的可剥落碳粒的一个例子是HSAG300,其可得自瑞士博迪奥的特密高石墨和碳公司(TimcalGraphite and Carbon (Bodio, Switzerland))。其他可用的材料包括(但不限于)SUPER P和ENSACO (特密高公司(Timcal))。碳涂层可以作为干燥组合物(基本上没有溶剂存在)施用。将碳涂层作为干燥组合物施用的示例性方法可存在于(例如)美国专利N0.6，511，701 (Divigalpitiya等人)中。该方法(其随后被更详细地描述)可以在蚀刻的金属基板上提供非常薄的纳米级碳涂层。出人意料地，当将碳涂层作为干燥组合物施加到具有纳米级孔隙性的蚀刻的金属基板(例如蚀刻铝)上时，基板的纳米级孔隙性在施加碳涂层之后基本上保持原状。在另一方面，导电制品可以包括具有上述特征的集电器和与集电器接触的涂层，其中该涂层基本上由碳组成。该涂层中可不存在其他活性材料或粘结剂。该涂层可包括石墨，并且该制品可包括在电化学电容器例如电化学双电层电容器中。图1为市售的电化学电容器的示意图。电化学电容器100包括铝箔基板102，该铝箔基板具有涂覆在基板两侧上的碳涂层104a和104b。将可为对于电解质多孔的任何绝缘材料的隔板106设置在碳涂覆的基底的一侧顶部。通常，可使用聚(偏二氟乙烯)。然后可将层状结构卷起而形成随后可放置在包括电解质的筒或罐中的线轴108。为了便于操作，需要将导电引线(未示出)附接到电容器的合适零件上。在另一方面，提供制备电极的方法，包括提供多孔金属箔例如铝或蚀刻铝。多孔金属箔具有第一表面和第二表面。通常，由于金属为箔，故第一表面和第二表面彼此相对。将碳粉施加到金属箔的第一表面。可通过用手洒粉末、用机器施加粉末或任何其他施加方式施加碳粉，其中粉末被弓I入到多孔金属薄膜的表面上。在一些实施例中，可将粉末随机喷洒到多孔金属箔的第一表面上。在所有实施例中，碳粉在不存在涂布溶剂或粘结剂的情况下作为干燥粉末施加。碳粉可以为上述石墨。在将碳粉施加到金属箔的第一表面后，用振荡垫对其进行抛光。振荡垫可在其上喷洒有碳粉的金属箔的第一表面上方移动。该垫可在金属箔表面上来回移动或可绕垂直于金属箔第一表面的轴线旋转地移动。在一些实施例中，振荡垫可采用轨道运动方式移动并且可在抛光操作期间朝多个方向移动。振荡垫或磨光涂覆器可以轨道模式平行于基板的表面移动，其旋转轴垂直于基板的平面。磨光运动可以是简单的轨道运动或者随机的轨道运动。所使用的通常的轨道运动在每分钟1，000-10，000轨道的范围内。可通过在包含碳粉的金属箔表面上通过手的运动来回移动振荡垫而手动完成抛光。或者可使用电动工具完成抛光。出于所提供方法的目的，可使用电动工具例如磨光机。磨光机可从包括美国加利福尼亚州拉米拉达牧田美国公司(Makita USA (La Mirada,CA.))和美国马里兰州巴尔的摩百得集团公司(Black and Decker (Baltimore, MD))在内的多个制造商处商购获得。用于所提供方法的振荡垫可以是用于将粒子施加到表面的任何合适材料。例如，振荡垫可为织造或非织造织物或纤维素材料。或者，垫可以是闭孔或开孔泡沫材料。在又一个替代形式中，垫可以为刷子或一组刷毛。优选地，此类刷子的刷毛具有约0.2-lcm的长度和约30-100微米的直径。刷毛优选地由尼龙或聚氨酯制成。典型的磨光涂覆器包括施加油漆的工具，该工具包括短纤维或马海毛(例如在美国专利N0.3，369，268 (Burns等人)中所述的那些)、羔羊·毛垫、3M PERFECT-1T抛光垫(得自美国明尼苏达州圣保罗市3M公司(3M (St.Paul, MN)))。提供的方法还包括上述方法并且进一步包括将碳粉施加到多孔金属箔的第二表面，然后用振荡垫抛光多孔金属箔。涂覆和抛光操作可以自动化并在幅材涂覆线上进行。所提供方法的示例性的幅材涂覆线在图2和图3中示出，其中磨光程序为用于一卷基材(多孔金属箔)的离合退绕站10、将待磨光的材料呈现在幅材基材上的粉末进料站12、磨光站30、以规定速度驱动幅材的幅材定速驱动站60，以及离合器驱动的收卷辊70。