一种柔性超级电容器电极及其制作方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105304347 A (43)申请公布日 2016.02.03

(21)申请号 201510615154.6(22)申请日 2015.09.24

(71)申请人山东润昇电源科技有限公司

地址277600 山东省济宁市微山县开发区创

达高科园8号楼(72)发明人鞠群 唐廎 李青海 孙杰(74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所

37218

代理人张世静(51)Int.Cl.

H01G 11/24(2013.01)H01G 11/86(2013.01)H01G 11/28(2013.01)H01G 11/26(2013.01)H01G 11/22(2013.01)

权利要求书5页 说明书7页 附图1页

(54)发明名称

一种柔性超级电容器电极及其制作方法(57)摘要

一种柔性超级电容器电极及其制作方法，其特征在于：将超级电容用高比表面积活性炭、导电剂和PTFE用低沸点的溶剂混合均匀，并经干燥得到粉状混合物，再用一种高沸点溶剂将粉状混合物适量分散后压制得到电极薄膜，充分干燥后将此电极薄膜贴合到经过处理后的金属集流体表面即得柔性电极，有效的保证了电解液的浸润，为离子的传输提供了丰富而快速的通道，对于传质过程成为瓶颈的较厚的电极而言，上述措施有效降低了电极的极化程度和阻抗。

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权 利 要 求 书

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1.一种柔性超级电容器电极，其特征在于：将超级电容用高比表面积活性炭、导电剂和PTFE用低沸点的溶剂混合均匀，并经干燥得到粉状混合物，再用一种高沸点溶剂将粉状混合物适量分散后压制得到电极薄膜，充分干燥后将此电极薄膜贴合到经过处理后的金属集流体表面即得柔性电极。

2.根据权利要求1所述的一种柔性超级电容器电极，其特征是：制备过程如下：步骤1：制备浆料

将导电剂加入到低沸点溶剂中，在常规的行星式真空搅拌机中以500~4000rpm的高速分散搅拌5~60min后得到导电浆料，在此导电浆料中加入超级电容用活性炭继续高速分散使浆料混合均匀，将浆料温度冷却至10~25℃范围内再加入PTFE乳液高速搅拌5~30min，维持搅拌并将浆料加热至30~70℃，充分混和均匀30~300min即得到混合物浆料；

步骤2：干燥浆料

将混合后的浆料用常压鼓风干燥、真空干燥或离心干燥中的一种或两种以上的方式充分干燥，干燥温度50~120℃，得到粉状混合物；

步骤3：制备电极膜

将干燥后的粉状混合物加入高沸点溶剂中，在多功能搅拌器中低速30~120rpm分散搅拌得到泥团状物质，将此物质在高沸点溶剂蒸汽压饱和的气氛中经对辊机反复对辊碾压，得到一定厚度的柔韧性充分的电极，将此电极薄膜常规抽真空干燥，干燥温度100~180℃，充分干燥后用对辊机对辊至工艺厚度即得多孔柔性电极膜；

步骤4：制备柔性电极

将金属箔或多孔金属网表面利用喷涂或浸涂的方式单面或双面均匀涂覆一层超级电容用导电浆料，同时将上述电极膜与之通过对辊机进行辊压贴合，充分干燥后即得到柔性超级电容器电极。

3.根据权利要求2所述的一种柔性超级电容器电极，其特征是：步骤1中的PTFE乳液中的固含量质量分数为5~70%；

步骤1中混和活性性物质和导电剂的低沸点溶剂为无水乙醇或无水乙醇与去离子水的混合溶剂，其中混合溶剂中乙醇的含量不低于20%；

步骤1中导电剂为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维或碳纳米管等的一种或两种以上；步骤1中混合物浆料中的低沸点溶剂的含量为20%~80%；步骤3中分散混合物的溶剂为高沸点溶剂，为NMP、PC的一种或两种；步骤3中泥团状物质中高沸点溶剂的体积含量比为10%~60%；步骤3中干燥前电极膜的厚度与干燥后对辊的最终厚度（工艺厚度）比为1.10~1.03：1，亦即干燥后的电极对辊时的压缩比不高于10%；

