[發明專利]高電壓聚合物鋰離子電容器的制作方法及鋰離子電容器

有效

• 申請號: 202011331381.3
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112490024B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 佘沛亮
• 申請（專利權）人: 常德中科多源電力融合技術研究院
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/86;H01G11/48;H01G11/50
• 代理公司: 常德宏康億和知識產權代理事務所(普通合伙) 43239
• 代理人: 霍艷慧

1.一種高電壓聚合物鋰離子電容器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

將LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂按照重量比92.5％的比例稱取相應重量加入配方重量比為2.5％的粘結劑聚四氟乙烯溶液的攪拌桶中，攪拌1.5h，加入重量比為1.5％的碳纖維、1％的石墨烯和2.5％的碳納米管的復合導電劑后高速攪拌2.5h；通過雙螺旋擠出設備輸送到緩沖罐中備用，得到正極活性物質的漿料；

將活性炭和鋰粉按照重量比91.5％的比例稱取相應重量加入配方重量比為2％的粘結劑聚四氟乙烯溶液的攪拌桶中，攪拌1.5h，加入重量比為1％的碳納米管、2％的科琴黑和3.5％的碳纖維的復合導電劑后高速攪拌2.5h；通過雙螺旋擠出設備輸送到緩沖罐中備用，得到負極活性物質的漿料；

將上述正極活性物質的漿料和負極活性物質的漿料與涂覆導電層的銅鋁箔復合片分別通過擠壓涂布機進行擠壓噴涂，得到雙極性極片，干燥輥壓后的雙極性極片厚度控制在165μm；

將上述正極活性物質的漿料與鋁箔片、負極活性物質的漿料與銅箔片分別通過擠壓涂布機進行擠壓噴涂，分別得到單邊正極極片和單邊負極極片，干燥輥壓后的單邊正極極片和單邊負極極片的厚度分別控制在35μm和135μm；

將上述雙極性極片、單邊正極極片和單邊負極極片分別卷繞得到極卷，極卷分別在電解質溶液中浸漬8h；

在電解質溶液與甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、交聯劑三乙二醇二甲基丙烯酸酯的混合溶液中加入偶氮二異丁腈，攪拌2h，電解質溶液的體積與甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈的體積之和的比為1:4，溫度保持在20℃以下；

將上述浸漬了電解質溶液的雙極性極片、單邊正極極片和單邊負極極片放卷后浸入混合溶液中，走帶速度控制在3m/min；

在極片充分吸附混合溶液后進入極片厚度控制工裝，雙極性極片、單邊正極極片和單邊負極極片的濕厚度分別控制在195μm、65μm和165μm，然后進入加熱聚合腔體，溫度控制在80℃，引發聚合20min，聚合后再將極片收卷，得到復合雙極性極片、復合單邊正極極片和復合單邊負極極片的極卷；

收卷后的極片送入沖切工序，復合單邊正極極片和復合單邊負極極片在相互錯開的位置上沖切出極耳；

將上述沖切好的極片送入疊片機，按照復合單邊正極極片或復合單邊負極極片在下、正極活性物質與負極活性物質配對的原則依次進行疊片，復合雙極性極片為6片，復合單邊正極極片和復合單邊負極極片各1片；

疊片后的極群送入輥壓機進行二次輥壓，極群厚度控制在1320μm，壓輥壓力控制在0.5MPa；

將10個上述極群按照并聯方式進行排列，將10個單邊正負極極耳分別與電芯的輸出極耳進行超聲波焊接，采取同側輸出極耳的方式；

將焊接極耳后的極群放入沖坑后的鋁塑復合膜殼體中，進行頂封、側封，放入恒溫40℃的夾板中進行化成后抽真空，封口，制得24V3Ah高電壓聚合物鋰離子電容器，容量、電壓和內阻符合技術參數要求后入庫。

2.一種高電壓聚合物鋰離子電容器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

將LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂按照重量比92.5％的比例稱取相應重量加入配方重量比為2.5％的粘結劑聚四氟乙烯溶液的攪拌桶中，攪拌1.5h，加入重量比為1.5％的碳纖維、1％的石墨烯和2.5％的碳納米管的復合導電劑后高速攪拌2.5h；通過雙螺旋擠出設備輸送到緩沖罐中備用，得到正極活性物質的漿料；

將活性炭和鋰粉按照重量比91.5％的比例稱取相應重量加入配方重量比為2％的粘結劑聚四氟乙烯溶液的攪拌桶中，攪拌1.5h，加入重量比為1％的碳納米管、2％的科琴黑和3.5％的碳纖維的復合導電劑后高速攪拌2.5h；通過雙螺旋擠出設備輸送到緩沖罐中備用，得到負極活性物質的漿料；

將上述正極活性物質的漿料和負極活性物質的漿料與涂覆導電層的銅鋁箔復合片分別通過擠壓涂布機進行擠壓噴涂，得到雙極性極片，干燥輥壓后的雙極性極片厚度控制在165μm；

將上述正極活性物質的漿料與鋁箔片、負極活性物質的漿料與銅箔片分別通過擠壓涂布機進行擠壓噴涂，分別得到單邊正極極片和單邊負極極片，干燥輥壓后的單邊正極極片和單邊負極極片的厚度分別控制在35μm和135μm；

將上述雙極性極片、單邊正極極片和單邊負極極片分別卷繞得到極卷，極卷分別在電解質溶液中浸漬12h；

在電解質溶液與甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、交聯劑三乙二醇二甲基丙烯酸酯的混合溶液中加入偶氮二異丁腈，攪拌2h，電解質溶液的體積與甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈的體積之和的比為1:3，溫度保持在20℃以下；

將上述浸漬了電解質溶液的雙極性極片、單邊正極極片和單邊負極極片放卷后浸入混合溶液中，走帶速度控制在3m/min；

在極片充分吸附混合溶液后進入極片厚度控制工裝，雙極性極片、單邊正極極片和單邊負極極片的濕厚度分別控制在195μm、65μm和165μm，然后進入加熱聚合腔體，溫度控制在80℃，引發聚合20min，聚合后再將極片收卷，得到復合雙極性極片、復合單邊正極極片和復合單邊負極極片的極卷；

收卷后的極片送入沖切工序，復合單邊正極極片和復合單邊負極極片在相互錯開的位置上沖切出極耳；

將上述沖切好的極片送入疊片機，按照復合單邊正極極片或復合單邊負極極片在下、正極活性物質與負極活性物質配對的原則依次進行疊片，復合雙極性極片為4片，復合單邊正極極片和復合單邊負極極片各1片；

疊片后的極群送入輥壓機進行二次輥壓，極群厚度控制在930μm，壓輥壓力控制在0.8MPa；

將10個上述極群按照并聯方式進行排列，將10個單邊正負極極耳分別與電芯的輸出極耳進行超聲波焊接，采取同側輸出極耳的方式；

將焊接極耳后的極群放入沖坑后的鋁塑復合膜殼體中，進行頂封、側封，放入恒溫40℃的夾板中進行化成后抽真空，封口，制得16V3Ah高電壓聚合物鋰離子電容器，容量、電壓和內阻符合技術參數要求后入庫。