该系统还包括各种导辊和无载托辊(未示出)，同时还可包括用于未磨光的幅材表面的磨光后擦拭装置和/或用于改善磨光材料在幅材上的熔化的加热设备。例示的幅材涂覆线包括粉末分配站12、磨光站30、幅材擦拭站50。将30: I齿轮减速添加到幅材定速驱动系统60以提供对较慢幅材速度的更为精确的控制。大多数控件相互独立，从而允许在确定过程控制参数时具有最大限度的灵活性。将即将抛光到多孔金属幅材8上的粉末材料从进料器系统12沉积在幅材上，该进料器系统12具有极大的递送能力范围。进料器系统12由附接有粉末贮存器16的管14和安装在管内的螺旋刷(未示出)组成。刷子联接到齿轮传动的电机驱动器(未示出)。粉末进料器通常具有控制粉末贮存器16旋转的速率和持续时间的两个计时器。将材料装载到安装在粉末进料器上的贮存器16中。该贮存器可包含安装在管内的管。两个管均包含用于分配粉末的孔口。至少一个孔口或一组孔口位于幅材8上方，以将粉末以所需的浓度在整个幅材宽度上进行分配。可将目筛网包括在管之间以有助于控制粉末分配，或者可单独地通过网孔分配粉末。或者，可采用改进的振动进料器来分配粉末。例如，使用得自美国宾夕法尼亚州荷马城FMC公司(FMC Corporation (Homer City, PA.))的F-T0型仪器。可对该振动进料器进行改进以增加粉末施加的均匀度。可将振动器的偏置弹簧动作更改为竖直地对准以在分配管中来回摇动粉末，从而避免粉末堆积。振动器动作的垂直分量在两个冲程方向上是相同的。旋转的磨光动作平行于幅材表面并且通过轨道磨砂设备32完成，该设备已经过改进以接纳特定构造和材料的磨光垫34。这在工艺原型中受一系列三台气动轨道磨砂设备32和相关的磨光垫34的影响。或者，可以使用电子轨道磨砂机(例如Black and Decker 5710型，其具有每分钟4000个轨道操作和0.1英寸的同心行程(总体为0.2英寸))。通常，垫的同心行程大于约
0.05英寸(总体为0.1英寸)。用于该工艺原型的气动轨道磨砂机具有类似于Black andDecker 5710型的可操作速度和同心行程，并且其为得自爱尔兰共和国都柏林(Dublin，Ireland)的Ingersol_Rand312型轨道磨砂机,其自由速度为在621千帕(kPa)气压下每分钟8000个操作。在供应的气压降低和施加压力增大的情况下，实际操作速度在每分钟O至4000个操作的范围内。三个磨砂机由共用空气管线(未示出)进料，该空气管线连接至允许操作者调节磨光速度的可调式(O至689kPa psi)空气调节器(未示出)。存在开关气动控件以启动这些磨砂机/磨光机。所述的所有磨砂机具有大约9cmX 15.25cm的矩形的轨道垫。在幅材磨光操作时，以磨光垫的短边平行于幅材方向来移动幅材。因此，磨光垫的
15.25cm的长边横对加工方向。将三个轨道磨砂机32固定就位。在这些磨砂设备下方为光滑板40，可将该光滑板向上驱动以将幅材夹在磨·光垫和板之间，从而将磨光压力施加到幅材。精密气压调节器(O至345kPa)向连接至板以驱动其向上的气缸42提供空气。板重量由气压补偿，使得在大约241kPa的压力下，板向幅材和磨光垫施加最小(接近零)的压力。在345kPa下，施加到幅材的压力相当于在常规磨砂机操作中将要施加的压力，其中在常规磨砂机操作中使用磨砂机的重量加上几磅向下的手压压力。该类型压力的原因为磨光工艺不需要向幅材施加高压以实现所需结果。过大的压力可能会损坏幅材表面，造成包括诸如划痕的缺陷和因摩擦生热导致的幅材熔融或翘曲。一般来讲，磨砂机/磨光垫对幅材的过大压力导致无法生成幅材的均匀涂层。两个精密导向轴承有助于保持板竖直移动并且使板稳定，使得磨光动作和能量不会在板移动过程中丢失。开关气动控件允许操作者启动板。所例示工艺中所用的轨道磨砂机32用于抛光或磨光幅材。不使用磨料。对较低的磨砂机轨道台板进行改进以接纳同样经过改进的磨光垫34。振荡垫34在美国专利N0.3，369，268 (Burns等人)中有所描述。它们为大约20cm长和9cm宽，并且它们为薄金属背衬、1.27cm厚的开孔聚氨酯泡沫层与0.5cm厚的柔软且极细的密集堆积尼龙刷毛的活性表面的层合构造。