一种超级电容器用导电涂料及其制备方法与流程
1.本发明涉及超级电容器，具体涉及一种超级电容器用导电涂料及其制备方法。
背景技术：
2.超级电容器作为一种新型的储能元件，兼具传统电容器与蓄电池的特性，与传统电容器相比，超级电容器具有更高能量密度的特点；与蓄电池相比，超级电容器具有高功率密度和高循环寿命的特点。因此，超级电容器在混合动力汽车领域具有广泛的应用前景。
3.近年来，开展了许多超级电容器的研究工作，因超级电容器电极材料制作是决定电容器性能的关键因素，故电极材料制作中导电基膜中导电涂料配方研究自然成为研究重点。导电基膜是涂覆在集流体上第一层电极材料，导电涂料的配方工艺、粘合剂的配方对超级电容器的电性能、使用寿命、成本、环境污染起着至关重要的作用。因此，导电涂料的配方研究对超级电容器规模化生产具有深远的意义。
4.目前，国内在超级电容器导电涂料配方工艺报道很少，我国还未有适宜大规模生产的导电涂料配方工艺。而超级电容器的产业化与导电涂料配方息息相关。因此，研究开发比容量大、电阻率小的导电涂料是当务之急。且大多数复合导电涂料的粘合强度、热稳定性、耐腐蚀性、电惰性等方面均不很理想，其内阻大及比电容小，不能满足规模化生产要求。
5.此外，由于导电涂料配方工艺是电极材料规模化生产的核心技术，受知识产权保护，国外文献报道很少。我国现有导电涂料配方工艺仍处于实验研究阶段，未达到规模化生产要求。
技术实现要素：
6.有鉴于此，本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种热稳定性好、粘合强度高、耐腐蚀性强、工艺简单并适于大规模生产的超级电容器用导电涂料。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种超级电容器用导电涂料，包含以下重量份数的原料组分：碳气凝胶60-90份，导电石墨5-20份，粘合剂5-20份；其中，
9.所述粘合剂的配方按重量份数计为：水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液5-15份，表面活性剂0.05-5份，消泡剂0.05-5份，颗粒分散剂0.05-5份。
10.优选的，所述粘合剂至少选用水溶性聚丙烯酸酯类树脂或水溶性环氧树脂中的一种。
11.其中，碳气凝胶的密度为0.3g/cm3～1g/cm3，进一步优选0.3g/cm3～0.7g/cm3；比表面积为1000m2/g～2500m2/g；导电石墨至少为乙炔黑、石墨、纳米碳纤维中的一种。
12.表面活性剂来自美国air product and chemical公司的op-340，除泡剂来自美国air product and chemical公司的df-110d，颗粒分散助剂来自美国air product and chemical公司的ct-136。
13.需要说明的是，本发明通过使用水溶性聚丙烯酸酯类树脂和水溶性环氧树脂的一
种或几种任意比例的组合物作为粘合剂，不仅与集流体有优良的粘合性，还与导电基膜有良好的相容性。经二级固化后具有优异的热稳定性和电惰性，且不受电解质的影响，从而得以提供低内阻、长寿命的电容电极。
14.具体地，本发明所述粘合剂是专为超级电容器的导电涂料粘合而设计，它不仅具有良好的热稳定性、粘合性、耐腐蚀性，能够满足运输及其它处理要求，还适合导电涂料的大规模生产；且因该粘合剂是水溶性粘合剂，对环境友好、安全。
15.本发明还请求保护上述超级电容器用导电涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
16.将上述导电涂料原料组分由高速搅拌机经高剪切力混合后，再经过滤制备成均匀稳定的所述超级电容器用导电涂料。
17.优选的，所述高速搅拌机的转速为600-1200n/min。
18.及，所制备的导电涂料的ph值是7-9，固体含量为25-35％，粘度为50-300cps。
19.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供的一种超级电容器用导电涂料及其制备方法，具有如下优异效果：
20.本发明通过将导电涂料各原料组分由高速搅拌机经高剪切力混合后，再经过滤制备成均匀稳定的导电涂料；且该导电涂料的ph值是7-9，固体含量为25-35％，粘度为50-300cps，具有良好的耐温性、耐腐蚀性及电极制作所要求的机械物理特性，适于市面推广与应用。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为不同铝箔的电池循环性能；其中，(1)为商用光铝箔，(2)为商用腐蚀铝箔，(3)为涂覆本产品的光铝箔。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本发明实施例公开了一种超级电容器用导电涂料及其制备方法。
25.下面，将结合具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明。
26.实施例1
27.粘合剂配方：