步骤3中所成的干燥后的电极膜，PTFE的含量为1%~10%,导电剂的含量为0.5%~20%，活性物质含量为70%~98.5%；

步骤4中的集流体材质为铝、不锈钢、镍等，集流体厚度为5~40um，集流体网孔规格10~300目；

步骤4中的电极膜与金属集流体的复合后的厚度变化比不高于10%（复合前电极膜+集流体的总厚度：复合后电极膜+集流体的总厚度《1.1）。

4.根据权利要求2所述的一种柔性超级电容器电极，其特征是：

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权 利 要 求 书

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（1）浆料的制备：将导电剂加入到低沸点溶剂中，在常规的行星式真空搅拌机中以500~4000rpm的高速分散搅拌5~60min后得到导电浆料，在此导电浆料中加入超级电容用活性炭继续高速分散使浆料混合均匀，将浆料温度冷却至10~25℃范围内再加入PTFE乳液高速搅拌5~30min；维持搅拌并将浆料加热至30~70℃，充分混和均匀30~300min即得到混合物浆料；其中PTFE乳液中的固含量质量分数为5~70%； 混和活性性物质和导电剂的低沸点溶剂为无水乙醇或无水乙醇与去离子水的混合溶剂，其中混合溶剂中乙醇的含量不低于20%；导电剂为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维或碳纳米管等的一种或两种以上； 混合物浆料中的低沸点溶剂的含量为20%~80%；

（2）浆料的干燥：将混合后的浆料用常压鼓风干燥、真空干燥或离心干燥等一种或两种以上的方式充分干燥，干燥温度50~120℃，得到粉状混合物；

（3）电极膜的制备：将干燥后的粉状混合物加入高沸点溶剂中，在多功能搅拌器中低速30~120rpm分散搅拌得到泥团状物质，将此物质在高沸点溶剂蒸汽压饱和的气氛中经对辊机反复对辊碾压，得到一定厚度的柔韧性充分的电极，将此电极薄膜常规抽真空干燥，干燥温度100~180℃，充分干燥后用对辊机对辊至工艺厚度即得多孔柔性电极膜；其中分散混合物的溶剂为高沸点溶剂，如NMP、PC等的一种或两种以上；泥团状物质中高沸点溶剂的体积含量比为10%~60%；干燥前电极膜的厚度与干燥后对辊的最终厚度（工艺厚度）比为1.10~1.03：1，亦即干燥后的电极对辊时的压缩比不高于10%；所成的干燥后的电极膜，PTFE的含量为1%~10%,导电剂的含量为0.5%~20%，活性物质含量为70%~98.5%；

（4）柔性电极的制备：将金属箔或多孔金属网表面利用喷涂或浸涂的方式单面或双面均匀涂覆一层超级电容用导电浆料，同时将上述电极膜与之通过对辊机进行辊压贴合，充分干燥后即得到柔性超级电容器电极；其中集流体材质为铝、不锈钢、镍等，集流体厚度为5~40um，集流体网孔规格10~300目；电极膜与金属集流体的复合后的厚度变化比不高于10%（复合前电极膜+集流体的总厚度：复合后电极膜+集流体的总厚度《1.1）。

5.根据权利要求2所述的一种柔性超级电容器电极，其特征是：将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的低沸点溶剂无水乙醇中，用行星式搅拌机以2000rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至80℃，使浆料中的无水乙醇挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含NMP的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的NMP完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜；

将电容用15um厚度的金属铝箔穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.41mm，通过收张卷进行张力整平后在表面喷涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝箔上，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导

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权 利 要 求 书

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电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片。

6.根据权利要求2所述的一种柔性超级电容器电极，其特征是：

将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的含50%无水乙醇的去离子水中，用行星式搅拌机以2500rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至110℃，使浆料中的无水乙醇水溶液挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂碳酸丙烯酯（PC），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含PC的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的PC完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜；

将电容用50um厚度100目的金属铝网穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.8mm，通过收张卷进行张力整平后在表面浸涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝网两侧，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片。