这些垫被设计为油漆涂敷器并由此推向市场。这些垫经过改进使得它们可轻易地安装到轨道磨砂机上。该工艺设计已包括将Ingersol-Rand磨砂机的横向冲程增加至1.27cm的维度能力。通常，将大约0.3cm宽、3.8cm长的凹槽沿幅材行进方向切入到垫34的前缘刷毛中以有利于结合入垫34。凹槽间隔开大约1.6cm，从而在垫的下表面生成类似梳子的外观。对采用该垫制备的已磨光幅材进行光学扫描，显示出涂层重量非常均匀且在整个幅材上无明显的变化。另外，可通过将垫34的前缘向上弯曲对垫进行改进，以生成从刷毛到幅材表面的更为平缓的界面。将这种改进结合到“梳子”样式的垫中。为将垫转变为磨光垫而对其进行的这些改进仅在工艺中所用的第一个垫上需要。未对工艺中的后续垫进行改进，因为它们主要用于完成磨光过程。或者，可以在轨道垫和粉末分配器之间安装静止的垫。用静止的垫，在粉末有机会散开之前，快速地将分配的粉末施加到幅材上，从而保证了过量的粉末保持在基板上。
在定速辊60前提供油漆滚筒50，用于从已磨光的幅材8的表面擦除任何过量的粉末。定速辊60在其驱动表面上滚花。滚花时存在刮伤幅材表面的可能性。用橡胶涂覆定速辊60以缓解该问题。通过所提供方法制备的所提供的电化学导电制品允许采用快速、经济的方法制备高表面积集电器，所述集电器具有碳涂层并且良好地充当电化学电容器中的电极。施加的碳基本上涂覆了集电器的纳米多孔结构而不会显著降低表面形貌。该涂层非常薄，在多数位置可能为大约IOOnm或更小。石墨可能具有可类似于层状碳的结构并且可能包含碳纳米管或石墨烯的片段。在任何情况下，所提供的电化学导电制品具有用于电化学电容器所需的高导电性和高表面积。通过以下实例进一步说明了本发明的目的和优点，但是这些实例中叙述的特定材料及其用量、以及其他条件和细节不应理解为对本发明进行不当限制。SM实例1:用胶带将20微米厚的蚀刻的铝箔片(15.3cmX26.7cm，得自日本东洋铝业株式会社(Toyo Aluminum K.K, Japan))附接到玻璃板。将HSAG300石墨粉(得自瑞士博迪奥特密高公司(Timcal,Bodio,Switzerland))随机撒在箔上。使用Makita片材磨光机(B04900V型，得自加拿大安大略省惠特比牧田公司(Makita Company, Whitby.0ntario, Canada)),其配有漆垫(EZ PAINTR，得自美国北卡罗来纳州亨特斯维尔易事刷具公司(Shur-Line，Huntesville,NC.))并且速度设置为2，通过来回移动磨砂机而手动对箔进行抛光。8秒后从箔上移除磨砂机时可观察到均匀的灰色涂层沉积在箔上。将样品作为集电器进行测试，发现其发挥作用时性能合格。使用扫描电镜(SEM)对类似的样品成像并与未经石墨处理的样品比较以确定所得涂层的形态。图4a、4b示出纳米多孔铝集电器。通过将图4b中的样品弯曲180°而有意使其破裂，以便露出表面的侧缘。观察到纳米多孔集电器的孔隙度从表面延伸至少365nm。图5a和5b示出根据所提供的方法将粉末石墨抛光(经8秒)到纳米多孔箔上之后纳米多孔铝集电器的图像。这些SEM图像显示出石墨的施加和抛光看起来并没有改变样品的形貌特征，如在图5a和5b中所看到的。集电器表面的纳米多孔结构得以保留。并且样品良好地充当电化学电容器中的电极。实例2:使用与实例中相同的方法涂覆蚀刻铝，使用不同持续时间(8秒、15秒和30秒)的磨光涂层。所有样品均作为集电器进行正向测试。以下为根据本发明各个方面的包括具有导电性涂层的集电器的电化学导电制品及其制备方法的示例性实施例。实施例1为导电制品，包括:集电器；以及与集电器接触的碳涂层，其中碳涂层不含粘结剂，并且其中集电器包含多孔金属。实施例2为根据实施例1的导电制品，其中多孔金属包括铝。实施例3为根据实施例2的导电制品，其中多孔金属包括蚀刻铝。实施例4为根据实施例1的导电制品，其中碳涂层包括石墨。实施例5为根据实施例1的导电制品，其中制品包括电化学电容器。实施例6为根据实施例5的导电制品,其中电化学电容器为电化学双电层电容器。
