[實用新型]高性能鋰電容單體及鋰電容組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720721282.3
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN207068678U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華
• 申請（專利權(quán)）人: 凌容新能源科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01G11/06
• 分類號: H01G11/06;H01G11/26;H01G11/50
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)31218
• 代理人: 翟羽,高翠花

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鋰電容領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能鋰電容單體及鋰電容組件。

背景技術(shù)

超級電容器，又稱“電化學(xué)電容器”，是一種鑒于傳統(tǒng)物理電容和化學(xué)電池之間的新型二次化學(xué)電源儲能裝置，同時具有電解電容的功率特性和電池的能量儲能優(yōu)勢。此外，相對于傳統(tǒng)電容和電池，超容顯著優(yōu)勢還包括長循環(huán)壽命(可達(dá)100萬次以上)、更寬的使用溫度區(qū)間(-40～70℃)以及更高的安全性和可靠性，在家庭、工業(yè)、交通和軍事等領(lǐng)域用途廣泛。

與鋰離子電池相比，超級電容器最大的瓶頸在于能量密度較低。為此，日本人首先提出了“鋰離子電容器”概念，該項技術(shù)以富士重工為代表，其基本技術(shù)思路是預(yù)先將鋰離子通過“短接”方式引入到以硬碳為代表的碳材料中(即預(yù)嵌鋰技術(shù))，實現(xiàn)能量的預(yù)先“儲存”，然后與活性碳材料為代表的正極材料組合，構(gòu)成比雙電層電容更高比能量的混合型超容。后來的開發(fā)者基本按照此思路，僅僅是在鋰離子來源(如采用鋰金屬片、超細(xì)納米鋰粉包覆電極或者通過電化學(xué)引入第三極等)有所不同。從工業(yè)生產(chǎn)角度看，現(xiàn)有技術(shù)要么存在嵌鋰量難以控制、產(chǎn)品一直性差，要么工藝復(fù)雜，成本居高不下，抑或是鋰引入產(chǎn)生的安全隱患等無法消除。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種高性能鋰電容單體及鋰電容組件，其在保持傳統(tǒng)超容高比功率特點(diǎn)的同時兼具更高的能量密度。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種高性能鋰電容單體，包括至少一鋰電容單元，所述鋰電容單元包括一正極、一負(fù)極、位于所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜層及填充在所述鋰電容單元中的電解液，所述正極包括一雙電層電容層及一法拉第準(zhǔn)電容層，所述負(fù)極包括一雙電層電容層，在所述負(fù)極表面還設(shè)置有一鋰源層。

進(jìn)一步，所述正極、負(fù)極及隔膜層卷繞或疊片形成鋰電容單元。

進(jìn)一步，還包括一外殼，多個鋰電容單元依次排布在所述外殼中。

進(jìn)一步，所述正極還包括正極集流體，所述正極的雙電層電容層及法拉第準(zhǔn)電容層設(shè)置在所述正極集流體上，所述負(fù)極還包括負(fù)極集流體，所述負(fù)極的雙電層電容層設(shè)置在所述負(fù)極集流體上。

進(jìn)一步，所述鋰源層容量為鋰電容單元容量的8％。

進(jìn)一步，所述負(fù)極還包括一法拉第準(zhǔn)電容層，設(shè)置在所述雙電層電容層之上，所述鋰源層設(shè)置在該法拉第準(zhǔn)電容層表面。

本實用新型還提供一種鋰電容組件，其包括至少一個鋰電容單體，所述鋰電容單體包括至少一鋰電容單元，所述鋰電容單元包括一正極、一負(fù)極、位于所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜層及填充在所述鋰電容單元中的電解液，所述正極包括一雙電層電容層及一法拉第準(zhǔn)電容層，所述負(fù)極包括一雙電層電容層，在所述負(fù)極表面還設(shè)置有一鋰源層。

進(jìn)一步，所述正極、負(fù)極及隔膜層卷繞或疊片形成鋰電容單元。

進(jìn)一步，所述鋰電容單體還包括一外殼，多個鋰電容單元依次排布在所述外殼中。

進(jìn)一步，多個所述鋰電容單體并聯(lián)或串聯(lián)連接。

本實用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，同時利用雙電層/準(zhǔn)電容儲能原理，在保持傳統(tǒng)超容高比功率特點(diǎn)的同時兼具更高的能量密度，其能量密度在10-120Wh/kg，功率密度在3000-8000Wh/kg，循環(huán)壽命3-5萬次。本實用新型鋰電容組件為各種應(yīng)用提供高品質(zhì)電源，包括但不局限于電動工具、園林工具、無人機(jī)、吸塵器、智能機(jī)器人、叉車、工程機(jī)械和電動汽車等。

附圖說明

圖1是本實用新型高性能鋰電容單體及鋰電容組件中的鋰電容單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型提供的高性能鋰電容單體及鋰電容組件的具體實施方式做詳細(xì)說明。

本實用新型高性能鋰電容單體包括至少一鋰電容單元1。參見圖1，所述鋰電容單元1包括一正極2、一負(fù)極3、位于所述正極2與所述負(fù)極3之間的隔膜層4及填充在所述鋰電容單元1中的電解液(附圖中未標(biāo)示)。