锂离子电容器极片及其制备方法技术

本发明专利技术锂离子电容器极片及其制备方法,旨在提供工序简单、产品稳定、生产效率高、能适用于大规模商业化生产的锂离子电容器极片及其制备方法。锂离子电容器正极极片的制备包括：配制锂离子电容器正极材料的浆料和获取正极集流体基体，将正极材料的浆料与正极集流体基体结合制得锂离子电容器的正极极片，正极材料的浆料与正极集流体结合的方式为涂布法或压片法；锂离子电容器负极极片的制备：配制锂离子电容器负极材料的浆料和获取负极集流体基体；将负极材料的浆料与负极集流体基体结合制得锂离子电容器的负极极片，其中负极材料的浆料与负极集流体结合的方式为涂布法或压片法。

Lithium ion capacitor pole and its preparation method

The lithium ion capacitor pole piece and its preparation method are aimed at providing simple process, stable product, high production efficiency, and suitable for large-scale commercial production of lithium ion capacitor pole piece and its preparation method. The preparation includes lithium ion capacitor cathode preparation: preparation and obtain positive liquid matrix slurry of lithium ion capacitor cathode material, anode will be combined with the prepared lithium ion capacitor anode and cathode material slurry collector base plate, anode slurry and cathode material collector combination for coating method or press method; lithium ion capacitor cathode sheet preparation: preparation and obtain the current collector substrate size lithium ion capacitor anode; anode will be combined with the prepared lithium ion capacitor cathode material slurry and collector substrate plate, cathode materials and the slurry collector combination method for coating method or pressing method.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电容器极片及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电容器，特别涉及锂离子电容器极片及其制备方法。
技术介绍
随着新型能源领域的快速发展，锂离子电池、超级电容器等新型储能元件以其各自的优势开始在商业领域得到越来越多的重视，但随着应用领域的不断扩大，也暴露出了自身不足的一面，如，锂离子电池虽然有很高的容量，但其循环性能和高倍率充放电性能不尽人意；超级电容器虽然循环性能很好但其容量过低，而锂离子电容器的出现很好的解决了这一问题。现有的方法制备的极片其活性物质涂层普遍较薄，且易掉粉、易断裂，极片制备后的后续加工方法均是以卷绕法和叠片法为主，很少应用于小型纽扣电池领域，无法发挥锂离子电容器在小型供电元件上的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供工序简单、产品稳定、生产效率高、能适用于大规模商业化生产的锂离子电容器极片及其制备方法。为解决上述问题，本专利技术锂离子电容器极片及其制备方法,包括如下步骤：⑴．锂离子电容器正极极片的制备：1）.配制锂离子电容器正极材料的浆料和获取正极集流体基体，其中，正极材料的浆料包含如下质量百分比的配方组成：正极活性物质：70～97%；正极导电剂：0～15%；正极粘结剂：0.01～15%；2）.将上述步骤1）中正极材料的浆料与正极集流体基体结合制得锂离子电容器的正极极片；正极材料的浆料与正极集流体结合的方式为涂布法或压片法；⑵.锂离子电容器负极极片的制备：a）.配制锂离子电容器负极材料的浆料和获取负极集流体基体；其中，负极材料的浆料包含如下质量百分比的配方组成：负极活性物质：70～97%；负极导电剂：0～15%；负极粘结剂：0.01～15%；b）.将上述步骤a）中负极材料的浆料与负极集流体基体结合制得锂离子电容器的负极极片；其中负极材料的浆料与负极集流体结合的方式为涂布法或压片法；正极/负极集流体基体的材料为铝箔、铜箔、多孔镍网、泡沫镍、多孔不锈钢网等常用集流体中的任意一种或多种混合物；使用涂布法所得的正极/负极极片：极片涂层厚度30～3000um，极片涂层涂布量为1～30mg/cm2，极片压实密度0.3～4.0g/cm3；使用压片法所得的正极/负极极片：压片时正极/负极极片制片压力0～1000MPa、保压时间为0～10s、压实密度0.3～4.0g/cm3、正极/负极极片厚度30～3000um。