專利名稱：一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，屬于超級(jí)電容器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超級(jí)電容器具有功率密度大、大充放電倍率、循環(huán)壽命長(zhǎng)、耐溫性好、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，與燃料電池、鋰離子電池以及鎳氫電池等組合成復(fù)合電源，滿足汽車的啟動(dòng)加速、爬坡、能量回收等要求的同時(shí)，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。目前工業(yè)化應(yīng)用的超級(jí)電容器大都采用液體電解液，電解液存在泄漏引起的安全問(wèn)題，而應(yīng)用固態(tài)電解質(zhì)隔膜的固態(tài)超級(jí)電容器，具有較高的安全性。聚合物由于其分子鏈結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性，易加工，好的柔韌性，成為固態(tài)電解質(zhì)隔膜的首選。公開號(hào)為CN 101354964 A的中國(guó)專利報(bào)道了一種用于電容器的聚合物復(fù)合膜，膜中的稀土催化材料對(duì)氫氣和氧氣具有催化作用，減小了氣體帶來(lái)的問(wèn)題；公開號(hào)為CN 1553462A的中國(guó)專利報(bào)道了一種采用濕法造紙的方法制備的隔膜，增強(qiáng)纖維的加入改善了膜的強(qiáng)度；汽車的低碳化途徑除了改進(jìn)優(yōu)化傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)效率外，還大力開發(fā)基于儲(chǔ)能單元的節(jié)能及新能源汽車，而目前使用的電池不但重量大而且體積大，給汽車的輕量化及裝配設(shè)計(jì)帶來(lái)很多問(wèn)題。公開號(hào)為CN 1428356 A的中國(guó)專利報(bào)道了一種以聚乙烯醇加入氫氧化鉀和水制成固態(tài)聚合物電解質(zhì)，加入玻璃纖維提高聚合物電解質(zhì)強(qiáng)度，降低了電池等儲(chǔ)能器件的重量。應(yīng)用結(jié)構(gòu)功能一體化材料，開發(fā)可與汽車部件集成一體化設(shè)計(jì)的新型儲(chǔ)能器件，是汽車用儲(chǔ)能器件未來(lái)發(fā)展的重要方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，纖維布作為支撐體，可以提高柔性超級(jí)電容器的強(qiáng)度，利于與汽車內(nèi)飾件一體化設(shè)計(jì)，聚合物電解質(zhì)提供載流離子，滿足器件的儲(chǔ)能功能。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，隔膜由纖維支撐體和聚合物電解質(zhì)，聚合物電解質(zhì)由聚合物基體、電解質(zhì)以及添加劑組成，其特征在于制備方法如下將聚合物電解質(zhì)、添加劑按照質(zhì)量比，混合均勻制成聚合物電解質(zhì)漿料；將聚合物電解質(zhì)漿料利用刮涂法涂覆到纖維布上，干燥，得到柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜，厚度為30 120um ；所述的聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量份數(shù)組成為70 85份的聚合物基體，15 20份的電解質(zhì)，1 5份的添加劑。所述聚合物為聚氧乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚乙二醇二甲醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚酰亞胺、聚硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯一六氟丙烯中的一種或幾種。所述的電解質(zhì)為四氟硼酸四乙基銨、硫酸鋰、硫酸銨、高氯酸鋰、六氟磷鋰、三氟甲基磺酸鋰中的一種。所述的纖維布為玻璃纖維布、玄武巖纖維布、麻纖維布、尼龍纖維布、聚酯纖維布中的一種；上述用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜制備過(guò)程中，所述添加劑包括納米二氧化硅、納米二氧化鈦、鈦酸鋇、納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、氧化鎂、納米粘土中的一種。本發(fā)明的積極效果是結(jié)合新能源及節(jié)能汽車用儲(chǔ)能器件發(fā)展特點(diǎn)，針對(duì)柔性固態(tài)超級(jí)電容器的關(guān)鍵組成部件，選取纖維布作為支撐體，與附著的聚合物電解質(zhì)形成結(jié)構(gòu)功能一體化隔膜，降低儲(chǔ)能單元重量，提高了柔性固態(tài)超級(jí)電容器承受外力的能力，利于汽車內(nèi)飾件/儲(chǔ)能單元一體化設(shè)計(jì)，節(jié)省新能源汽車裝配空間，安全環(huán)保。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述，實(shí)施例為進(jìn)一步闡明本發(fā)明的特點(diǎn)，不等同于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員依照本發(fā)明進(jìn)行的更改，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。實(shí)施例1
