鋁箔腐蝕工藝與雙電層電容器電化學性能的研究.pdf

1、雙電層電容器(Electrical Doube-Layer Capacitor，EDLC)，又叫超級電容器(Supercapacitors)，它以離子吸附的形式來儲存電能。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，而具有廣泛的應用領(lǐng)域，如作為電源用于相機、筆記本、手機、備用電源及動力汽車等。目前，對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，對鋁箔集流體的腐蝕研究尚且不多，本文主要對鋁

2、箔腐蝕對雙電層電容器性能影響進行研究。實驗通過研究不同的活性炭、粘結(jié)劑、導電劑、載炭量及炭漿料的攪拌方式對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，重點研究電化學腐蝕和化學腐蝕條件不同時，腐蝕的鋁箔對雙電層電容器電化學性能的影響，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、分散砂磨機和高

3、剪切分散乳化機結(jié)合攪拌電極漿料，用真空攪拌機將粘結(jié)劑攪拌0.5h，直至粘結(jié)劑混合均勻，加入活性炭和導電炭黑，繼續(xù)用真空攪拌機攪拌3h，再用分散砂磨機攪拌電極漿料0.5h，然后用高剪切分散乳化機攪拌電極漿料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、導電劑、載炭量對雙電層電容器電化學性能的影響。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)研究電化學腐蝕過程中，腐蝕的電流密度、腐蝕溫度、腐蝕時間和腐蝕液中Cl-/SO42-摩爾濃度比對鋁箔腐蝕的電化學性能影響。確定電化學腐蝕的最佳工藝為: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)研究化學腐蝕過程中，腐蝕時間、腐蝕溫度和Cl-/SO42-摩爾濃度比對鋁箔腐蝕的電化學性能影響。確定最佳的化學腐蝕工藝:腐蝕時間為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，