[發(fā)明專利]制造鋰離子電容器的方法以及利用其制造的鋰離子電容器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110141359.7
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102385991A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李相均;趙智星;金倍均;閔泓錫;崔東赫
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電機(jī)株式會社
• 主分類號: H01G9/00
• 分類號: H01G9/00;H01G9/02;H01G9/04
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;李丙林

相關(guān)申請的引用?

本申請要求在35U.S.C?Section[120，119，119(e)]下于2010年8月31日提交的題為“METHOD?OF?MANUFACTURING?LITHIUM?ION?CAPACITOR?AND?LITHIUM?ION?CAPACITOR?MANUFACTURED?USING?THE?SAME”的韓國專利申請系列第10-2010-0084820號的權(quán)益，由此將其全部內(nèi)容以引用方式結(jié)合于本申請中。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電容器，更具體地，涉及一種制造鋰離子電容器的方法以及使用該方法制造的鋰離子電容器，在該方法中，負(fù)極(陰極，anode)的鋰離子預(yù)摻雜工藝?yán)镁哂性O(shè)置在其一個表面上的鋰薄膜的隔膜來進(jìn)行。?

背景技術(shù)

通常，電化學(xué)能量存儲裝置是最終產(chǎn)品的核心部件，其基本上被用于移動信息通信裝置、和移動電子裝置中。此外，電化學(xué)能量存儲裝置將被可靠地用作可用于未來電動車輛、移動電子終端等的可再生能量系統(tǒng)中的高質(zhì)量能量源。?

在電化學(xué)能量存儲裝置中，電化學(xué)電容器可以被分類為利用電雙層理論的雙電荷層電容器和利用電化學(xué)氧化-還原反應(yīng)的混合超級電容器。?

這里，雖然雙電荷層電容器被廣泛用于其中需要高輸出能量特性的領(lǐng)域，但是雙電荷層電容器具有諸如小容量等問題。另一方面，對混合超級電容器進(jìn)行了積極的研究以改善雙電荷層電容器的容量特性。?

特別地，在混合超級電容器中，鋰離子電容器(LIC)具有摻雜有鋰離子的負(fù)極以具有雙電荷層電容器的三至四倍的充電容量，提供較大的能量密度。?

這里，在用鋰離子預(yù)摻雜負(fù)極的過程中，鋰金屬膜設(shè)置在電極單元的最上層和最下層上，然后，電極單元浸沒在電解質(zhì)中。同時，由于鋰膜設(shè)置在電極單元的兩端，因此鋰離子可以非均勻地?fù)诫s至層壓的負(fù)極。此外，由于鋰金屬膜可以在預(yù)摻雜工藝后保留，因此鋰金屬可以在鋰離子電容器的操作過程中脫嵌從而降低鋰離子電容器的可靠性。?

而且，由于需要約20天直到鋰離子均勻地?fù)诫s至設(shè)置在電極單元中的負(fù)極，因此難以將該工藝用于大規(guī)模生產(chǎn)。即，雖然鋰離子電容器需要對負(fù)極進(jìn)行預(yù)摻雜工藝以改善容量特性，但是鋰離子電容器的可靠性可能由于對負(fù)極的預(yù)摻雜工藝而降低或者難以將該工藝用于大規(guī)模生產(chǎn)。?

因此，為了將具有高容量的鋰離子電容器用于大規(guī)模生產(chǎn)，需要一種能夠均勻且快速地將鋰離子摻雜至負(fù)極的新型負(fù)極預(yù)摻雜工藝(方法)。?

發(fā)明內(nèi)容

已經(jīng)發(fā)明了本發(fā)明，以便克服上述問題，因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種制造鋰離子電容器的方法以及使用該方法制造的鋰離子電容器，該方法包括利用具有設(shè)置在其一個表面上的鋰膜的隔膜來對負(fù)極進(jìn)行鋰離子預(yù)摻雜工藝。?

根據(jù)用來實(shí)現(xiàn)所述目的的本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造鋰離子電容器的方法，包括：在隔膜的一個表面上形成鋰薄膜；使該鋰薄膜與負(fù)極接觸，并且利用置于其間的隔膜交替設(shè)置負(fù)極和正極(cathode)以形成電極單元；以及將該電極單元和電解質(zhì)封入到殼體中，并將鋰離子從鋰薄膜預(yù)摻雜至負(fù)極中。?

這里，負(fù)極可以包括負(fù)極集電體和設(shè)置在負(fù)極集電體的一個表面上的負(fù)極活性物質(zhì)層。?

此外，在使鋰薄膜與負(fù)極接觸并且利用置于其間的隔膜交替設(shè)置負(fù)極和正極以形成電極單元中，可以使負(fù)極集電體與鋰薄膜接觸。?

而且，負(fù)極集電體可以具有有多個通孔的網(wǎng)孔型。?

此外，正極可以包括正極集電體和設(shè)置在正極集電體的兩個表面上的正極活性物質(zhì)層。?

此外，正極集電體可以具有沒有孔的薄片形狀。?

而且，鋰薄膜可以具有1至10μm的厚度范圍。?

此外，在隔膜的一個表面上形成鋰薄膜中，鋰薄膜可以通過真空氣相沉積法形成。

根據(jù)用來實(shí)現(xiàn)所述目的的本發(fā)明的一個方面，提供了一種鋰離子電容器，包括：利用置于其間的隔膜交替設(shè)置的正極和負(fù)極，其中所述正極包括沒有孔的正極集電體和設(shè)置在正極集電體的兩個表面上的正極活性物質(zhì)層，而負(fù)極包括負(fù)極集電體和設(shè)置在負(fù)極集電體的一個表面上的負(fù)極活性物質(zhì)層。?

這里，負(fù)極活性物質(zhì)層可以摻雜有鋰離子。?

此外，負(fù)極活性物質(zhì)層可以包括天然石墨、合成石墨(人造石墨)、石墨碳纖維、非石墨碳、和碳納米管中的至少一種。?

此外，負(fù)極活性物質(zhì)層可以包括活性炭。?

附圖說明