專利名稱：牽引型超級電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容器，特別是一種高儲能、作為主要牽引儲能裝 置的超級電容器，屬于一種新型電化學(xué)儲能環(huán)保裝置。二、 背景技術(shù)超級電容器又稱雙電層電容器、電化學(xué)電容器，它是在19世紀(jì)的德 國物理學(xué)家Helmholtz得出電化學(xué)界面雙電層的原理上逐步發(fā)展起來 的。超級電容器是介于充電電池與傳統(tǒng)電容器之間的一種新型儲能器件。 它具功率密度大、儲量密度高、可快速充放電，壽命長、工作溫限寬、免維護(hù)、無污染，是一種新型、高效、實用的能量儲存裝置。進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代以來，工業(yè)的進(jìn)步給人類社會帶來了前所未 有的文明。然而，人類賴以生存的自然環(huán)境因此也日益惡化，特別是在 能源方面，以汽車尾氣排放為主的污染尤其突出。因此，清潔能源車成 為研究的熱點，各國政府所給與了重視。電動車是最清潔的運輸工具， 世界各地相繼推出了各種電池為能源的電動車，而電池的致命的弱點是 充電時間長、功率密度低、壽命短。這也成為電動車實用化最大的障礙。 超級電容器的出現(xiàn)與電池形成了性能互補，為電動車的技術(shù)進(jìn)步提供了 有力的技術(shù)支持，從而使電動車迅速達(dá)到實用化水平。超級電容器在混 合動力系統(tǒng)中作為輔助電源可使柴油機(jī)、汽油機(jī)節(jié)省油耗，為環(huán)境保護(hù) 作出貢獻(xiàn)。由于超級電容器所獨有的特點，使其在交通、電力、軍事、 電源、通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的超級電容器多為小容量和啟動型超級電容，由于生 產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品價格高，很難在大功率情況下推廣使用，成為現(xiàn)代城市公 共交通工具應(yīng)用能源的主要障礙。三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述己有技術(shù)存在的不足之處，提供一種具 有儲能大，電壓應(yīng)用范圍寬，可靠性好，耐高、低溫，耐震動性好，壽命 長，生產(chǎn)成本低的作為主要牽引動力的牽引型超級電容器。本發(fā)明的技術(shù)方案解決方案如下
牽引型超級電容器，由正極板l、負(fù)極板2、絕緣隔膜3及電解液組 成電容芯體，其特殊之處在于，負(fù)極活性材料是采用高比表面積的活性 炭、貯氫合金、碳納米管、粘合劑混合構(gòu)成；本發(fā)明兼有超級電容器的功率密度大、可快速充放電，壽命長、工 作溫限寬、免維護(hù)、無污染和電池的儲能高的優(yōu)點，從根本上解決了超 級電容器存在主要不足之處——存儲能量差(同電池比較)的問題，將 超級電容器的存儲能量成倍的提高，更接近于電池，同時拓寬了電容器 的電壓有效使用范圍。所述電容器的容量為30000F-200000F;所述負(fù)極活性材料所占的質(zhì)量百分比分別是，活性炭為70-88%，貯 氫合金8-20%，碳納米管占1-10%，粘合劑占3-10%;負(fù)極集流體采用穿 孔毛刺鎳帶或銅網(wǎng)或穿孔毛刺銅帶或穿孔鍍鎳鋼帶或穿孔鍍鎳毛刺鋼 帶，負(fù)極活性材料加入去離子水后攪拌成漿狀，經(jīng)過壓制、烘干、壓制、 復(fù)合在穿孔毛刺鎳帶或銅網(wǎng)或穿孔毛刺銅帶或穿孔鍍鎳鋼帶或穿孔鍍鎳 毛刺鋼帶上構(gòu)成負(fù)極板；。正極活性材料是采用燒結(jié)或拉漿式氧化鎳組成，燒結(jié)或拉漿式氧化 鎳由導(dǎo)電粉、氧化鎳、粘合劑組成，由上述材料和去離子水混合成槳、 壓制、涂附、烘干、復(fù)合成厚度為0.20-1.5mm的正極板；正極活性材料 所占的質(zhì)量百分比分別是導(dǎo)電粉10-30%，氧化鎳40-80%，粘合劑3-15%; 正極集流體采用穿孔毛刺鎳帶或穿孔鍍鎳鋼帶或發(fā)泡鎳。