鋁箔腐蝕工藝與雙電層電容器電化學(xué)性能的研究.pdf

1、雙電層電容器(Electrical Doube-Layer Capacitor，EDLC)，又叫超級(jí)電容器(Supercapacitors)，它以離子吸附的形式來儲(chǔ)存電能。雙電層電容器具有良好的功率特性、超長的循環(huán)使用壽命、快速充放電能力和清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，而具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如作為電源用于相機(jī)、筆記本、手機(jī)、備用電源及動(dòng)力汽車等。目前，對(duì)于雙電層電容器的研究主要集中于電極材料的活性炭制備，對(duì)鋁箔集流體的腐蝕研究尚且不多，本文主要對(duì)鋁

2、箔腐蝕對(duì)雙電層電容器性能影響進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)通過研究不同的活性炭、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、載炭量及炭漿料的攪拌方式對(duì)雙電層電容器性能的影響，確定制備雙電層電容器的最佳工藝條件，并在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕條件不同時(shí)，腐蝕的鋁箔對(duì)雙電層電容器電化學(xué)性能的影響，從而確定最佳的鋁箔腐蝕工藝條件。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1)研究炭漿料的攪拌方式對(duì)雙電層電容器電極分散性的影響。確定最佳的攪拌工藝為:采用真空攪拌、分散砂磨機(jī)和高

3、剪切分散乳化機(jī)結(jié)合攪拌電極漿料，用真空攪拌機(jī)將粘結(jié)劑攪拌0.5h，直至粘結(jié)劑混合均勻，加入活性炭和導(dǎo)電炭黑，繼續(xù)用真空攪拌機(jī)攪拌3h，再用分散砂磨機(jī)攪拌電極漿料0.5h，然后用高剪切分散乳化機(jī)攪拌電極漿料0.5h，最后真空攪拌電極漿料1h。
　　 2)研究活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、載炭量對(duì)雙電層電容器電化學(xué)性能的影響。確定最佳的工藝條件為:外比表面積為212.05m2/g，中孔孔容為0.183cm3/g的活性炭、質(zhì)量百分比分別為

4、0.8％的CMC和7％的PTFE作為粘結(jié)劑、導(dǎo)電炭黑作為電極材料最為合適，涂布厚度為100μm。
　　 3)研究電化學(xué)腐蝕過程中，腐蝕的電流密度、腐蝕溫度、腐蝕時(shí)間和腐蝕液中Cl-/SO42-摩爾濃度比對(duì)鋁箔腐蝕的電化學(xué)性能影響。確定電化學(xué)腐蝕的最佳工藝為:腐蝕電流密度為75mA/cm2，腐蝕溫度為75℃，腐蝕時(shí)間為60s，Cl-/SO42-摩爾濃度比3∶1，以此工藝腐蝕得到的鋁箔為集流體，EDLC的比電容為155.5F/g，等

5、效串聯(lián)電阻為1.1Ω，能量密度為7.53W·h/kg，功率密度為16.57kW/kg，循環(huán)性能穩(wěn)定。
　　 4)研究化學(xué)腐蝕過程中，腐蝕時(shí)間、腐蝕溫度和Cl-/SO42-摩爾濃度比對(duì)鋁箔腐蝕的電化學(xué)性能影響。確定最佳的化學(xué)腐蝕工藝:腐蝕時(shí)間為100s、腐蝕溫度為80℃、Cl-/SO42-摩爾濃度比為3∶1，以此工藝腐蝕得到的鋁箔為集流體，EDLC的比電容為168.3F/g，等效串聯(lián)電阻為0.9Ω，能量密度為8.16W·h/kg，