[發(fā)明專利]一種混合電化學(xué)電容器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710017048.3
• 申請(qǐng)日: 2007-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN101165827A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李青海;吳曲勇;高影
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李青海;高影
• 主分類號(hào): H01G9/00
• 分類號(hào): H01G9/00;H01G9/04;H01G9/042;H01G9/035;H01M10/00;H01M4/02;H01M10/40;H01M14/00
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1.一種混合超級(jí)電容器，包括：正極電極片、負(fù)極電極片、多孔隔離膜和電解液；正極電極片包括正極活性物質(zhì)和正極集流體，正極電極片是按比例將正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑均勻混合成漿料后，涂覆于正極集流體上；負(fù)極電極片包括負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極集流體，負(fù)極電極片是按比例將負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑均勻混合成漿料后，涂覆于負(fù)極集流體上；其特征在于：

所述的正極活性物質(zhì)是鋰的過渡金屬化合物的一種或兩種以上的混合，其通式為LiMOy或/和LiQ(XO₄)z，通式中：M可以是Co、Mn、V、Ni；Q可以是Fe、Co、Mn、V；X可以是S、P、As、Mo；

所述的負(fù)極活性物質(zhì)選用多孔活性碳、碳黑、納米碳纖維、碳?xì)饽z、碳納米管、玻璃碳；

所述的正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量份比為70～95∶3～20∶2～10；

所述的負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量份比為70～95∶3～20∶2～10；

所述的電解液中：電解液鹽可以是六氟磷酸鋰(LiPF6)、高氯酸鋰(LiClO4)，有機(jī)硼酸酯鋰鹽，含氟有機(jī)鋰鹽；電解液溶劑可以是碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)等環(huán)狀酯、碳酸二甲酯(DMC)，碳酸二乙酯(DEC)等鏈狀酯，乙腈(AN)、丁內(nèi)酯(GBL)的一種或者上述它們的混合溶劑；其電解液濃度為0.5～5.0摩爾/升。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合超級(jí)電容器，其特征在于：所述的正極粘結(jié)劑和負(fù)極粘結(jié)劑選用聚四氟乙烯(PTFE)、均聚或共聚偏氟乙烯(PVDF)、改性聚丙烯酸及其酯類、丁苯橡膠、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉；所述的正極導(dǎo)電劑和負(fù)極導(dǎo)電劑選用：乙炔炭黑、導(dǎo)電碳纖維、導(dǎo)電石墨。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合超級(jí)電容器，其特征在于：所述的正極集流體和負(fù)極集流體選用：鋁箔、鋁網(wǎng)、銅箔、銅網(wǎng)、泡沫鎳、鎳箔或鎳網(wǎng)，正極集流體和負(fù)極集流體可選擇同一種集流體，也可以選擇不同的集流體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的混合超級(jí)電容器，其特征在于：所述的多孔隔離膜選用：聚乙烯膜、聚丙烯膜或它們的改性聚合物，或者無紡布或纖維素。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合超級(jí)電容器，其特征在于：所述的電解液的濃度為1～1.5摩爾/升。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合超級(jí)電容器，其特征在于：所述的正極電極片、負(fù)極電極片、多孔隔離膜卷繞成卷芯裝入電容器殼體中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5或6所述的混合超級(jí)電容器，其特征在于：

所述的正極活性物質(zhì)為錳酸鋰(LiMn₂O₄)，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(PVDF)，導(dǎo)電劑為乙炔碳黑，其正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量份比為90∶5∶5；制作正極漿料時(shí)，先將5重量份的聚偏氟乙烯(PVDF)溶解于50重量份的氮-甲基吡咯烷酮(NMP)中，然后再將90重量份的錳酸鋰(LiMn₂O₄)、5重量份的乙炔碳黑與其進(jìn)行混合、攪拌、分散制成均勻正極漿料；

所述的負(fù)極活性物質(zhì)為多孔活性碳，粘結(jié)劑為聚丙烯酸及其衍生酯，導(dǎo)電劑為乙炔碳黑，其負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量份比為90∶5∶5；制作負(fù)極漿料時(shí)，先將5重量份的聚丙烯酸及其衍生酯溶解于300重量份的水中，然后再將90重量份的多孔活性碳、5重量份的乙炔碳黑與其進(jìn)行混合、攪拌、分散制成均勻負(fù)極漿料；

所述的電解液中，電解液鹽選用六氟磷酸鋰(LiPF₆)；電解液溶劑選用碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合溶劑，其中：碳酸乙烯酯(EC)與碳酸丙烯酯(PC)的重量比為1∶1，電解液的濃度為1.0mol/L。

8.一種制造權(quán)利要求1～7所述的混合超級(jí)電容器的方法，其特征在于包括：

a.將正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑按照所述的重量份比混合、攪拌、分散成均勻漿料；

b.將負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑按照所述的重量份比混合、攪拌、分散成均勻漿料；

c.在正極集流體上流延涂覆制成正極電極片；

d.在負(fù)極集流體上流延涂覆制成負(fù)極電極片；

e.將步驟c和步驟d制成的正極電極片和負(fù)極電極片用壓片機(jī)壓制至常規(guī)的壓實(shí)密度；正極電極片壓實(shí)密度為2.0～5.0克/厘米³，負(fù)極電極片壓實(shí)密度為0.5～0.8克/厘米³；

f.分切步驟e制成的正極電極片和負(fù)極電極片；

g.分切多孔隔離膜；

h.將步驟f制成的正極電極片和負(fù)極電極片、步驟g制成的多孔隔離膜組裝在一起；

i.加入電解液；

j.封裝制成混合超級(jí)電容器。