7.一种柔性超级电容器电极的制作方法，其特征是：制备过程如下：步骤1：制备浆料

将导电剂加入到低沸点溶剂中，在常规的行星式真空搅拌机中以500~4000rpm的高速分散搅拌5~60min后得到导电浆料，在此导电浆料中加入超级电容用活性炭继续高速分散使浆料混合均匀，将浆料温度冷却至10~25℃范围内再加入PTFE乳液高速搅拌5~30min，维持搅拌并将浆料加热至30~70℃，充分混和均匀30~300min即得到混合物浆料；

步骤2：干燥浆料

将混合后的浆料用常压鼓风干燥、真空干燥或离心干燥中的一种或两种以上的方式充分干燥，干燥温度50~120℃，得到粉状混合物；

步骤3：制备电极膜

将干燥后的粉状混合物加入高沸点溶剂中，在多功能搅拌器中低速30~120rpm分散搅拌得到泥团状物质，将此物质在高沸点溶剂蒸汽压饱和的气氛中经对辊机反复对辊碾压，得到一定厚度的柔韧性充分的电极，将此电极薄膜常规抽真空干燥，干燥温度100~180℃，充分干燥后用对辊机对辊至工艺厚度即得多孔柔性电极膜；

步骤4：制备柔性电极

将金属箔或多孔金属网表面利用喷涂或浸涂的方式单面或双面均匀涂覆一层超级电容用导电浆料，同时将上述电极膜与之通过对辊机进行辊压贴合，充分干燥后即得到柔性超级电容器电极。

8.根据权利要求7所述的一种柔性超级电容器电极的制作方法，其特征是：步骤1中的PTFE乳液中的固含量质量分数为5~70%；

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权 利 要 求 书

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步骤1中混和活性性物质和导电剂的低沸点溶剂为无水乙醇或无水乙醇与去离子水的混合溶剂，其中混合溶剂中乙醇的含量不低于20%；

步骤1中导电剂为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维或碳纳米管等的一种或两种以上；步骤1中混合物浆料中的低沸点溶剂的含量为20%~80%；步骤3中分散混合物的溶剂为高沸点溶剂，为NMP、PC的一种或两种；步骤3中泥团状物质中高沸点溶剂的体积含量比为10%~60%；步骤3中干燥前电极膜的厚度与干燥后对辊的最终厚度（工艺厚度）比为1.10~1.03：1，亦即干燥后的电极对辊时的压缩比不高于10%；

步骤3中所成的干燥后的电极膜，PTFE的含量为1%~10%,导电剂的含量为0.5%~20%，活性物质含量为70%~98.5%；

步骤4中的集流体材质为铝、不锈钢、镍等，集流体厚度为5~40um，集流体网孔规格10~300目；

步骤4中的电极膜与金属集流体的复合后的厚度变化比不高于10%（复合前电极膜+集流体的总厚度：复合后电极膜+集流体的总厚度《1.1）。

9.根据权利要求7所述的一种柔性超级电容器电极的制作方法，其特征是：将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的低沸点溶剂无水乙醇中，用行星式搅拌机以2000rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至80℃，使浆料中的无水乙醇挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含NMP的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的NMP完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜；

将电容用15um厚度的金属铝箔穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.41mm，通过收张卷进行张力整平后在表面喷涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝箔上，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片。

10.根据权利要求7所述的一种柔性超级电容器电极的制作方法，其特征是：将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的含50%无水乙醇的去离子水中，用行星式搅拌机以2500rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

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权 利 要 求 书

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将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至110℃，使浆料中的无水乙醇水溶液挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂碳酸丙烯酯（PC），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含PC的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的PC完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜

将电容用50um厚度100目的金属铝网穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.8mm，通过收张卷进行张力整平后在表面浸涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝网两侧，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片。

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说 明 书

一种柔性超级电容器电极及其制作方法

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技术领域

[0001] [0002]

