一種超級電容器用導電涂料及其制備方法與流程
1.本發明涉及超級電容器，具體涉及一種超級電容器用導電涂料及其制備方法。
背景技術：
2.超級電容器作為一種新型的儲能元件，兼具傳統電容器與蓄電池的特性，與傳統電容器相比，超級電容器具有更高能量密度的特點；與蓄電池相比，超級電容器具有高功率密度和高循環壽命的特點。因此，超級電容器在混合動力汽車領域具有廣泛的應用前景。
3.近年來，開展了許多超級電容器的研究工作，因超級電容器電極材料制作是決定電容器性能的關鍵因素，故電極材料制作中導電基膜中導電涂料配方研究自然成為研究重點。導電基膜是涂覆在集流體上第一層電極材料，導電涂料的配方工藝、粘合劑的配方對超級電容器的電性能、使用壽命、成本、環境污染起著至關重要的作用。因此，導電涂料的配方研究對超級電容器規模化生產具有深遠的意義。
4.目前，國內在超級電容器導電涂料配方工藝報道很少，我國還未有適宜大規模生產的導電涂料配方工藝。而超級電容器的產業化與導電涂料配方息息相關。因此，研究開發比容量大、電阻率小的導電涂料是當務之急。且大多數復合導電涂料的粘合強度、熱穩定性、耐腐蝕性、電惰性等方面均不很理想，其內阻大及比電容小，不能滿足規模化生產要求。
5.此外，由于導電涂料配方工藝是電極材料規模化生產的核心技術，受知識產權保護，國外文獻報道很少。我國現有導電涂料配方工藝仍處于實驗研究階段，未達到規模化生產要求。
技術實現要素：
6.有鑒于此，本發明的目的在于克服已有技術的不足，提供一種熱穩定性好、粘合強度高、耐腐蝕性強、工藝簡單并適于大規模生產的超級電容器用導電涂料。
7.為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
8.一種超級電容器用導電涂料，包含以下重量份數的原料組分：碳氣凝膠60-90份，導電石墨5-20份，粘合劑5-20份；其中，
9.所述粘合劑的配方按重量份數計為：水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液5-15份，表面活性劑0.05-5份，消泡劑0.05-5份，顆粒分散劑0.05-5份。
10.優選的，所述粘合劑至少選用水溶性聚丙烯酸酯類樹脂或水溶性環氧樹脂中的一種。
11.其中，碳氣凝膠的密度為0.3g/cm3～1g/cm3，進一步優選0.3g/cm3～0.7g/cm3；比表面積為1000m2/g～2500m2/g；導電石墨至少為乙炔黑、石墨、納米碳纖維中的一種。
12.表面活性劑來自美國air product and chemical公司的op-340，除泡劑來自美國air product and chemical公司的df-110d，顆粒分散助劑來自美國air product and chemical公司的ct-136。
13.需要說明的是，本發明通過使用水溶性聚丙烯酸酯類樹脂和水溶性環氧樹脂的一
種或幾種任意比例的組合物作為粘合劑，不僅與集流體有優良的粘合性，還與導電基膜有良好的相容性。經二級固化后具有優異的熱穩定性和電惰性，且不受電解質的影響，從而得以提供低內阻、長壽命的電容電極。
14.具體地，本發明所述粘合劑是專為超級電容器的導電涂料粘合而設計，它不僅具有良好的熱穩定性、粘合性、耐腐蝕性，能夠滿足運輸及其它處理要求，還適合導電涂料的大規模生產；且因該粘合劑是水溶性粘合劑，對環境友好、安全。
15.本發明還請求保護上述超級電容器用導電涂料的制備方法，具體包括如下步驟：
16.將上述導電涂料原料組分由高速攪拌機經高剪切力混合后，再經過濾制備成均勻穩定的所述超級電容器用導電涂料。
17.優選的，所述高速攪拌機的轉速為600-1200n/min。
18.及，所制備的導電涂料的ph值是7-9，固體含量為25-35％，粘度為50-300cps。
19.經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明提供的一種超級電容器用導電涂料及其制備方法，具有如下優異效果：
20.本發明通過將導電涂料各原料組分由高速攪拌機經高剪切力混合后，再經過濾制備成均勻穩定的導電涂料；且該導電涂料的ph值是7-9，固體含量為25-35％，粘度為50-300cps，具有良好的耐溫性、耐腐蝕性及電極制作所要求的機械物理特性，適于市面推廣與應用。
附圖說明
21.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
22.圖1為不同鋁箔的電池循環性能；其中，(1)為商用光鋁箔，(2)為商用腐蝕鋁箔，(3)為涂覆本產品的光鋁箔。
具體實施方式
23.下面將結合本發明實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
24.本發明實施例公開了一種超級電容器用導電涂料及其制備方法。
25.下面，將結合具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的說明。
26.實施例1
