[發(fā)明專利]固體陶瓷大功率電容電池制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110252560.2
• 申請(qǐng)日: 2011-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN102324297A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣龍友;李世鋒;李永麒;蔣志堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江世鋒新能源開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H01G4/12
• 分類號(hào): H01G4/12;H01G4/005
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 李德強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種能存儲(chǔ)巨大電能的固體陶瓷大功率電容電池，特別是一種該固體陶瓷大功率電容電池的制備方法。

背景技術(shù)

汽車新能源技術(shù)是高科技發(fā)展方向之一，由于現(xiàn)有的電能儲(chǔ)存技術(shù)非常薄弱，電動(dòng)車不能大量普遍推廣應(yīng)用，主要的瓶頸是電池問(wèn)題：一是鉛酸電池能量密度只有0.04~0.06kwh/kg，儲(chǔ)電量少、體積大、重量重，并存在嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題。二是鐵鋰電池費(fèi)用昂貴，一輛汽車需要8~10萬(wàn)元，性價(jià)比不高，鐵鋰電池能量密度為0.08~0.3?kwh/kg，一般170AH/kg，由于它的儲(chǔ)能過(guò)程是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，在充放電時(shí)不斷的進(jìn)行電能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)換，鋰離子在反復(fù)充放電時(shí)會(huì)從電極上流失，電極在化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)被腐蝕，造成使用壽命短，平均充放電在2000~3000次。由于電池容量低導(dǎo)致行駛距離短，充電不快需要大規(guī)模的充電站建立。而充電站不能隨便個(gè)人建立，普及電動(dòng)汽車難上加難，使電動(dòng)汽車的性能難以達(dá)到價(jià)廉物美的要求。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電容器技術(shù)發(fā)展到了固體大功率電容電池，不是一步登天的，而是逐步發(fā)展起來(lái)的，從普通電容器到電解電容器，從電能電容器到超級(jí)電容器，從超級(jí)電容器又發(fā)展電化學(xué)超容和超級(jí)平板電解電容器，電化學(xué)電容包括雙電層電容和法拉第準(zhǔn)電容器，電容量大了就是大功率電池。電化學(xué)超級(jí)電容可以做到≥5000F一個(gè)的容量，但它電壓很低體積很大。因?yàn)楸仨毑捎盟芤弘娊橘|(zhì)，夏季高溫漏電大，冬季結(jié)冰凝固損壞。超級(jí)電容可以大電流充放電，在上海世博會(huì)上成功的安裝在電動(dòng)大巴車上使用，但是電池體積十分龐大，充電后只能開幾公里至幾十公里，而且價(jià)格較高難以接受。立源的混合電容電池是目前最先進(jìn)的，但它是鋰電池和超容二者混合，價(jià)格沒(méi)有降低反而更貴，壽命也只是3000次。到目前為止所有市場(chǎng)的電池都是化學(xué)或半化學(xué)的電池。

中國(guó)專利01807047.7公開了一種鈦氧化膜的形成方法和鈦電解電容器，采用金屬鈦材和鈦酸酯來(lái)制造二氧化鈦介電層，在金屬鈦板涂覆鈦酸酯，經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)來(lái)制備二氧化鈦介電層，并用于制造大容量鈦電解電容器，其二氧化鈦介電層的制備太麻煩，需要多次的高溫?zé)Y(jié)才能得到500nm致密的二氧化鈦介電層。并介紹用水溶液來(lái)制備二氧化鈦大電容，漏電流很大，不成功。

中國(guó)專利02160476.2公開了拜耳發(fā)明的制備中性聚亞乙二氧基噻吩及其相應(yīng)物的方法，制備的導(dǎo)電聚合物由于具有很高的電導(dǎo)率，達(dá)到≥500S/cm，在電容器制造時(shí)替代液體電介質(zhì)，能明顯降低電容器的等效串聯(lián)內(nèi)阻。因此中國(guó)專利03154892.X公開了一種電解電容器及其制備方法，導(dǎo)電層及其制備方法和所述導(dǎo)電層的應(yīng)用，介紹了采用取代噻吩導(dǎo)電聚合物來(lái)制造性能優(yōu)異的全固體電容器，但聚合單體中3，4-亞乙基二氧噻吩非常穩(wěn)定，需要加入對(duì)甲苯磺酸鐵等氧化劑來(lái)催化聚合，由于對(duì)甲苯磺酸鐵不溶于聚合單體，需加入大量溶劑，多孔電極的孔徑很小，溶解的溶劑在后處理加熱揮發(fā)后，會(huì)使孔道留下很多空隙，降低電極的有效面積，因此需要一種不合溶劑，能本體聚合的導(dǎo)電聚合物。

中國(guó)專利200710165636.1公開了一種超級(jí)電容器及其制造方法，采用鋁、鋁箔片，銅、不銹鋼或鎳作為電極，需要使用液體電介質(zhì)，盡管容量很大，但也存在電介質(zhì)腐蝕和電容器等效串聯(lián)電阻較大的問(wèn)題，由于水溶電介液和有機(jī)電介質(zhì)的電導(dǎo)率很低，導(dǎo)致電容器的等效串聯(lián)電阻很大。在大電流充放電時(shí)就會(huì)很快發(fā)熱，影響使用壽命。

中國(guó)專利200910049029.8公開了一種大功率的超級(jí)電容動(dòng)力電池，能作為動(dòng)力電池的超級(jí)電容，采用鈦鋁合金40/60簿箔片用鹽酸腐蝕掉金屬鋁成分，制得高比表面積的多孔骨架，再在多孔骨架上制得二氧化鈦介電層。這樣其實(shí)不符合客觀規(guī)律，因?yàn)殁佷X合金40/60簿箔片就很難成功，鈦的溶點(diǎn)高至1680度，鋁的溶點(diǎn)很低，達(dá)到鈦的溶點(diǎn)時(shí)鋁燒光了，要制得40/60鈦鋁合金很難，鈦材中鋁越多硬度越高，高到脆化不可能制成鈦簿箔片，且要在鈦簿箔片上制得500nm金紅石二氧化鈦介電層更難上難，需要很多次高溫充氧形成，工藝指標(biāo)控制非常嚴(yán)格，難以產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)二氧化鈦的介電常數(shù)114雖然比氧化鋁的電解常數(shù)8.3的高，但作為動(dòng)力電池還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，介解常數(shù)越高，電子儲(chǔ)存量就越大。

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，許多生產(chǎn)廠家和有識(shí)之士都進(jìn)行了卓有成效地開發(fā)和研究，但至今尚未有合理的產(chǎn)品面世。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有大功率的超級(jí)電容動(dòng)力電池存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種電能存儲(chǔ)巨大、充電快、壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕、成本低、安全環(huán)保的固體陶瓷大功率電容電池制備方法，該電池可作為電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車、航天及國(guó)防領(lǐng)域的新動(dòng)力電池。