本发明涉及电容器电极的制备，具体涉及一种圆柱型超级电容器电极的制备方法。
背景技术：
1、众所周知，超级电容器是一种高性能储能器件，其原理是基于多孔碳、导电高分子等材料在电极表面及电解质界面进行快速充放电，实现对能量的存储与释放。
2、市面主流的超级电容器结构为圆柱型双电层超级电容器，产品主要由：铝壳、导针、胶塞、电极、隔膜以及电解液组成，电极作为超级电容器能量发挥的主要载体，电极的性能决定了超级电容器的性能，超级电容器的电极性能主要受到材料与工艺的影响，产品电极的成分主要由活性炭，导电碳、粘结剂以及腐蚀铝箔组成，在材料没有较大进步的前提下，不同厂家所使用的物料性能相差较小，因此电极的配方与生产工艺对产品性能的具有较大的影响。
3、上述的现有技术方案虽然可以作为储能器件进行使用，但是在实际的使用过程中，电容大多为浮充状态，电容的状态更接近于高温负荷，并且循环寿命测试需要电容循环50万次，测试周期过长，因此绝大部分厂家使用高温负荷来评价超级电容器的寿命，传统的超级电容器极片在卷绕过程中，卷芯内部极片受到的径向应力较大，涂层容易出现脱落的问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其通过修改极片的浆料配方，将聚丙烯酸脂与ptfe混合使用，ptfe纤维可以作为涂层筋骨，使整个涂层作为一个整体，聚丙烯酸树脂将物料与腐蚀铝箔粘附在一起，使其不易发生脱落的问题，同时，使用pvp与碳酸丙烯酯提升极片的柔软性，增加产品的高温负荷寿命。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，包括如下步骤：
5、s1将cmc充分溶解于去离子水中；
6、s2将导电碳与活性炭进行充分的除水，然后按照一定的比例进行混合；
7、s3将混合后的碳材料添加到第一步制备的cmc溶液中，使用双行星搅拌机进行搅拌混合；
8、s4将聚丙烯酸脂分散液添加到上一步制备的浆料中，使用双行星搅拌机进行搅拌混合；
9、s5对上一步制备浆料的ph进行调节；
10、s6将ptfe乳液添加到上一步制备的浆料中，添加完成后，使用双行星搅拌机进行搅拌混合；
11、s7将pvp与将碳酸丙烯酯添加到上一步制备的浆料中，添加完成后，使用双行星搅拌机进行搅拌混合；
12、s8将上一步制备的浆料使用胶体磨设备进行处理，处理之后进行过滤，并在真空环境下，去除气泡；
13、s9使用上一步制备的物料制备电极，并组装成器件，测试器件的高温负荷性能。
14、优选的，所述步骤s1中需要将cmc均匀的平铺在去离子水表面，并通过多次添加的方法，在搅拌的过程中需要观察cmc是否完全溶解，必要时需要人工将未溶解的cmc刮下重新溶解，对于cmc在浆料中的作用主要是起到增稠的作用，使用聚丙烯酸增稠剂或者聚氨酯缔合物之类的增稠剂，亦可以达到相同的效果，此步骤中cmc的质量占浆料固含量的0.2-5％，设备搅拌参数设置为：公转30r/min，自转1800r/min，搅拌时间为240min。
15、优选的，所述步骤s2需要先将活性炭与导电碳置于120℃的鼓风烤箱中烘烤12h以上进行充分除水，烘烤的活性炭和导电碳按照一定的比例进行混合，并使用球磨机进行处理，此步骤需要注意物料的选择，对于导电炭的选择，应尽量选择吸油值高的导电炭，但需要避免选择科琴黑之类的疏水性极高的材料，对于活性炭的选择，颗粒的大小搭配是十分关键的，不同颗粒的活性炭搭配有利于提高压实密度，提升产品容量，但应该避免选择过小的颗粒，活性炭的颗粒偏小，在工作过程中容易发生副反应，造成产品寿命的下降，活性炭与导电碳的比例为8：1-13：1之间，混合后的活性炭与导电碳加入到球磨机中搅拌10h-15h。
16、优选的，所述步骤s3将搅拌后的活性炭与导电碳之和的碳粉加入到第s1步制备的cmc水溶液中，先使用低转速，待碳粉全部润湿后，将粘附在搅拌桨上碳粉的物料刮下，使用高转速对碳粉进行分散，设备搅拌参数同cmc分散所使用的参数相同，设备搅拌时间为60min，碳材料质量占浆料固含量的80-95％。
17、优选的，所述步骤s4中将聚丙烯酸脂分散液添加到上一步制备的浆料中，首先慢速搅拌，设备搅拌的参数设置为：自转600-1000r/min，公转30-40r/min，搅拌时间90min，此步骤中添加的胶水占浆料固含量的1-10％，使用的聚丙烯酸脂胶粒在活性炭表面的分布接近单颗粒分散，不会出现sbr类胶水团聚堆积在活性炭颗粒之间的问题，可以明显的增加电极的柔性与剥离强度。
18、优选的，所述步骤s5中对上一步制备浆料的ph进行调节，使用25％-28％的浓氨水，控制浆料的溶液的ph在5-10之间。
19、优选的，所述步骤s6中将ptfe水分散液添加到上一步制备的浆料中，慢速搅拌，设备搅拌的参数设置为：自转800r/min，公转30r/min，搅拌时间60min，添加的ptfe占浆料固含量的1-7％。
20、优选的，所述步骤s7中将pvp与碳酸丙烯酯添加到上一步制备的浆料中，其中pvp添加量为cmc用量的10％-70％，碳酸丙烯酯的添加量为总溶剂量的0.5％-5％左右，添加完成后进行低速搅拌，设备搅拌的参数设置为：自转800r/min，公转30r/min，搅拌时间控制在30min-60min，pvp与碳酸丙烯酯的添加主要是为了增加电极的柔软性，避免膜片的边缘收卷和开裂。
21、优选的，所述步骤s8中将上一步制备的物料使用胶体磨进行处理，处理完成后使用80目的滤网进行过筛，并将过滤后的物料使用低速搅拌真空处理，此步骤主要是为了去除浆料中的气泡。设备搅拌速度设置为10r/min，真空度控制在-95kpa以下，真空时间为1h，制备的浆料的固含量为18-30％。