28.水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液5重量份，表面活性剂(surfynolop-340)0.5重量份，消泡剂(df-110d)0.1重量份，颗粒分散剂(ct-136)1重量份。
29.将上述原料溶于93.4重量份的水中制得粘合剂。
30.粘合剂在导电涂料中重量比为10％；高比表面积碳气凝胶在导电涂料中重量比为
80％；石墨电极材料k56导电石墨，在导电涂料中重量比为10％，固含量25％。
31.将粘合剂，碳气凝胶，石墨和水加入料槽中，开动高速剪切搅拌机，转速逐渐加速到1000n/min，连续搅拌2-3小时，在搅拌中，液体温度升高到30-40℃，并产生一些气泡，然后停止搅拌，用过滤袋过滤后，静止待用。
32.导电涂料电阻值≤30mω，ph值8，粘合性：160cps。
33.实施例2：
34.粘合剂配方：
35.水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液8重量份，表面活性剂(surfynolop-340)1重量份，消泡剂(df-110d)1重量份，颗粒分散剂(ct-136)2重量份。
36.将上述原料溶于88重量份的水中制得粘合剂。
37.粘合剂在导电涂料中重量比为10％；高比表面积碳气凝胶在导电涂料中重量比为85％；石墨电极材料k56导电石墨，在导电涂料中重量比为5％，固含量30％。
38.将粘合剂，碳气凝胶，石墨和水加入料槽中，开动高速剪切搅拌机，转速逐渐加速到800n/min，连续搅拌2-3小时，在搅拌中，液体温度升高到30-40℃，并产生一些气泡，然后停止搅拌，用过滤袋过滤后，静止待用。
39.导电涂料电阻值≤30mω，ph值7.5，粘合性：260cps。
40.实施例3：
41.粘合剂配方：
42.水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液10重量份，表面活性剂(surfynolop-340)0.5重量份，消泡剂(df-110d)0.5重量份，颗粒分散剂(ct-136)0.5重量份。
43.将上述原料溶于88.5重量份的水中制得粘合剂。
44.粘合剂在导电涂料中重量比为15％；高比表面积碳气凝胶在导电涂料中重量比为70％；石墨电极材料k56导电石墨，在导电涂料中重量比为15％，固含量35％。
45.将粘合剂，碳气凝胶，石墨和水加入料槽中，开动高速剪切搅拌机，转速逐渐加速到1000n/min，连续搅拌2-3小时，在搅拌中，液体温度升高到30-40℃，并产生一些气泡，然后停止搅拌，用过滤袋过滤后，静止待用。
46.导电涂料电阻值≤30mω，ph值8.5，粘合性：290cps。
47.分别测定采用本产品涂敷的光铝箔和商用光铝箔、商用腐蚀铝箔制备电池的循环性能，如图1所示。从电池循环数据可以看到：采用本产品涂敷的铝箔制备的电池，提高了电池的倍率和克容量，提高了电池的循环性能，这主要是通过涂敷本产品的导电浆料，改善了活性物质和集流体之间的电接触；减少了电极的极化，提高功率性能。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：
1.一种超级电容器用导电涂料，其特征在于，包含以下重量份数的原料组分：碳气凝胶60-90份，导电石墨5-20份，粘合剂5-20份；其中，所述粘合剂的配方按重量份数计为：水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液5-15份，表面活性剂0.05-5份，消泡剂0.05-5份，颗粒分散剂0.05-5份。2.根据权利要求1所述的一种超级电容器用导电涂料，其特征在于，所述粘合剂至少选用水溶性聚丙烯酸酯类树脂或水溶性环氧树脂中的一种。3.一种如权利要求1所述超级电容器用导电涂料的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：将如权利要求1所述导电涂料原料组分由高速搅拌机经高剪切力混合后，再经过滤制备成均匀稳定的所述超级电容器用导电涂料。4.根据权利要求3所述的一种超级电容器用导电涂料的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌机的转速为600-1200n/min。
技术总结
本发明公开了一种超级电容器用导电涂料及其制备方法，包含以下重量份数的原料组分：碳气凝胶60-90份，导电石墨5-20份，粘合剂5-20份；其中，所述粘合剂的配方按重量份数计为：水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液5-15份，表面活性剂0.05-5份，消泡剂0.05-5份，颗粒分散剂0.05-5份。通过将导电涂料各原料组分由高速搅拌机经高剪切力混合后，再经过滤制备成均匀稳定的导电涂料；且该导电涂料的pH值是7-9，固体含量为25-35％，粘度为50-300cps，具有良好的耐温性、耐腐蚀性及电极制作所要求的机械物理特性，适于市面推广与应用。适于市面推广与应用。适于市面推广与应用。
