[實用新型]一種復合極片制造的電容電池

有效

• 申請號: 201420450901.6
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN204045667U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 徐敖奎
• 申請（專利權）人: 徐敖奎
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01G11/34
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 韓洪

【技術領域】

本實用新型涉及電化學儲能電池的技術領域，特別是復合極片制造的電容電池的技術領域。

【背景技術】

石化資源的日益緊張和環境污染的日趨嚴重是人類生存面臨的嚴峻挑戰，新能源領域受到人們越來越多的重視。鋰離子電池以其高比能量越來越得到各領域的廣泛使用，但其功率密度有限，循環壽命還不能滿足電動汽車等某些領域的要求。超級電容器和鋰離子電池在性能上正好形成互補，使用壽命可達數萬次以上，功率密度是鋰離子電池的上百倍，但能量密度卻很低。所以超級電容器只在特定的領域才有需求。

將鋰離子電池的高能量密度的優勢和超級電容器高功率密度和超長壽命的優勢結合在一起，是動力電源系統最近研究的重點。

目前鋰離子電池和超級電容器人們嘗試著兩部結合的方法，一種是外部結合，就是把若干鋰離子電池單體和若干超級電容器單體能過管理系統組裝在一個電源系統里，起到一定的互補作用，但此舉并沒從根本上解決各自的缺陷。另一種則是內聯式，發明人分別把鋰離子電池正極的活性物質和超級電容器正極的活性物質通過導電劑，粘合劑，溶劑配成漿料涂布在正極基材上，把鋰離子電池負極的活性物質和超級電容器負極的活性物質通過導電劑，粘合劑，溶劑配成漿料涂布在負極基材上，再按鋰離子電池的正常工藝做成所謂的超級電容電池，但是如此做成的東西最終本質上還是鋰離子電池，功率密度和循環壽命仍然有限。

目前，超級電容電池極片制備一般采用把鋰離子電池電極材料和超級電容器材料通過簡單混合或復合制漿涂布在集流體上，然后再組裝成超級電池電芯。然而，鋰離子電池電極材料與超級電容器電極材料存在很大差別，在制漿過程中對粘合劑、溶劑、導電劑等在技術和工藝上的要求差異較大，如果簡單的把這兩種材料混合或者復合配料制漿則存在電極材料在溶劑中分散困難，涂布參數難以控制、電極材料與集流體粘結差等問題。

【實用新型內容】

本實用新型的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種復合極片制造的電容電池，能夠使兩種儲能元件充放電壓統一，解決了由于電池材料和電容器材料的物理化學性質不同而帶來的極片制備困難和涂覆困難的問題，真正實現了將鋰離子電池和超級電容器的內聯，提高了活性物質的利用率，進而提高電容電池綜合性能的發揮。

為實現上述目的，本實用新型提出了一種復合極片制造的電容電池，包括外殼、復合正極片、復合負極片、隔膜和電解質，所述復合正極片包括正極基片、電容正極材料層和電池正極材料層，所述復合負極片包括負極基片、電容負極材料層和電池負極材料層，所述復合正極片按照如下順序疊放：電池正極材料層、正極基片、電容正極材料層；所述復合負極片按照如下順序疊放：電容負極材料層、負極基片、電池負極材料層。

作為優選，疊放層按照如下順序疊放：復合正極片、隔膜、復合負極片、隔膜。

作為優選，所述正極基片上設有正極耳，多層正極耳與正極基片焊接連接，所述負極基片上設有負極耳，多層負極耳與負極基片焊接連接。

作為優選，所述正極基片上設有正極耳，多層正極耳與正極基片為一體結構，所述負極基片上設有負極耳，多層負極耳與負極基片為一體結構。

作為優選，所述正極基片的厚度是16—40um，負極基片的厚度是16—40um，正極基片和負極基片的材料都是鋁箔。

作為優選，電池正極材料層的厚度是10—300um，電池負極材料層的厚度是10—300um；電容正極材料層和電容負極材料層的材料都是活性炭。

本實用新型的有益效果：本實用新型通過改進實現了內聯鋰電池和超級電容電池，在現有正極片的正極基片一面涂布錳酸鋰作為電池正極材料層，另一面涂布活性炭作為電容正極材料層，在現有的負極片的負極基片的一面涂布鈦酸鋰作為電池負極材料層，另一面涂布活性炭作為電容負極材料層。將鋰離子電池和超級電容器進行內聯完全結合了起來，在性能上互補，將高功率密度和超長壽命的優勢結合在一起，并且減少了鋰離子電容電池的體積，使成本大大降低，復合正極片和復合負極片制作簡單、效率高。

本實用新型的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。

【附圖說明】

圖1是本實用新型一種復合極片制造的電容電池的復合正極片的剖面圖；

圖2是本實用新型一種復合極片制造的電容電池的復合負極片的剖面圖；

圖3是本實用新型一種復合極片制造的電容電池的疊放層的示意圖；

圖4是實施例1的復合電芯卷繞后剖面圖；

圖5是實施例1的示意圖；

圖6是實施例2的示意圖。