專利名稱：一種薄型超級電容器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種儲能器件，具體地說，是一種薄型超級電容器。
背景技術(shù)：
超級電容器是一種新型的儲能器件，它能提供高的功率，每公斤達幾千瓦或十幾千瓦，是電池的幾十倍，它具有壽命長、使用溫度寬、充電快速等特點，現(xiàn)已廣泛應用于航空航天、電動汽車、動車、軍事等領域，市場規(guī)模達幾十億美元。隨著電子消費品市場在最近十年的快速發(fā)展，電子消費品市場對功率的需求也在不斷增加，特別是智能手機、平板電腦、超級本、手提電腦、電動工具、數(shù)碼相機等功能的不斷增加，這些類型的電子器件需要更快的運行速度、更好的用戶體驗以及更高的性能要求，因此對這類電子 產(chǎn)品的電源的高的功率儲能性有更高的需求。眾所周知，這類電子產(chǎn)品現(xiàn)在使用的電源為鋰離子電池，鋰離子電池的特點是能量密度高即放電時間長，但鋰離子電池的缺點為功率密度低，而且在驟然高功率放電時，其負極容易析鋰而產(chǎn)生安全性問題，因此僅用鋰離子電池已不能滿足現(xiàn)在和未來電子器件對電源的需求。而超級電容器的特點是具有高功率密度，因此在這類數(shù)碼產(chǎn)品中增加超級電容器，即可滿足其對高功率輸出的要求。但現(xiàn)有的超級電容器主要是以鋼殼包裝的圓柱型為主，尺寸很大，且目前的發(fā)展方向也主要是往大尺寸發(fā)展，例如當前超級電容器應用最多的是3000F的電容器單體，其尺寸為:直徑60.7 mm，高138 mm。這與消費電子產(chǎn)品更薄、更輕的發(fā)展趨勢相抵觸，這也是超級電容器在消費電子產(chǎn)品應用非常少的主要原因。

實用新型內(nèi)容本實用新型正是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處所作的改進，提供一種薄型超級電容器，從消費電子產(chǎn)品的需求出發(fā)，通過合理設計，設計出薄型及高功率的超級電容器，本專利的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種薄型超級電容器，包括依次由表及里設置的外包裝、正負電極片、隔離膜，夕卜包裝和正負電極片成對設置，隔離膜設置于成對的正負電極片之間，正負電極片包括依次由表及里成對設置的活性層、導電層及設于成對的導電層之間的集流體，電容器的厚度小于1000微米。作為進一步的改進，所述的導電層包括導電劑和粘結(jié)劑，導電劑為炭黑、炭納米管、石墨烯、Ag粉中的任意一種，粘結(jié)劑為聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯、聚苯胺中的任意一種。作為進一步的改進，所述的集流體包括金屬箔，導電劑和粘結(jié)劑。作為進一步的改進，所述的活性層包括電化學活性材料、導電炭和粘結(jié)劑。作為進一步的改進，所述的電化學活性材料是多孔碳材料、金屬氧化物、導電聚合物中的任意一種，導電炭為炭黑、炭納米管、石墨烯、Ag粉中的任意一種。本實用新型的有益效果如下:[0012]本實用新型的技術(shù)方案通過薄型化設計，可使超級電容器應用于消費類電子產(chǎn)品，如智能手機、平板電腦、超級本、手提電腦、電動工具、數(shù)碼相機等中，同時并不會增加這類產(chǎn)品的厚度，例如超級電容器0.3^1mm的厚度僅為手機的平均厚度15mm的2飛％左右，因此超級電容器的厚度與手機厚度相比基本可以忽略不計，而且由于超級電容器的加入，可增加功率輸出，并且本專利也通過在正負電極片中加入導電層來降低超級電容器的內(nèi)阻。
圖1為本實用新型薄型超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I是外包裝，2是活性層，3是導電層，4是集流體，5是隔離膜。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步說明:本實用新型公開了一種薄型超級電容器，包括依次由表及里設置的外包裝1、正負電極片、隔離膜5，外包裝I和正負電極片成對設置，隔離膜5設置于成對的正負電極片之間，正負電極片包括依次由表及里成對設置的活性層2、導電層3及設于成對的導電層3之間的集流體4，電容器的厚度小于1000微米。