將8份的聚氧乙烯在乙腈中機(jī)械攪拌1小時(shí)，加入1. 5份六氟磷鋰、0. 5份納米三氧化二鋁，攪拌4小時(shí)，制成聚合物電解質(zhì)漿料；利用刮涂法將聚合物電解質(zhì)涂覆到裁切好的玻璃纖維布上，干燥，得到柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜，厚度為45um。實(shí)施例2:
將7份聚乙烯醇和1. 3份的聚丙烯酸在去離子水中95°C加熱，機(jī)械攪拌2小時(shí)，加入1. 5份硫酸銨、0. 2份氧化石墨烯，攪拌4小時(shí)，制成聚合物電解質(zhì)漿料；利用刮涂法將聚合物電解質(zhì)涂覆到裁切好的聚酯纖維布上，干燥，得到柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜，厚度為 80umo實(shí)施例3:
將7. 5份的聚氧乙烯在乙腈中機(jī)械攪拌1小時(shí)，得到聚合物溶液；將2份六氟磷鋰、0. 5 份鈦酸鋇在乙腈中攪拌2小時(shí)，制成聚合物電解質(zhì)漿料；利用刮涂法將聚合物電解質(zhì)涂覆到裁切好的玄武巖纖維布上，干燥，得到柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜，厚度為40um。實(shí)施例4:
將8份聚乙二醇在去離子水中攪拌1小時(shí)，加入1. 5份四氟硼酸四乙基銨，0. 5份納米二氧化鈦，攪拌小時(shí)，制成聚合物電解質(zhì)漿料；利用刮涂法將聚合物電解質(zhì)涂覆到裁切好的尼龍纖維布上，干燥，得到柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜，厚度為50um。實(shí)施例5:
將7. 5份聚偏氟乙烯在N-甲基吡咯烷酮攪拌2小時(shí)，加入1. 5份的四氟硼酸四乙基銨， 0. 5份納米二氧化鈦，機(jī)械攪拌4小時(shí)，制成聚合物電解質(zhì)漿料；利用刮涂法將聚合物電解質(zhì)涂覆到裁切好的玻璃纖維布上，干燥，得到柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜，厚度為60·。
權(quán)利要求
1.一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，隔膜由纖維支撐體和聚合物電解質(zhì)，聚合物電解質(zhì)由聚合物基體、電解質(zhì)以及添加劑組成，其特征在于將聚合物、電解質(zhì)、添加劑按照質(zhì)量比，混合均勻制成聚合物電解質(zhì)漿料；將聚合物電解質(zhì)漿料利用刮涂法涂覆到纖維布上，干燥，得到柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜，厚度為30 120um ；所述的聚合物電解質(zhì)組成按質(zhì)量份數(shù)為70 85份的聚合物基體，15 20份的電解質(zhì)，1 5份的添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，其特征在于所述的聚合物為聚氧乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚乙二醇二甲醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚酰亞胺、聚硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯一六氟丙烯中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，其特征在于所述的電解質(zhì)為四氟硼酸四乙基銨、硫酸鋰、硫酸銨、高氯酸鋰、六氟磷鋰、三氟甲基磺酸鋰中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，其特征在于所述的纖維布為玻璃纖維布、玄武巖纖維布、麻纖維布、尼龍纖維布、聚酯纖維布中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，其特征在于所述的添加劑包括納米二氧化硅、納米二氧化鈦、鈦酸鋇、納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、氧化鎂、納米粘土中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于柔性固態(tài)超級(jí)電容器的隔膜及其制備方法，隔膜由纖維支撐體和聚合物電解質(zhì)，聚合物電解質(zhì)由聚合物基體、電解質(zhì)以及添加劑組成，其特征在于將聚合物、電解質(zhì)、添加劑按照質(zhì)量比，混合均勻制成聚合物電解質(zhì)漿料；將聚合物電解質(zhì)漿料利用刮涂法涂覆到纖維布上，干燥，得到柔性固態(tài)超級(jí)電容器隔膜，厚度為30～120um；其纖維布作為支撐體，與附著的聚合物電解質(zhì)形成結(jié)構(gòu)功能一體化隔膜，降低儲(chǔ)能單元重量，可以提高柔性超級(jí)電容器的強(qiáng)度，利于與汽車內(nèi)飾件一體化設(shè)計(jì)，聚合物電解質(zhì)提供載流離子，滿足器件的儲(chǔ)能功能，節(jié)省新能源汽車裝配空間，安全環(huán)保。
文檔編號(hào)H01G9/02GK102360950SQ20111027116
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者姜濤, 安宇鵬, 張克金, 王丹, 王金興, 米新艷, 榮常如, 許德超, 魏曉川 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車股份有限公司