微孔导电片式电极及其加工工艺的制作方法

文档序号:15313518发布日期:2018-08-31 22:25阅读:225来源:国知局

本发明涉及电子材料,特别是一种微孔导电片式电极及其加工工艺。



背景技术:

超级电容器又叫电化学电容器、黄金电容、法拉第电容;包括双电层电容器和赝电容器,其通过极化电解质来储能。它是储能过程可逆的一种电化学元件,可以反复充放电数十万次。

超级电容器的核心元件是电极,电极的制造工艺目前分为干电极与湿电极两种技术。干电极技术是仅通过干混活性碳粉和粘合剂加工成电极。湿电极技术在制作电极的过程中,除了活性碳粉和粘合剂还需加入液态的溶剂。由于液态溶剂会影响超级电容器的工作性能,因此还需使用烘箱对其进行干化处理,将溶剂从电极中去除。这意味和干电极技术相比,湿电极技术工序更长,而且有额外的生产成本。另外,烘干处理很难将溶剂彻底去除。在超级电容器工作过程中,溶剂杂质会发生反应产生额外物质,影响电极和电解质的性能。而反应产生的气体更会加速超级电容器的老化。因此,采用湿电极技术的超级电容器相对寿命较短,可靠性低,稳定性差。当日,目前的干电极由于存在粘合剂,粘合剂将会堵塞电极中一定数量的空隙,影响电极的导电导热效果,因此,也会使得超级电容的性能减弱。



技术实现要素:

本发明的一目的在于提供一种结构简单、合理,导电导热性能好、表面积大、成本低的微孔导电片式电极,以克服现有技术的不足。

本发明的一目的是这样实现的:

微孔导电片式电极,包括石墨烯电极本体,其特征在于:所述石墨烯电极本体由石墨烯粉料和金属粉料共同挤压而成,石墨烯电极本体呈板状或片状,石墨烯电极本体具有若干微孔,微孔与石墨烯电极本体表面连通。

本发明的一目的还可以采用以下技术措施解决:

作为更具体的一种方案,所述金属粉料为带磁性的金属粉料。

作为进一步的方案,所述金属粉料为锡粉、铝粉、铜粉中的至少其中一种。

所述金属粉料所占重量比例为0.1%-30%。

所述石墨烯电极本体厚度h为0.1mm-10mm。

本发明的另一目的在于提供一种加工容易、加工成本低的微孔导电片式电极的加工工艺,以克服现有技术的不足。

本发明的另一目的是这样实现的:

一种微孔导电片式电极的加工工艺,其特征在于:将石墨烯粉料和金属粉料以一定比例均匀混合、并放进模腔内,然后通过给模腔内施加一定的压力,使得石墨烯粉料与金属粉料挤压在一起,形成具有多孔结构的石墨烯电极本体。

金属粉料所占重量比例为0.1%-30%。

金属粉料为带磁性的金属粉料,或者,金属粉料为锡粉、铝粉、铜粉中的至少其中一种。

所述压力为10吨至500吨。

所述模腔俯视呈方形,其底部和外周封闭,顶部敞开;将由石墨烯粉料和金属粉料构成的混合料放入模腔后,从模腔顶部放入压板,然后通过压板对所述混合料进行施压,使其形成板状或片状的石墨烯电极本体。

本发明的有益效果如下:

(1)此款微孔导电片式电极由石墨烯粉料和金属粉料共同挤压结合,由于金属具有较好的延展性,并且,通过添加金属粉料、并在金属粉料被挤压变形后,与部分石墨烯粉料压合在一起,形成骨架,使得石墨烯电极上多个区域角度之间相互牵连,具有较强的咬合力,可以定型于某一形状,从而可以作为电极使用;

(2)此款微孔导电片式电极主要应用于超级电容和电池中,作为正极使用,也可以与集电极结合在一起,如需与引脚连接,可以在石墨烯电极本体表面溅射金属层;

(3)此款微孔导电片式电极还可以直接充当导热体使用,如果骨架具有磁性,其还可以作为磁材使用;

(4)此款微孔导电片式电极的加工工艺无需采用粘合剂,并且,石墨烯粉体之间还具有一定的微孔(孔隙),避免堵塞微孔,也不会在其应用在超级电容时产生有害气体,更不会影响其散热和导电性能,所以,制造出来的石墨烯电极导电导热性能好、表面积大、安全可靠;使其作为超级电容电极时,电解液中正离子可以从微孔进出。

附图说明

图1为本发明一实施例侧视结构示意图。

图2为图1中a处放大结构示意图。

图3为本发明加工过程结构示意图。

图4为本发明俯视结构示意图。

图5为本发明用作导热材料时结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2、和图4所示,微孔导电片式电极,包括石墨烯电极本体10,所述石墨烯电极本体10由石墨烯粉料1和金属粉料2共同挤压而成,石墨烯电极本体10呈板状或片状,石墨烯电极本体10具有若干微孔3,微孔3与石墨烯电极本体10表面连通。

所述金属粉料2为锡粉(也可以是铝粉、铜粉等,也可以是带磁性的金属粉料)。

所述金属粉料2所占重量比例为0.1%-30%。所述石墨烯电极本体10厚度h为0.1mm-10mm。

结合图3所示,一种微孔导电片式电极的加工工艺,将石墨烯粉料1和金属粉料2(金属粉料2所占重量比例为0.1%-30%)以一定比例均匀混合、并放进模腔41内,然后通过给模腔41内施加一定的压力,使得石墨烯粉料1与金属粉料2挤压在一起,形成具有多孔结构的石墨烯电极本体10。

所述模腔俯视呈方形(40cm*40cm),其底部和外周封闭,顶部敞开。从模腔41顶部放入压板5,然后通过压板5沿f箭头方向对混合后的石墨烯粉料1和金属粉料2进行施压(压力为10至500吨),使石墨烯粉料1和金属粉料2形成板状或片状的石墨烯电极本体10。

石墨烯粉料1和金属粉料2混合挤压后还可以作为高导热材料使用,结合图5所示,以高导热散热器为例,包括铝制散热器本体6,铝制散热器本体6上设有多条呈管道状的散热通道61,将由石墨烯粉料和铜粉混合的材料7(铜粉可以替换为其它比铝制散热器本体导热系数高的金属材料)填进散热通道61内,然后,采用10至500吨的压力对铝制散热器本体6进行挤压,上述石墨烯粉料和铜粉混合的材料7即与铝制散热器本体6共同挤压在一起,形成高导热散热器。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种微孔导电片式电极及其加工工艺,包括石墨烯电极本体,所述石墨烯电极本体由石墨烯粉料和金属粉料共同挤压而成,石墨烯电极本体呈板状或片状,石墨烯电极本体具有若干微孔,微孔与石墨烯电极本体表面连通。此款微孔导电片式电极由石墨烯粉料和金属粉料共同挤压结合,由于金属具有较好的延展性,并且,通过添加金属粉料、并在金属粉料被挤压变形后,与部分石墨烯粉料压合在一起,形成骨架,使得石墨烯电极上多个区域角度之间相互牵连,具有较强的咬合力,可以定型于某一形状,从而可以作为电极使用。

技术研发人员:孔星
受保护的技术使用者:广东明路电力电子有限公司
技术研发日:2018.02.12
技术公布日:2018.08.31
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