本发明涉及一种超级电容器，尤其涉及一种柔性超级电容器电极及其制作方法。

背景技术

随着市场对于超级电容器性能要求的不断提高，用户要求超级电容的能量密度更高，特别是在小型卷绕超级电容器领域。制造厂家针对以上客户要求，不断进行技术改进，提高超级电容能量密度的一个有效方法是减少电池的无效空间，来增加活性物质(正负极材料)的填充量，由于卷绕结构的天生优势，内部空闲体积很小，减少无效空间的最直接方法是将集流体的体积占用降低，现阶段卷绕电极采用涂布的方式制成，涂布厚度有限，现有技术条件下一般集流体的体积可以占到电极体积的20%以上，提高涂布厚度可以将集流体体积减少，但现有的技术条件下涂布电极是通过粘性物料使电极物质和集流体粘接，过高的涂布厚度很容易使涂层在辊压时脱落或掉层，同时电极无柔韧性，卷绕时很容易使涂层脱落，因此现有的成熟卷绕电极的单面涂层辊压后厚度一般不超过100um，以常规的30um的铝箔集流体计算，集流体的体积占用约为1/7~1/8，假如电极上的活性物质的单层厚度达到300um，集流体的体积占用将降低至1/20，同时相同的容量下电极面积的减少也减少了隔膜的用量，因此可以大大提高电容的整体容量。当然电极厚度增加和面积的减少带来内阻的增加，电极的多孔结构有助于减轻此类的影响。有鉴于此，如何在提高电极厚度的同时保证电极柔韧性和孔隙率，是超级电容器制造领域一个迫切需解决的问题。

[0003]

发明内容

本发明提供了在提高电极厚度的同时保证电极柔韧性和孔隙率，具体是通过具有纤维缠绕粘接作用的PTFE作为电极膜的粘结剂，电极厚度的增加也能保证电极的柔韧性，同时孔隙率可通过高沸点分散剂的含量进行控制，大大增加了电极的有效比表面积，提高了离子的传质速率，制得的电极内阻低、容量高，特别适用于小型卷绕型超级电容器，有效提升了其电化学性能的一种柔性超级电容器电极及其制作方法，

为实现上述目的，本发明提供的完整解决方法是：一种柔性超级电容器电极，其特征在于：将超级电容用高比表面积活性炭、导电剂和PTFE用低沸点的溶剂混合均匀，并经干燥得到粉状混合物，再用一种高沸点溶剂将粉状混合物适量分散后压制得到电极薄膜，充分干燥后将此电极薄膜贴合到经过处理后的金属集流体表面即得柔性电极。[0005] 其特征是：制备过程如下：

步骤1：制备浆料

将导电剂加入到低沸点溶剂中，在常规的行星式真空搅拌机中以500~4000rpm的高速分散搅拌5~60min后得到导电浆料，在此导电浆料中加入超级电容用活性炭继续高速分散使浆料混合均匀，将浆料温度冷却至10~25℃范围内再加入PTFE乳液高速搅拌5~30min，维

[0004]

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说 明 书

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持搅拌并将浆料加热至30~70℃，充分混和均匀30~300min即得到混合物浆料；

步骤2：干燥浆料

将混合后的浆料用常压鼓风干燥、真空干燥或离心干燥中的一种或两种以上的方式充分干燥，干燥温度50~120℃，得到粉状混合物；

步骤3：制备电极膜

将干燥后的粉状混合物加入高沸点溶剂中，在多功能搅拌器中低速30~120rpm分散搅拌得到泥团状物质，将此物质在高沸点溶剂蒸汽压饱和的气氛中经对辊机反复对辊碾压，得到一定厚度的柔韧性充分的电极，将此电极薄膜常规抽真空干燥，干燥温度100~180℃，充分干燥后用对辊机对辊至工艺厚度即得多孔柔性电极膜；

步骤4：制备柔性电极

将金属箔或多孔金属网表面利用喷涂或浸涂的方式单面或双面均匀涂覆一层超级电容用导电浆料，同时将上述电极膜与之通过对辊机进行辊压贴合，充分干燥后即得到柔性超级电容器电极。[0006] 其特征是：