集流體4的作用是收集電子，主要由金屬箔，導電劑和粘結(jié)劑構(gòu)成，導電劑為炭黑、炭納米管、石墨烯、Ag粉等具有電子導電性材料，粘結(jié)劑為聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯、聚苯胺等；活性層2由電化學活性材料、導電炭和粘結(jié)劑構(gòu)成，其中導電劑為炭黑、炭納米管、石墨烯、Ag粉等具有電子導電性材料，粘結(jié)劑為聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯、聚苯胺等，電化學活性材料是多孔碳材料、金屬氧化物如氧化釕、二氧化錳、氧化釩等、導電聚合物如聚苯胺、聚噻吩等；導電層3由導電劑和粘結(jié)劑構(gòu)成，導電劑為炭黑、炭納米管、石墨烯、Ag粉等具有電子導電性 材料，粘結(jié)劑為聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯、聚苯胺等。實施方式如下:把40%炭黑與60%聚偏四氟乙烯(PVDF)在一定量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中混合成一定漿料，把此漿料涂敷于16微米厚的Al箔上，正反面分別涂敷，厚度控制在5微米，烘干后即成導電層3。把80%活性碳、10%炭黑和10% PVDF在NMP中混合成漿料，然后涂敷于導電層3上，厚度控制在25微米，烘干后即為電極片。把電極片剪裁成寬度和長度分別為22 mm和25mm的大小，再把厚度為100微米Ni集耳焊到電極片上。把正極片、隔離膜5(厚度為25微米)和負極片按圖1的結(jié)構(gòu)熱壓到一起，后放入外包裝I鋁塑膜(厚度為120微米)中，在無水的條件下注入電解液，電解液為I mol/L Et4BF4/碳酸丙烯酯溶液，然后密封鋁塑膜，即可制得薄型超級電容器。由于本實用新型在結(jié)構(gòu)上的改變，加入導電層3可把超級電容器的內(nèi)阻從60 ι Ω降低到30m Ω，其功率密度達6.7 kw/Kg，而且由于此超級電容器的厚度僅為0.4 mm，因此可直接放入手機或數(shù)碼相機中，提高手機或數(shù)碼相機閃光燈的效能。由此可見本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，工藝實施方便，而且用途廣泛。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域中的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型核心技術(shù)特征的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾均應視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種薄型超級電容器，包括依次由表及里設置的外包裝(I)、正負電極片、隔離膜(5)，所述的外包裝(I)和正負電極片成對設置，所述隔離膜(5)設置于成對的正負電極片之間，其特征在于，所述的正負電極片包括依次由表及里成對設置的活性層(2)、導電層(3)及設于成對的導電層(3)之間的集流體(4)，所述的電容器的厚度小于1000微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型超級電容器，其特征在于，所述的電化學活性材料是多孔碳材料、金屬氧化物、導電聚合物中的任意一種，所述的導電炭為炭黑、炭納米管、石墨烯、銀粉中的任意一 種。
專利摘要本實用新型涉及一種儲能器件，是一種薄型超級電容器，包括依次由表及里設置的外包裝、正負電極片、隔離膜，外包裝和正負電極片成對設置，隔離膜設置于成對的正負電極片之間，正負電極片包括依次由表及里成對設置的活性層、導電層及設于成對的導電層之間的集流體，電容器的厚度小于1000微米。本實用新型通過薄型化設計，可使超級電容器應用于消費類電子產(chǎn)品，同時并不會增加這類產(chǎn)品的厚度，同時，由于超級電容器的加入，可增加功率輸出，并且本專利也通過在正負電極片中加入導電層來降低超級電容器的內(nèi)阻。
文檔編號H01G9/048GK203134571SQ20122055481
公開日2013年8月14日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者陳秀珍 申請人:杭州明彰科技有限公司