22、优选的，所述步骤s9中使用上一步制备的浆料制备涂布电极，在涂覆过程中，需要控制烤箱的温度在80℃以下，因为当烘箱温度过高时，容易出现电极卷边、涂层龟裂之类问题，涂层厚度控制在240μm，对辊后电极厚度控制在200μm±20μm，使用该电极制备电容，测试其高温负荷性能。
23、(三)有益效果
24、与现有技术相比，本发明提供了一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，具备以下有益效果：
25、本发明中，通过修改极片的浆料配方，将聚丙烯酸脂与ptfe混合使用，ptfe纤维可以作为涂层筋骨，使整个涂层作为一个整体，聚丙烯酸树脂将物料与腐蚀铝箔粘附在一起，使其不易发生脱落的问题，同时，使用pvp与碳酸丙烯酯提升极片的柔软性，增加产品的高温负荷寿命。
1.一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中需要将cmc均匀的平铺在去离子水表面，并通过多次添加的方法，在搅拌的过程中需要观察cmc是否完全溶解，必要时需要人工将未溶解的cmc刮下重新溶解，对于cmc在浆料中的作用主要是起到增稠的作用，使用聚丙烯酸增稠剂或者聚氨酯缔合物之类的增稠剂，亦可以达到相同的效果，此步骤中cmc的质量占浆料固含量的0.2-5％，设备搅拌参数设置为：公转30r/min，自转1800r/min，搅拌时间为240min。
3.根据权利要求2所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s2需要先将活性炭与导电碳置于120℃的鼓风烤箱中烘烤12h以上进行充分除水，烘烤的活性炭和导电碳按照一定的比例进行混合，并使用球磨机进行处理，此步骤需要注意物料的选择，对于导电炭的选择，应尽量选择吸油值高的导电炭，但需要避免选择科琴黑之类的疏水性极高的材料，对于活性炭的选择，颗粒的大小搭配是十分关键的，不同颗粒的活性炭搭配有利于提高压实密度，提升产品容量，但应该避免选择过小的颗粒，活性炭的颗粒偏小，在工作过程中容易发生副反应，造成产品寿命的下降，活性炭与导电碳的比例为8：1-13：1之间，混合后的活性炭与导电碳加入到球磨机中搅拌10h-15h。
4.根据权利要求3所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s3将搅拌后的活性炭与导电碳之和的碳粉加入到第s1步制备的cmc水溶液中，先使用低转速，待碳粉全部润湿后，将粘附在搅拌桨上碳粉的物料刮下，使用高转速对碳粉进行分散，设备搅拌参数同cmc分散所使用的参数相同，设备搅拌时间为60min，碳材料质量占浆料固含量的80-95％。
5.根据权利要求4所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中将聚丙烯酸脂分散液添加到上一步制备的浆料中，首先慢速搅拌，设备搅拌的参数设置为：自转600-1000r/min，公转30-40r/min，搅拌时间90min，此步骤中添加的胶水占浆料固含量的1-10％，使用的聚丙烯酸脂胶粒在活性炭表面的分布接近单颗粒分散，不会出现sbr类胶水团聚堆积在活性炭颗粒之间的问题，可以明显的增加电极的柔性与剥离强度。
6.根据权利要求5所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中对上一步制备浆料的ph进行调节，使用25％-28％的浓氨水，控制浆料的溶液的ph在5-10之间。
7.根据权利要求6所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s6中将ptfe水分散液添加到上一步制备的浆料中，慢速搅拌，设备搅拌的参数设置为：自转800r/min，公转30r/min，搅拌时间60min，添加的ptfe占浆料固含量的1-7％。
8.根据权利要求7所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s7中将pvp与碳酸丙烯酯添加到上一步制备的浆料中，其中pvp添加量为cmc用量的10％-70％，碳酸丙烯酯的添加量为总溶剂量的0.5％-5％左右，添加完成后进行低速搅拌，设备搅拌的参数设置为：自转800r/min，公转30r/min，搅拌时间控制在30min-60min，pvp与碳酸丙烯酯的添加主要是为了增加电极的柔软性，避免膜片的边缘收卷和开裂。
9.根据权利要求8所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s8中将上一步制备的物料使用胶体磨进行处理，处理完成后使用80目的滤网进行过筛，并将过滤后的物料使用低速搅拌真空处理，此步骤主要是为了去除浆料中的气泡，设备搅拌速度设置为10r/min，真空度控制在-95kpa以下，真空时间为1h，制备的浆料的固含量为18-30％。
10.根据权利要求9所述的一种圆柱型超级电容器电极的制备方法，其特征在于，所述步骤s9中使用上一步制备的浆料制备涂布电极，在涂覆过程中，需要控制烤箱的温度在80℃以下，因为当烘箱温度过高时，容易出现电极卷边、涂层龟裂之类问题，涂层厚度控制在240μm，对辊后电极厚度控制在200μm±20μm，使用该电极制备电容，测试其高温负荷性能。