27.粘合劑配方：
28.水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液5重量份，表面活性劑(surfynolop-340)0.5重量份，消泡劑(df-110d)0.1重量份，顆粒分散劑(ct-136)1重量份。
29.將上述原料溶于93.4重量份的水中制得粘合劑。
30.粘合劑在導電涂料中重量比為10％；高比表面積碳氣凝膠在導電涂料中重量比為
80％；石墨電極材料k56導電石墨，在導電涂料中重量比為10％，固含量25％。
31.將粘合劑，碳氣凝膠，石墨和水加入料槽中，開動高速剪切攪拌機，轉速逐漸加速到1000n/min，連續攪拌2-3小時，在攪拌中，液體溫度升高到30-40℃，并產生一些氣泡，然后停止攪拌，用過濾袋過濾后，靜止待用。
32.導電涂料電阻值≤30mω，ph值8，粘合性：160cps。
33.實施例2：
34.粘合劑配方：
35.水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液8重量份，表面活性劑(surfynolop-340)1重量份，消泡劑(df-110d)1重量份，顆粒分散劑(ct-136)2重量份。
36.將上述原料溶于88重量份的水中制得粘合劑。
37.粘合劑在導電涂料中重量比為10％；高比表面積碳氣凝膠在導電涂料中重量比為85％；石墨電極材料k56導電石墨，在導電涂料中重量比為5％，固含量30％。
38.將粘合劑，碳氣凝膠，石墨和水加入料槽中，開動高速剪切攪拌機，轉速逐漸加速到800n/min，連續攪拌2-3小時，在攪拌中，液體溫度升高到30-40℃，并產生一些氣泡，然后停止攪拌，用過濾袋過濾后，靜止待用。
39.導電涂料電阻值≤30mω，ph值7.5，粘合性：260cps。
40.實施例3：
41.粘合劑配方：
42.水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液10重量份，表面活性劑(surfynolop-340)0.5重量份，消泡劑(df-110d)0.5重量份，顆粒分散劑(ct-136)0.5重量份。
43.將上述原料溶于88.5重量份的水中制得粘合劑。
44.粘合劑在導電涂料中重量比為15％；高比表面積碳氣凝膠在導電涂料中重量比為70％；石墨電極材料k56導電石墨，在導電涂料中重量比為15％，固含量35％。
45.將粘合劑，碳氣凝膠，石墨和水加入料槽中，開動高速剪切攪拌機，轉速逐漸加速到1000n/min，連續攪拌2-3小時，在攪拌中，液體溫度升高到30-40℃，并產生一些氣泡，然后停止攪拌，用過濾袋過濾后，靜止待用。
46.導電涂料電阻值≤30mω，ph值8.5，粘合性：290cps。
47.分別測定采用本產品涂敷的光鋁箔和商用光鋁箔、商用腐蝕鋁箔制備電池的循環性能，如圖1所示。從電池循環數據可以看到：采用本產品涂敷的鋁箔制備的電池，提高了電池的倍率和克容量，提高了電池的循環性能，這主要是通過涂敷本產品的導電漿料，改善了活性物質和集流體之間的電接觸；減少了電極的極化，提高功率性能。
48.對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
技術特征：
1.一種超級電容器用導電涂料，其特征在于，包含以下重量份數的原料組分：碳氣凝膠60-90份，導電石墨5-20份，粘合劑5-20份；其中，所述粘合劑的配方按重量份數計為：水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液5-15份，表面活性劑0.05-5份，消泡劑0.05-5份，顆粒分散劑0.05-5份。2.根據權利要求1所述的一種超級電容器用導電涂料，其特征在于，所述粘合劑至少選用水溶性聚丙烯酸酯類樹脂或水溶性環氧樹脂中的一種。3.一種如權利要求1所述超級電容器用導電涂料的制備方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：將如權利要求1所述導電涂料原料組分由高速攪拌機經高剪切力混合后，再經過濾制備成均勻穩定的所述超級電容器用導電涂料。4.根據權利要求3所述的一種超級電容器用導電涂料的制備方法，其特征在于，所述高速攪拌機的轉速為600-1200n/min。
技術總結
本發明公開了一種超級電容器用導電涂料及其制備方法，包含以下重量份數的原料組分：碳氣凝膠60-90份，導電石墨5-20份，粘合劑5-20份；其中，所述粘合劑的配方按重量份數計為：水溶性乙烯-丙烯酸酯共聚乳液5-15份，表面活性劑0.05-5份，消泡劑0.05-5份，顆粒分散劑0.05-5份。通過將導電涂料各原料組分由高速攪拌機經高剪切力混合后，再經過濾制備成均勻穩定的導電涂料；且該導電涂料的pH值是7-9，固體含量為25-35％，粘度為50-300cps，具有良好的耐溫性、耐腐蝕性及電極制作所要求的機械物理特性，適于市面推廣與應用。適于市面推廣與應用。適于市面推廣與應用。
