[發明專利]集鋰離子電容和鋰電池混合一體的鋰離子電容電池及制備方法

在審

• 申請號: 202010631116.0
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111755258A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 金之堅;張學臣
• 申請（專利權）人: 金之堅;張學臣
• 主分類號: H01G11/08
• 分類號: H01G11/08;H01G11/06;H01G11/50;H01G11/46;H01G11/32;H01G11/86;H01G11/84;H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/133;H01M4/134;H01M4/1393;H01M4/1395;H01M1
• 代理公司: 上海三方專利事務所(普通合伙) 31127
• 代理人: 吳瑋;徐成澤

本發明涉及鋰電池與鋰離子電容制造及應用技術領域，具體來說是一種集鋰離子電容和鋰電池混合一體的鋰離子電容電池及制備方法，集流體的兩面分別相對應地設有鋰離子電池的電極材料層和鋰離子電容的電極材料層。本發明提出了一種集鋰離子電池和鋰離子電容于一體混合的儲能器件，在正面鋰電池正極材料層的對面配套相關生產鋰電池所需各種材料及零件，使之形成一個完整的鋰電池；在反面鋰離子電容正極材料的對面配套相關生產鋰離子電容所需的各種材料及零件，使之形成一個完整的鋰離子電容。所述混合體鋰離子電容電池的內部至少同時擁有一個鋰電池和一個鋰離子電容，為鋰電池與鋰離子電容的配合使用提供了更加完美的解決方案。

技術領域

本發明涉及鋰電池與鋰離子電容制造及應用技術領域，具體來說是一種集鋰離子電容和鋰電池混合一體的鋰離子電容電池及制備方法。

背景技術

隨著電動汽車、電子、太陽能、風能及各種新興高科技領域對動力及儲能電源的重視和發展，世界范圍內引起了對鋰電池和鋰離子電容這兩種儲能裝置的廣泛重視。

其中，鋰離子電容則具有大電流放電能力強、循環壽命長、充電速度快、溫度范圍寬等特點。而鋰電池卻在高功率輸出、循環壽命、快速充電、寬溫度范圍使用等方面存在一定的局限性。

因此，申請人認為，如果將二者結合使用，可以將鋰離子電容的大電流放電能力強，循環周期長和鋰電池的高能量存儲的特點結合起來，從而更好地滿足各領域對動力和儲能的應用需求。

故而，開發一種既具有鋰電池性能同時又具有鋰離子電容性能的混合一體化產品，對將鋰電池與鋰離子電容的配合使用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術的不足，提供一種集鋰離子電容和鋰電池混合一體的鋰離子電容電池及制備方法，實現鋰電池與鋰離子電容的配合使用。

為了實現上述目的，設計一種集鋰離子電容和鋰電池混合一體的鋰離子電容電池，包括集流體，所述的集流體的兩面分別相對應地設有鋰離子電池的電極材料層和鋰離子電容的電極材料層。

所述的集流體包括成對設置的正極集流體和負極集流體，所述的正極集流體的兩面分別設有鋰離子電池正極材料層和鋰離子電容正極材料層，所述的負極集流體的兩面分別設有鋰離子電池負極材料層和鋰離子電容負極材料層。

所述的正極集流體采用鋁箔制成，所述的負極集流體采用銅箔制成。

每對所述的正極集流體和所述的負極集流體之間設有鋰電池隔膜，所述的鋰電子鋰離子電容負極材料層的外側設有鋰離子電容隔膜。

所述的鋰離子電池正極材料層的材質包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料和金屬氧化物中的至少一種。

所述的鋰離子電池負極材料層的材質包括石墨、硅基材料與石墨、金屬和金屬氧化物中的至少一種。

所述鋰離子電容正極材料層的材質包括三元材料、活性碳、石墨烯基材料、納米碳管和金屬有機框架材料中的至少一種。

所述鋰離子電容負極材料層的材質包括碳、生物碳、石墨、硅基材料與石墨、或金屬氧化物中的至少一種。

本發明還涉及一種所述的集鋰離子電容和鋰電池混合一體的鋰離子電容電池的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：S1.在所述的正極集流體的兩面分別形成鋰離子電池正極材料層和鋰離子電容正極材料層，在所述的負極集流體的兩面分別形成鋰離子電池負極材料層和鋰離子電容負極材料層；S2.對所述的集流體進行烘干和壓制。

所述的制備方法還包括如下步驟：S3.在每對所述的正極集流體和所述的負極集流體之間加入鋰電池隔膜，在所述的鋰電子鋰離子電容負極材料層的外側加入鋰離子電容隔膜。

本發明同現有技術相比，其優點在于：