所述的絕緣隔膜3材料為PP膜、PE膜、低密度聚乙烯接枝膜或高密 度聚乙烯接枝膜、無紡布中的一種或兩種組合；所述的電解液材料為由 氫氧化鉀、氫氧化鋰一種或兩種與去離子水混合構(gòu)成，濃度在15-40%。本發(fā)明制作的超級電容器具有容量大，儲能是現(xiàn)有超級電容器的2 倍以上，容量為30000F-200000F，電壓應(yīng)用范圍寬，功率高，比能量大， 可靠性好，耐高、低溫、耐震動性好，壽命長，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。在 交通、電力、軍事、電源、通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。四、 附l:本發(fā)明牽引型超級電容器結(jié)構(gòu)示意圖；1、正極板，2、負(fù)極板，3、絕緣隔膜，4、塑料殼體，5、排氣閥， 6、導(dǎo)流體，7、塑料殼蓋。五具體實施方式
以下給出本發(fā)明的具體實施方式
，用來對本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行進(jìn)一步說明。實施例牽引型超級電容器，由正極板l、負(fù)極板2、絕緣隔膜3及電解液組 成電容芯體，包括采用高比表面積的活性炭、貯氫合金、碳納米管，和 粘合劑等材料混合，復(fù)合在銅網(wǎng)或穿孔毛刺銅帶或穿孔鍍鎳鋼帶或穿孔 鍍鎳毛刺鋼帶構(gòu)成負(fù)極板2，中間采用絕緣隔膜3，用燒結(jié)或拉漿式氧化 鎳作為正極板1，焊接上導(dǎo)流體6放置到塑料殼體內(nèi)，密封后注入一定 濃度的電解液，構(gòu)成牽引型超級電容器，電容器容量為30000F-200000F;本實施例的負(fù)極活性材料是采用高比表面積的活性炭、貯氫合金、 碳納米管、粘合劑混合構(gòu)成，混合后加入去離子水?dāng)嚢璩蓾{狀，經(jīng)過壓 制、烘干、壓制、復(fù)合在穿孔毛刺鎳帶或銅網(wǎng)或穿孔毛刺銅帶或穿孔鍍 鎳鋼帶或穿孔鍍鎳毛剌鋼帶上構(gòu)成負(fù)極板，負(fù)極活性材料所占的質(zhì)量百 分比分別是，活性炭含量為70-88%，貯氫合金8-20%,碳納米管1-10%, 粘合劑占3-10%。粘合劑可以采用聚四氟懸濁液PTFE等。本實施例的正極活性材料是采用燒結(jié)或拉漿式氧化鎳組成，燒結(jié)或 拉漿式氧化鎳由導(dǎo)電粉、氧化鎳、粘合劑組成，將上述材料和去離子水 混合成漿，經(jīng)過壓制、涂附、烘干、復(fù)合制成厚度為0. 20-1. 0mm的正極 板；正極活性材料所占的質(zhì)量百分比分別是導(dǎo)電粉10-30%，氧化鎳 40-80%,粘合劑3-15%，正極集流體采用穿孔毛刺鎳帶或穿孔鍍鎳鋼帶 或發(fā)泡鎳。本實施例的隔膜材料為PP膜、PE膜、低密度聚乙烯接枝膜或高密 度聚乙烯接枝膜、無紡布中的一種或兩種組合。本實施例的電解液材料為由氫氧化鉀、氫氧化鋰一種或兩種與去離 子水混合構(gòu)成，濃度在15-40%。將正、負(fù)極板及隔膜組成電容芯體，連接或焊接上導(dǎo)流體6放置到 塑料殼體4內(nèi)，密封后注入一定濃度的電解液，構(gòu)成電容器，塑料殼蓋 7上設(shè)有排氣閥5。本實施例制作的超級電容器具有容量大、容量為30000F-200000F， 功率高，比能量大，儲能是現(xiàn)有超級電容器的2倍以上，電壓應(yīng)用范圍 寬，可靠性好，耐高、低溫、耐震動性好，壽命長，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。 