[發明專利]基于碳化椰殼的用于鋰離子電容器的陽極

有效

• 申請號: 201680008069.6
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN107207257B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: K·P·加德卡埃;R·S·卡達姆;A·F·胡斯特德
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01G11/06;H01G11/34;H01G11/38;H01G11/42;H01G11/44;H01G11/50
• 代理公司: 31100 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 項丹;徐鑫

1.一種鋰離子電容器中的陽極，所述陽極包含：

一種碳組合物，所述碳組合物包含：椰殼源的碳，其占85重量％至95重量％；導電碳，其占1重量％至10重量％；和粘合劑，其占3重量％至8重量％；和

導電基材，

其中，通過拉曼分析，椰殼源的碳組合物的無序化峰與石墨峰強度比率為1.40至1.85；通過元素分析，氫含量為0.01重量％至0.25重量％；氮含量為0.03重量％至0.55重量％；氧含量為0.01重量％至2重量％，

其中，所述椰殼源的碳通過包含如下步驟的方法來形成：在1200℃至1600℃的溫度下碳化椰殼粉。

2.如權利要求1所述的陽極，其中，所述碳化在惰性氣氛中進行0.5小時至5小時，并且所述方法還包括：將所形成的碳研磨成粉末。

3.如權利要求2所述的方法，其中，所述方法還包括：

用水性酸洗滌所形成的粉末；以及

在1000℃至1700℃下加熱經酸洗滌的粉末。

4.如權利要求1-3中任一項所述的陽極，其中：

所述椰殼源的碳占88重量％至92重量％；

所述導電碳占4重量％至7重量％；并且

所述粘合劑為PVDF，占4重量％至6重量％，并且分子量為300,000至1,000,000。

5.如權利要求1-3中任一項所述的陽極，其中，通過拉曼分析，椰殼源的碳組合物的無序化峰與石墨峰強度比率為1.48至1.8。

6.如權利要求1-3中任一項所述的陽極，其中，所述椰殼源的碳的氫含量為0.01重量％至0.24重量％；氮含量為0.04重量％至0.5重量％；氧含量為0.01重量％至1.9重量％。

7.如權利要求1-3中任一項所述的陽極，其中，所述椰殼源的碳具有1m²/g至100m²/g的低的表面積。

8.如權利要求1-3中任一項所述的陽極，其中，所述椰殼源的碳的粒度為1微米至30微米。

9.如權利要求1-3中任一項所述的陽極，其中，所述椰殼源的碳的粒度為2微米至7微米。

10.如權利要求1-3中任一項所述的陽極，其還包含涂覆在所述陽極的至少一部分上的鋰復合物粉末。

11.一種鋰離子電容器，其包含：

如權利要求1-3中任一項所述的陽極。

12.如權利要求11所述的鋰離子電容器，其中，所述陽極在1C至4000 C的高充電-放電率下操作。

13.如權利要求11所述的鋰離子電容器，其還包括：

電池，所述電池包含以下的堆疊體：

陽極，其在陽極的至少一部分上具有鋰復合物粉末；

隔膜；和

陰極,其包含經熱活化和KOH活化的小麥粉來源的碳、含氟聚合物和導電碳黑。

14.如權利要求11所述的鋰離子電容器，其中，電池的放電容量為60至120mAh/gm，最大能量密度為20至60Wh/l。

15.一種制造碳組合物的方法，所述方法包含：

在惰性氣氛中，在1000℃至1700℃下，第一次加熱椰殼粉，加熱0.5小時至5小時；

將所形成的碳研磨成粉末；

用水性酸洗滌所形成的粉末；以及

在1000℃至1700℃下第二次加熱經酸洗滌的粉末。

16.如權利要求15所述的方法，其中，所述第一次加熱和第二次加熱在1000℃至1600℃下加熱1至3小時完成。