步骤1中的PTFE乳液中的固含量质量分数为5~70%；

步骤1中混和活性性物质和导电剂的低沸点溶剂为无水乙醇或无水乙醇与去离子水的混合溶剂，其中混合溶剂中乙醇的含量不低于20%；

步骤1中导电剂为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维或碳纳米管等的一种或两种以上；步骤1中混合物浆料中的低沸点溶剂的含量为20%~80%；步骤3中分散混合物的溶剂为高沸点溶剂，为NMP、PC的一种或两种；步骤3中泥团状物质中高沸点溶剂的体积含量比为10%~60%；步骤3中干燥前电极膜的厚度与干燥后对辊的最终厚度（工艺厚度）比为1.10~1.03：1，亦即干燥后的电极对辊时的压缩比不高于10%；

步骤3中所成的干燥后的电极膜，PTFE的含量为1%~10%,导电剂的含量为0.5%~20%，活性物质含量为70%~98.5%；

步骤4中的集流体材质为铝、不锈钢、镍等，集流体厚度为5~40um，集流体网孔规格10~300目；

步骤4中的电极膜与金属集流体的复合后的厚度变化比不高于10%（复合前电极膜+集流体的总厚度：复合后电极膜+集流体的总厚度《1.1）。[0007] 其特征是：

（1）浆料的制备：将导电剂加入到低沸点溶剂中，在常规的行星式真空搅拌机中以500~4000rpm的高速分散搅拌5~60min后得到导电浆料，在此导电浆料中加入超级电容用活性炭继续高速分散使浆料混合均匀，将浆料温度冷却至10~25℃范围内再加入PTFE乳液高速搅拌5~30min。维持搅拌并将浆料加热至30~70℃，充分混和均匀30~300min即得到混合物浆料；其中PTFE乳液中的固含量质量分数为5~70%； 混和活性性物质和导电剂的低沸点溶剂为无水乙醇或无水乙醇与去离子水的混合溶剂，其中混合溶剂中乙醇的含量不低于20%；导电剂为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维或碳纳米管等的一种或两种以上； 混合物浆料中的低沸点溶剂的含量为20%~80%；

（2）浆料的干燥：将混合后的浆料用常压鼓风干燥、真空干燥或离心干燥等一种或两种

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说 明 书

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以上的方式充分干燥，干燥温度50~120℃，得到粉状混合物；

（3）电极膜的制备：将干燥后的粉状混合物加入高沸点溶剂中，在多功能搅拌器中低速30~120rpm分散搅拌得到泥团状物质，将此物质在高沸点溶剂蒸汽压饱和的气氛中经对辊机反复对辊碾压，得到一定厚度的柔韧性充分的电极，将此电极薄膜常规抽真空干燥，干燥温度100~180℃，充分干燥后用对辊机对辊至工艺厚度即得多孔柔性电极膜；其中分散混合物的溶剂为高沸点溶剂，如NMP、PC等的一种或两种以上；泥团状物质中高沸点溶剂的体积含量比为10%~60%；干燥前电极膜的厚度与干燥后对辊的最终厚度（工艺厚度）比为1.10~1.03：1，亦即干燥后的电极对辊时的压缩比不高于10%；所成的干燥后的电极膜，PTFE的含量为1%~10%,导电剂的含量为0.5%~20%，活性物质含量为70%~98.5%；

（4）柔性电极的制备：将金属箔或多孔金属网表面利用喷涂或浸涂的方式单面或双面均匀涂覆一层超级电容用导电浆料，同时将上述电极膜与之通过对辊机进行辊压贴合，充分干燥后即得到柔性超级电容器电极。其中集流体材质为铝、不锈钢、镍等，集流体厚度为5~40um，集流体网孔规格10~300目；电极膜与金属集流体的复合后的厚度变化比不高于10%（复合前电极膜+集流体的总厚度：复合后电极膜+集流体的总厚度《1.1）。[0008] 其特征是：将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的低沸点溶剂无水乙醇中，用行星式搅拌机以2000rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至80℃，使浆料中的无水乙醇挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含NMP的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的NMP完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜；

将电容用15um厚度的金属铝箔穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.41mm，通过收张卷进行张力整平后在表面喷涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝箔上，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片。[0009] 其特征是：