在交通、電力、軍事、電源、通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1、牽引型超級電容器，由正極板(1)、負(fù)極板(2)、絕緣隔膜(3)及電解液組成電容芯體，其特征在于，負(fù)極活性材料是采用高比表面積的活性炭、貯氫合金、碳納米管、粘合劑混合構(gòu)成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述牽引型超級電容器，其特征在于，電容器容 量為30000F-200000F。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述牽引型超級電容器，其特征在于，所述負(fù)極 活性材料所占的質(zhì)量百分比分別是，活性炭為70-88%，貯氫合金8-20%， 碳納米管占1-10%，粘合劑占3-10%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述牽引型超級電容器，其特征在于，負(fù)極集流 體采用穿孔毛刺鎳帶或銅網(wǎng)或穿孔毛刺銅帶或穿孔鍍鎳鋼帶或穿孔鍍鎳 毛剌鋼帶，負(fù)極活性材料加入去離子水后攪拌成漿狀，經(jīng)過壓制、烘干、 壓制、復(fù)合在銅網(wǎng)或穿孔毛刺銅帶或穿孔鍍鎳鋼帶或穿孔鍍鎳毛刺鋼帶 上構(gòu)成負(fù)極板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述牽引型超級電容器，其特征在于，正極活性 材料是采用燒結(jié)或拉漿式氧化鎳組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述牽引型超級電容器，其特征在于，燒結(jié)或拉 漿式氧化鎳由導(dǎo)電粉、氧化鎳、粘合劑組成，由上述材料和去離子水混 合成漿、壓制、涂附、烘干、復(fù)合成厚度為0.20-1.5mm的正極板。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述牽引型超級電容器，其特征在于，正極活性 材料所占的質(zhì)量百分比分別是導(dǎo)電粉10-30%，氧化鎳40-80%，粘合劑 3-15%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述牽引型超級電容器，其特征在于，正極集流 體采用穿孔毛刺鎳帶或穿孔鍍鎳鋼帶或發(fā)泡鎳。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述牽引型超級電容器，其特征在于，所述的絕 緣隔膜(3)材料為PP膜、PE膜、低密度聚乙烯接枝膜或高密度聚乙烯 接枝膜、無紡布中的一種或兩種組合。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述牽引型超級電容器，其特征在于，所述的 電解液材料為由氫氧化鉀、氫氧化鋰一種或兩種與去離子水混合構(gòu)成， 濃度在15-40%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電容器，特別是一種高儲能、作為主要牽引儲能裝置的超級電容器，屬于一種新型電化學(xué)儲能環(huán)保裝置。牽引型超級電容器，由正極板1、負(fù)極板2、絕緣隔膜3及電解液組成電容芯體，其特殊之處在于，負(fù)極活性材料是采用高比表面積的活性炭、貯氫合金、碳納米管、粘合劑混合構(gòu)成；本發(fā)明兼有超級電容器的功率密度大、可快速充放電，壽命長、工作溫限寬、免維護(hù)、無污染和電池的儲能高的優(yōu)點，將超級電容器的存儲能量成倍的提高，更接近于電池，同時拓寬了電容器的電壓有效使用范圍。在交通、電力、軍事、電源、通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號H01G9/042GK101159192SQ20071011420
公開日2008年4月9日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者劉繼江, 謝镕安 申請人:上海中上汽車科技有限公司