[發明專利]一種鋰離子存電裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 202110258926.0
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113035582A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 李尚泫;閆坤;張偉
• 申請（專利權）人: 蘇州容能新能源科技有限公司
• 主分類號: H01G11/50
• 分類號: H01G11/50;H01G11/06;H01G11/84
• 代理公司: 上海劍秋知識產權代理有限公司 31382
• 代理人: 徐浩俊

本發明公開了一種鋰離子存電裝置，在兩極實現鋰離子吸收和釋放的同時，還可實現電氣雙電層性能，不僅儲電能量密度高，還會提高放電電壓，可有效用作電子設備的后備電源，外殼與蓋子的空間內可安裝正極、負極、隔膜及有機體系電解液，使正極在正極金屬材料中含有鋰化合物，無需另行安裝鋰金屬即可實現多種形狀形態的制造，同時可安全、有效地摻雜鋰離子，簡化制作工藝，在兩極活性物質制作時，通過干法極片制作工藝可防止在濕法電極制作工藝下，鋰化合物因氧氣和水發生氧化和溶解的現象，以此實現高壽命，高功率和高能量密度。

技術領域

本發明是關于一種鋰離子存電裝置及制造方法的詳細說明，具體來說是一種鋰離子電容器及其制造方法，將鋰離子電池與電氣雙層電容器(EDLC，Electric Double LayerCapacitor)的優點組合，可顯著改善使用電壓及自放電功能，工藝簡便，能量密度高，可實現小型化生產的鋰離子電容及制造方法。

背景技術

電容器(Capacitor)一般在兩張電極板對向的情況下，通過直流電壓向各電極供電。電容器是積累并產生靜電容量的裝置，根據蓄電方式的不同，電氣雙層電容器 (EDLC)可分為鋁電解質電容器、積層陶瓷電容器、超級電容器等。

隨著最近智能手機(Smart-phone)等數碼設備及電子設備的技術迅速發展，對小型化、高機能化暨高性能電容器的要求及必要性增加，因此對具有高能量密度的鋰離子電容器(LIC，Lithium Ion Capacitor)進行了多種研究。

特別是，扣式型電容器具有可以小型化制作、性能優良的優點，可以使用的領域和需求量正在急劇增加。

扣式型鋰離子電容器具有高容量和高密度能量的鋰離子電池的優點，以及輸出功率優秀的電氣雙層電容器(EDLC)的優點，具體來說，鋰離子作為可以插入和脫離的碳系材料在形成負極活性物質的同時，將鋰離子提前摻雜到陰極物質，與現有的電氣雙層電容器(EDLC)相比，每組動作電壓高，具有實現2至3倍高能量密度的優點。

當下，因為扣式型鋰離子電容器具有高密度及高容量的性能，制造時必須向電容器內部注入鋰，以實現鋰的插入及脫離反應的誘導。

當下，已經有多種鋰摻雜方法及技術的研究，但廣泛采用的是將鋰金屬與石墨(Graphite)等陰極活物質疊層后，通過短路(Short)產生鋰金屬與陰極活物質的電位差，使鋰融入陰極活物質的方式。

但是，這種摻雜方式，由于鋰是通過電擊被陰極活物質摻雜構成的，因此在安全性下降的同時，鋰的攝入量需要精密控制，工藝復雜，為了容納大量鋰，陰極活物質需要形成多孔，因此制造成本增加。

此外，以往的扣式型鋰離子電容由于鋰金屬的設置，產品形態只能以鋁制包裝的形式進行，因此制造工藝復雜，具有不能以多種形態進行制作的結構性局限。

圖1是現有技術中的扣式型鋰離子電容器的側面圖。

在圖1的扣式型鋰離子電容器(200)(以下稱第一傳統技術)中，扣式型鋰離子電容器(200)是下蓋(201)和下蓋(201)上端結合，在結合時內部形成空間的上蓋 (202)，將上蓋(202)及下蓋(201)的結合部位產生的空間密封的氣體蓋(203)和下蓋(201)底部相接的陽極(204)與上蓋(202)上面相接的陽極(204)及陰極(205) 之間的分離器所形成。

陰極(205)由可吸裝、釋放鋰的鋰金屬合金，LixMnyOz、LixTiyOz、LixCoyOz 等含有鋰的氧化物或鋰離子吸附的石墨烯、硬碳、軟碳等碳類構成。

如上所述，第一傳統技術(200)具有陰極(205)吸收和排出鋰離子、兩極顯示電氣雙層性能、電能密度高、放電電壓高的優點。