将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的含50%无水乙醇的去离子水中，用行星式搅拌机以2500rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加

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热至110℃，使浆料中的无水乙醇水溶液挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂碳酸丙烯酯（PC），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含PC的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的PC完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜；

将电容用50um厚度100目的金属铝网穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.8mm，通过收张卷进行张力整平后在表面浸涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝网两侧，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片。[0010] 其特征是：制备过程如下：

步骤1：制备浆料

将导电剂加入到低沸点溶剂中，在常规的行星式真空搅拌机中以500~4000rpm的高速分散搅拌5~60min后得到导电浆料，在此导电浆料中加入超级电容用活性炭继续高速分散使浆料混合均匀，将浆料温度冷却至10~25℃范围内再加入PTFE乳液高速搅拌5~30min，维持搅拌并将浆料加热至30~70℃，充分混和均匀30~300min即得到混合物浆料；

步骤2：干燥浆料

将混合后的浆料用常压鼓风干燥、真空干燥或离心干燥中的一种或两种以上的方式充分干燥，干燥温度50~120℃，得到粉状混合物；

步骤3：制备电极膜

将干燥后的粉状混合物加入高沸点溶剂中，在多功能搅拌器中低速30~120rpm分散搅拌得到泥团状物质，将此物质在高沸点溶剂蒸汽压饱和的气氛中经对辊机反复对辊碾压，得到一定厚度的柔韧性充分的电极，将此电极薄膜常规抽真空干燥，干燥温度100~180℃，充分干燥后用对辊机对辊至工艺厚度即得多孔柔性电极膜；

步骤4：制备柔性电极

将金属箔或多孔金属网表面利用喷涂或浸涂的方式单面或双面均匀涂覆一层超级电容用导电浆料，同时将上述电极膜与之通过对辊机进行辊压贴合，充分干燥后即得到柔性超级电容器电极。[0011] 其特征是：

步骤1中的PTFE乳液中的固含量质量分数为5~70%；

步骤1中混和活性性物质和导电剂的低沸点溶剂为无水乙醇或无水乙醇与去离子水的混合溶剂，其中混合溶剂中乙醇的含量不低于20%；

步骤1中导电剂为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维或碳纳米管等的一种或两种以上；步骤1中混合物浆料中的低沸点溶剂的含量为20%~80%；步骤3中分散混合物的溶剂为高沸点溶剂，为NMP、PC的一种或两种；步骤3中泥团状物质中高沸点溶剂的体积含量比为10%~60%；步骤3中干燥前电极膜的厚度与干燥后对辊的最终厚度（工艺厚度）比为1.10~1.03：1，亦即干燥后的电极对辊时的压缩比不高于10%；

步骤3中所成的干燥后的电极膜，PTFE的含量为1%~10%,导电剂的含量为0.5%~20%，

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活性物质含量为70%~98.5%；

步骤4中的集流体材质为铝、不锈钢、镍等，集流体厚度为5~40um，集流体网孔规格10~300目；

步骤4中的电极膜与金属集流体的复合后的厚度变化比不高于10%（复合前电极膜+集流体的总厚度：复合后电极膜+集流体的总厚度《1.1）。[0012] 其特征是：

将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的低沸点溶剂无水乙醇中，用行星式搅拌机以2000rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至80℃，使浆料中的无水乙醇挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含NMP的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的NMP完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜；

将电容用15um厚度的金属铝箔穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.41mm，通过收张卷进行张力整平后在表面喷涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝箔上，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片；

其特征是：

将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的含50%无水乙醇的去离子水中，用行星式搅拌机以2500rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至110℃，使浆料中的无水乙醇水溶液挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂碳酸丙烯酯（PC），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含PC的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的PC完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜

将电容用50um厚度100目的金属铝网穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.8mm，通过收张卷进行张力整平后在表面浸涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好

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的电极膜粘附于铝网两侧，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片。[0013] 本发明的有益效果：