实施例7为导电制品，包括:集电器；以及基本上由碳组成的与集电器接触的涂层，其中集电器包括多孔铝。实施例8为根据实施例7的导电制品，其中碳包括石墨。实施例9为根据实施例7的导电制品，其中电化学导电制品包括电化学电容器。实施例10为根据实施例9的导电制品,其中电化学电容器为电化学双电层电容器。实施例11是一种制备电极的方法，其包括:提供具有第一表面和第二表面的多孔金属箔；向多孔金属箔的第一表面施加碳粉；以及用振荡垫抛光多孔金属箔的第一表面。实施例12为根据实施例11制备电极的方法，其中多孔金属箔包括铝。实施例13为根据实施例12制备电极的方法，其中多孔金属包括蚀刻铝。实施例14为根据·实施例11制备电极的方法，其中碳粉包括石墨。实施例15为根据实施例14制备电极的方法，其中施加石墨粉包括将石墨粉撒在多孔金属的第一表面上。实施例16为根据实施例11制备电极的方法，其中抛光包括用手来回移动振荡垫。实施例17为根据实施例11制备电极的方法，其中抛光包括使用电动工具。实施例18为根据实施例11制备电极的方法，其还包括向多孔金属箔的第二表面施加碳粉；以及用振荡垫抛光多孔金属箔的第二表面。不偏离本发明的范围和精神的前提下，对本发明的各种改进和改变对于本领域技术人员将是显而易见的。应当理解，本发明不旨在不恰当地限于本文提供的示例性实施例和实例，这些实例和实施例仅以举例的方式提出，而且本发明的范围旨在仅受所附权利要求书的限制。在本公开中引用的所有参考文献都以引用的方式全文并入本申请。
权利要求
1.一种导电制品,包括: 集电器；和 与所述集电器接触的碳涂层， 其中所述碳涂层不含粘结剂，并且 其中所述集电器包括多孔金属。
2.根据权利要求1所述的导电制品，其中所述多孔金属包括铝。
3.根据权利要求2所述的导电制品，其中所述多孔金属包括蚀刻铝。
4.根据权利要求1所述的导电制品，其中所述碳涂层包括石墨。
5.根据权利要求1所述的导电制品，其中所述制品包括电化学电容器。
6.根据权利要求5所述的导电制品，其中所述电化学电容器为电化学双电层电容器。
7.—种导电制品,包括 : 集电器；和 基本上由碳组成的与所述集电器接触的涂层， 其中所述集电器包括多孔铝。
8.根据权利要求7所述的导电制品，其中所述碳包括石墨。
9.根据权利要求7所述的导电制品，其中电化学导电制品包括电化学电容器。
10.根据权利要求9所述的导电制品，其中所述电化学电容器为电化学双电层电容器。
11.一种制备电极的方法，包括: 提供具有第一表面和第二表面的多孔金属箔； 向所述多孔金属箔的所述第一表面施加碳粉；以及 用振荡垫抛光所述多孔金属箔的所述第一表面。
12.根据权利要求11所述的制备电极的方法，其中所述多孔金属箔包括铝。
13.根据权利要求12所述的制备电极的方法，其中所述多孔金属包括蚀刻铝。
14.根据权利要求11所述的制备电极的方法，其中所述碳粉包括石墨。
15.根据权利要求14所述的制备电极的方法，其中施加石墨粉包括将所述石墨粉撒在所述多孔金属的所述第一表面上。
16.根据权利要求11所述的制备电极的方法，其中所述抛光包括用手来回移动所述振荡垫。
17.根据权利要求11所述的制备电极的方法，其中所述抛光包括使用电动工具。
18.根据权利要求11所述的制备电极的方法，还包括 向所述多孔金属箔的所述第二表面施加碳粉；以及 用振荡垫抛光所述多孔金属箔的所述第二表面。
全文摘要
本发明提供了一种导电制品，其包括具有导电涂层(104a，104b)的集电器(102)。集电器(102)具有例如来自蚀刻金属的纳米多孔结构和与所述集电器(102)接触的碳涂层(104a，104b)。所述碳涂层(104a，104b)不含粘结剂。在一些实施例中，所述集电器(102)包括蚀刻铝。所述提供的导电制品可为电化学电容器或锂离子电化学电池。
文档编号H01G11/86GK103222090SQ201180055303
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月11日 优先权日2010年11月17日
发明者兰吉特·迪维加尔皮提亚 申请人:3M创新有限公司