用于超级电容器的粘结剂性能研究

李 喆，杨少华，赵 平

(沈阳理工大学 环境与化学工程学院，沈阳 110159)

目前，随着全球化的石油和煤炭等主要一次能源资源的日益减少，以及传统能源利用过程中带来的环境污染问题的恶化，新型的清洁能源和储能器件正在被广泛研究。20世纪七八十年代发展起来的超级电容器是一种新型的储能器件，与传统电容相比其能量密度高，与蓄电池相比它功的率密度高[1-3]。超级电容器主要由活性物质、导电剂、粘结剂、集流体、电解液和隔膜几个部分组成。其中粘结剂的主要作用是连接活性物质、导电剂和集流体[4]。使其成为一个整体的电极片而不是分散的几个部分。粘结剂的成分将直接影响电极片的粘结强度和柔韧性，并进一步影响超级电容器的整体性能。为了研究粘结剂对超级电容器性能的影响，本文采用活性炭作为电极活性物质，以碳纳米管为导电剂，组装成纽扣式超级电容器，测试了样品的比电容、循环性能、倍率性能、功率密度和能量密度。通过调整粘结剂的成分及含量，分析其对超级电容器整体性能的影响。

1 实验

1.1 电极制备

采用新疆石河子天富科技有限责任公司生产的活性炭作为电极材料中的活性物质，碳纳米管(CNTs)作为导电剂，上海三爱富公司生产的FR301B型聚四氟乙烯(PTFE)和深圳威斯当光电科技有限公司生产的聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂。聚四氟乙烯分散液质量明细如表1所示，聚偏氟乙烯固体质量明细如表2所示。实验先称量一定质量的活性炭和碳纳米管，将其加入到60wt%的PTFE乳液和用适量的N-甲基吡咯烷酮溶解PVDF中，使得活性炭、导电剂和粘结剂的质量比为预设比例。……