[发明专利]一种用于柔性固态超级电容器的集流体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于柔性固态超级电容器的集流体及其制备方法，属于超级电容器技术领域。 

背景技术

超级电容器在汽车上的应用，满足了汽车的启动加速、爬坡、能量回收等要求，同时延长了电池的使用寿命，获得了广泛关注。然而，目前工业化应用的超级电容器大都采用液体电解液，水系电解液因受水的分解电压限制，其工作电压较低，有机电解液又有泄漏引起的安全问题，因此，充分利用聚合物材料的轻质、易加工、分子结构可设计性强的特点，开发柔性固态超级电容器，是车用储能器件的理想选择。

目前，已经有大量工作集中于将聚合物应用于柔性固态超级电容器体系，并取得很大进展。作为一种不同于常规液态储能体系，选择一种合适的集流方式，降低体系电阻的同时，提高器件的安全性，是柔性固态储能器件的一个需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于柔性固态超级电容器的集流体及其制备方法，针对柔性固态超级电容器的集流体，碳纤维一方面提供导电通路。 

本发明技术方案是这样实现的：一种用于柔性固态超级电容器的集流体及其制备方法，集流体由碳纤维布、导电粘结剂组成，其特征在于制备方法如下：将碳纳米纤维及石墨经其质量的1～8%的硅烷偶联剂修饰后，按照质量份数80～98份的聚合物，1～10份的碳纳米纤维，1～10份的导电碳黑的组分比例在溶剂中分散均匀，制成导电粘结剂；利用真空镀膜机或磁控溅射仪在碳纤维布表面镀上50～800nm的金属层，置于电极上，将导电粘结剂刮涂在纤维布上，层压固化，得到柔性固态超级电容器集流体。

所述的金属层为利用真空镀膜机或磁控溅射仪在碳纤维布表面镀上一层镍或铝金属层。

所述的聚合物与用于汽车内饰件的聚合物具有相同或相似的分子结构，聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、ABS树脂。

本发明的积极效果是针对柔性固态超级电容器的集流体，碳纤维一方面提供导电通路，并能起到增强作用，降低体系电阻的同时，提高了器件的安全性。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行具体描述，所述的实施例只是对本发明的权利要求的具体描述，权利要求包括但不限于所述的实施例内容。 

实施例1：

将10份聚丙烯在二甲苯中，机械搅拌4小时，得到聚合物溶液；将经0.03份的KH550修饰的0.6份的碳纳米纤维、经0.03份的KH550修饰的0.6份的石墨在二甲苯中，机械搅拌4小时，与聚合物溶液混合，得到集流体浆料；将浆料刮涂到碳纤维上，层压固化， 80℃真空干燥至恒重，得到集流体。 

实施例2：

将10份聚对苯二甲酸乙二醇酯在甲酸中，机械搅拌4小时，得到聚合物溶液；将经0.04份的KH550修饰的0.6份的碳纳米纤维、经0.04份KH550修饰的0.5份的石墨在甲酸中，机械搅拌4小时，与聚合物溶液混合，得到集流体浆料；将浆料刮涂到碳纤维上，层压固化， 70℃真空干燥至恒重，得到集流体。 

实施例3：

    将30份聚丙烯在二甲苯中，机械搅拌4小时，得到聚合物溶液；将经0.12份的KH550修饰的1.8份的碳纳米纤维、经0.12份的KH550修饰的1.8份的石墨在二甲苯中，机械搅拌4小时，与聚合物溶液混合，得到集流体浆料；将碳纤维布置于一个电极上，浆料刮涂到碳纤维上，另一个相同电极置于浆料上，层压固化，真空烘箱中80℃干燥至恒重，得到多电芯的柔性固态超级电容器集流体。