本发明结合锂离子电池特别是扣式电池结构特点，针对负极结构进行改进，对电极的关键制约因素对症下药，有效提升了其电化学性能；

首先，采用低沸点溶剂对电极活性物质进行有效的分散，利用PTFE易于纤维化的特点，使活性物质表面完全覆盖纤维化PTFE，不同于粘接剂的粘接作用，PTFE利用纤维结构进行原材料的粘接，因此成型后的电极具有非常好的柔韧性和外形恢复能力。低沸点溶剂利于挥发和回收，可使活性物质在分散均匀的同时表面完美覆盖纤维化的PTFE；

其次，利用高沸点溶剂不易挥发的特点，将此溶剂与纤维化的原材料进行混合，可使活性物质颗粒之间均匀的包裹溶剂液滴，在对辊时ptfe再次纤维化并粘接牢固，微小液滴保持了内部结构的相对的蓬松稳定，从而在干燥后在电极物质之间形成相互贯通的微小空隙，保证了成品电极的孔隙率；

再次，此柔性电极膜通过导电胶与金属集流体进行固定，可以很方便的进行极耳的引出和成品电极的卷绕，为电极的实际应用铺平了道路。[0014] 最后此方法采用液体造孔的机理，可已通过调节高沸点溶剂的含量来控制电极孔隙率，使电极中存在我们需要的微孔、介孔以及中孔和大孔等，有效的保证了电解液的浸润，为离子的传输提供了丰富而快速的通道，对于传质过程成为瓶颈的较厚的电极而言，上述措施有效降低了电极的极化程度和阻抗。[0015] 说明书附图

图1为本发明中实施案例一的极片通过卷绕制得Φ8*13的电容，与常规电容对比的容量测试结果；

图2为本发明中实施案例一中极片的电容的自放电水平比较示意图。[0016] 具体实施方式：

实施案例一

将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的低沸点溶剂无水乙醇中，用行星式搅拌机以2000rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至80℃，使浆料中的无水乙醇挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含NMP的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的NMP完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜；

将电容用15um厚度的金属铝箔穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.41mm，

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通过收张卷进行张力整平后在表面喷涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝箔上，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片；

将实施案例一的极片通过卷绕制得Φ8*13的电容，与常规电容对比的容量测试结果如图二所示，容量提升达到30%左右；同时由于电极较厚，电容的自放电水平也有了很大的提高。

[0017] 实施案例二

将一份质量的superP导电剂加入到15份质量的含50%无水乙醇的去离子水中，用行星式搅拌机以2500rpm的高速分散30min形成均匀的导电浆料后加入8.4份质量的超级电容用活性炭YP50F，继续以同样的搅拌速度均匀搅拌60min后得到的含活性物质和导电剂的浆料，再加入一份质量的60%固含量的PTFE乳液，使活性物质：导电剂：ptfe的固体质量比为84%：10%：6%，再次进行高速分散10min后打开搅拌机的加热功能，使浆料温度升温至60℃，搅拌60min后待用；

将制得的浆料倾倒于平板加热盘中，置于真空干燥箱中，缓慢抽真空至-0.1MPa并加热至110℃，使浆料中的无水乙醇水溶液挥发完全，得到干燥的粉末状材料；

将此粉末状材料中加入1.3倍质量的高沸点溶剂碳酸丙烯酯（PC），用多功能搅拌器低速60rpm的速度剪辑搅拌至混合物呈团料状，将此团料用对辊机对辊并反复对折碾压，使ptfe再次纤维化，直至物料粘接牢固表面光滑后对辊至0.42mm厚度，形成含PC的电极膜片，将此膜片平铺于网状干燥盘中，抽真空180℃使电极中的PC完全去除，将干燥后的电极膜片用对辊机进行整平，对辊至0.4mm即得到合格的多孔柔性电极膜

将电容用50um厚度100目的金属铝网穿过对辊机辊轴的两辊缝隙，辊缝调节间距为0.8mm，通过收张卷进行张力整平后在表面浸涂一层电容用导电浆料Dag EB-012，将裁切好的电极膜粘附于铝网两侧，使两者通过对辊机辊缝进行复合碾压，复合后的电极进行加热干燥使导电浆料固固化即得到合格的多孔柔性电极片。

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说 明 书 附 图

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图1

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