[發明專利]一種鋰氟化碳-超級電容器快速響應復合電池

有效

• 申請號: 202010026217.5
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111224197B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張亮;楊林江;廖敏會;蘇紀宏;陳曉濤;石斌;魏俊華
• 申請（專利權）人: 貴州梅嶺電源有限公司
• 主分類號: H01M12/00
• 分類號: H01M12/00;H01M6/14
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 周黎亞

本發明涉及化學電源技術領域，具體是一種鋰氟化碳?超級電容器快速響應復合電池，包括鋁塑膜殼、鋰氟化碳電池、超級電容器、正極輸出端、負極輸出端；其特征在于，所述鋰氟化碳電池正極、負極分別與超級電容器正極、負極對應連接，并通過正極輸出端、負極輸出端輸出；所述鋰氟化碳電池、超級電容器設置于鋁塑膜殼內。所述正極輸出端、負極輸出端均設置于鋁塑膜殼外部，該電池提高鋰氟化碳電池倍率性能的同時，改善電壓滯后現象，實現電池的快速響應放電。

技術領域

本發明涉及化學電源技術領域，具體是一種鋰氟化碳-超級電容器快速響應復合電池。

背景技術

電池是目前新能源產業的重要組成之一，是電子產品、裝備能源供給的重要組成部分，隨著裝備技術的快速發展，對電池的比能量及比功率特性要求越來越高，尤其是鋰原電池。然而鋰原電池功率性能較差，基本上在0.1C以下放電使用，中高倍率放電時(0.2C～3C)電壓滯后現象嚴重，使得電池使用受限。

鋰氟化碳電池具有較高的比能量，達到2180Wh/kg，是目前鋰原電池中理論比能量最高的體系，其工作電壓高，穩定在2.5V以上，便于在使用過程中進行串聯，且氟化碳正極材料化學和物理性質穩定，使得電池具有長的貯存壽命和較好的高溫性能，已經成為目前一次電池的研究熱點，受到越來越多的關注，

但是，受限于氟化碳正極材料的自身結構，其電子電導率低(10^-9S/cm以上)，在電池放電時，會導致電池極化增大，引起電池內阻增加，存在倍率放電初期電壓滯后的問題，影響電池放電性能。

專利號CN201910103600.3公開了一種V₂O₅@C修飾的氟化碳正極材料，該氟化碳材料改善了氟化碳電壓滯后現象、大幅度提高大倍率性能和低溫性能。

專利號CN201910104098.8公開了V₂O₅-氟化碳混合正極材料，該材料改善了氟化碳正極材料放電初期的電壓滯后問題以及大電流放電條件下發熱量大的問題。

專利號CN201811348641.0公開了鋰一次電池用復合氟化碳正極材料，該文獻公開了多孔氟化碳為碳骨架來源，其多孔結構在放電過程中提供鋰離子擴散通道，從而起到提高放電電壓、消除電壓滯后作用，該復合氟化碳正極材料無電壓滯后、比能量高、放電性能可調控。

專利號CN201711272530.1公開了化學還原法改性氟化碳正極材料，該材料改善鋰氟化碳電池放電初期電壓滯后現象及倍率放電性能。

專利號CN201710621698.2公開了瀝青碳包覆氟化碳正極材料，該材料采用表面能低的瀝青與表面能低的氟化碳相結合，改善包覆碳與氟化碳的界面結合力，提高氟化碳表面的碳包覆效果，克服了以犧牲氟化碳比容量換取高倍率性能的常見問題。

專利號CN201510641793.X公開了聚吡咯包覆氟化碳正極材料，該材料將聚吡咯均勻包覆在氟化碳顆粒表面，在氟化碳顆粒表面形成致密穩定的聚吡咯薄膜，提高了材料的導電性。

專利號CN201810940983.5公開了低溫制備氟化碳材料的方法，同時公開了該方法制得的氟化碳材料在防腐防污涂料、鋰電池、超級電容器、固體潤滑、吸附劑、導電添加劑等諸多領域具有較強的應用前景。

雖然現有技術中通過改善結構、表面改性等手段提高了氟化碳正極材料的放電性能，但是以上文件重點均是在對氟化碳正極材料的改善方面，雖然在一定程度上提高了電池的倍率放電性能，但在長期貯存后仍然存在因負極鈍化而產生的電壓滯后，無法實現鋰氟化碳電池的快速響應使用。目前，在鋰氟化碳電池性能改善方面，只針對電池本身采取一定手段，進而導致電池綜合性能不理想，缺少通過不同電化學器件之間的結合使用提高電池的性能，在鋰氟化碳電池與電容器結合使用方面并未見到相關報道。

因此，尋找一種能夠兼具鋰氟化碳電池比能量，同時又能改善倍率放電時電壓滯后現象，實現電池放電過程的快速響應功能是當務之急。