作为本专利技术的优选方案，正极活性物质为石墨、中间相炭微球、碳纳米管、活性炭中的任意一种或多种的混合物。作为本专利技术的进一步改进，所述正极/负极导电剂为乙炔黑、导电炭黑、导电石墨、科琴黑、碳纳米管、VCGF、石墨烯中的任意一种或多种的混合物。作为本专利技术的优选方案，正极/负极粘结剂为SBR、LA系列、PTFE、PVDF、CMC中的任意一种或多种的混合物。作为本专利技术的进一步改进，负极活性物质为石墨、软炭、硬碳、中间相炭微球、碳纳米管其中的一种或多种的混合物。综上所述本专利技术的有益效果是：上述锂离子电容器正极/负极制备方法采用了涂布法或压片法的多种方法，保证了极片不断裂、不掉粉，拥有较高容量、能量密度，具有优异的电化学性能；另外，该方法工序简单、产品稳定、生产效率高，适用于大规模批量化生产作业。由上述方法制备的锂离子电容器极片物理结构稳定，振动、跌落不碎裂，能保持原有形貌；电化学性能优异，倍率性能、循环性能皆优于传统工艺。附图说明图1是本专利技术锂离子电容器正、负极片制备方法工艺流程示意图；图2是本专利技术锂离子电容器正、负极片结构示意图；图3是本专利技术实施例锂离子电容器在20mA电流下循环性能图。图中：1正极集流体，2正极活性物质层，3负极活性物质层，4负极集流体。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明：实施例1：锂离子电容器极片其结构如说明书附图2所示，包括正极集流体1、正极活性物质层2、负极活性物质层3、负极集流体4。上述锂离子电容器正极制片步骤如下：S1：制备锂离子电容器正极极片。S2：配制锂离子电容器正极材料的浆料和获取正极集流体基体：将正极活性物质软炭、正极活性物质活性炭、正极导电剂导电炭黑、正极粘结剂PVDF按照质量比10:70:10:10混合均匀，并裁切适当正极集流体。S3：将所述浆料与正极集流体结合制得锂离子电容器的正极极片：将配置好的浆料经过50目筛网过滤，匀的涂敷在正极集流体表面，控制正极涂层厚度为100um，正极涂层涂布量为10mg/cm2，涂布后，100℃下烘干12小时，再经过辊压工序，控制正极极片压实密度0.6g/cm3，裁切，测厚、称量以剔除不合格极片，最后在150℃下真空干燥24小时，得到满足要求的锂离子电容器正极极片。S4：制备锂离子电容器负极极片。S5：配制锂离子电容器负极材料的浆料和获取负极集流体基体：将负极活性物质软炭、负极活性物质硬碳、负极导电剂导电炭黑、负极粘结剂LA132按照质量比40:40:10:10混合均匀，并裁切适当负极集流体。S6：将所述浆料与负极集流体结合制得锂离子电容器的负极极片：将配置好的浆料经过50目筛网过滤，均匀的涂敷在负极集流体表面，控制负极涂层厚度为100um，负极涂层涂布量为10mg/cm2，涂布后，100℃下烘干12小时，再经过辊压工序，控制负极极片压实密度0.6g/cm3，裁切，测厚、称量以剔除不合格极片，最后在150℃下真空干燥24小时，得到满足要求的锂离子电容器负极极片。将上述正负极片组装成电池：为方便实验测试，组装成纽扣电池。实施例2：锂离子电容器极片如说明书附图2所示，包括正极集流体1、正极活性物质层2、负极活性物质层3、负极集流体4。上述锂离子电容器正极制片步骤如下：S1：制备锂离子电容器正极极片。S2：配制锂离子电容器正极材料的浆料和获取正极集流体基体：将正极活性物质软炭、正极活性物质活性炭、正极导电剂导电炭黑、正极粘结剂PVDF按照质量比10:70:10:10混合均匀，并裁切适当正极集流体。S3：将所述浆料与正极集流体结合制得锂离子电容器的正极极片：将配置好的浆料经过50目筛网过滤，采用双面涂布机均匀的涂敷在正极集流体表面，控制正极涂层正反面厚度均为50um，正极涂层涂布量为10mg/cm2，涂布后，100℃下烘干12小时，再经过辊压工序，控制正极极片压实密度0.6g/cm3，裁切，测厚、称量以剔除不合格极片，最后在150℃下真空干燥24小时，得到满足要求的锂离子电容器正极极片。S4：制备锂离子电容器负极极片。S5：配制锂离子电容器负极材料的浆料和获取负极集流体基体：将负极活性物质软炭、负极活性物质硬碳、负极导电剂导电炭黑、负极粘结剂LA132按照质量比40:40:10:10混合均匀，并裁切适当负极集流体。S6：将所述浆料与负极集流体结合制得锂离子电容器的负极极片：将配置好的浆料经过50目筛网过滤，均匀的涂敷在负极集流体表面，控制负极涂层厚度为100um，负极涂层涂布量为10mg/cm2，涂布后，100℃下烘干12小时，再经过辊压工序，控制负极极片压实密度0.6g/cm3，裁切，测厚、称量以剔除不合格极片，最后在150℃下真空干燥24小时，得到满足要求的锂离子电容器负极极片。将上述正负极片组装成电池：为方便实验测试，组装成纽扣电池。实施例3：锂离子电容器极片如说明书附图2所示，包括正极集流体1、正极活性物质层2、负极活本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂离子电容器极片的制备方法,其特征在于：⑴.锂离子电容器正极极片的制备：1）. 配制锂离子电容器正极材料的浆料和获取正极集流体基体，其中，所述正极材料的浆料包含如下质量百分比的配方组成：正极活性物质： 70～97% ；正极导电剂：   0～15%；正极粘结剂：   0.01～15%；2）.将上述步骤1）所述正极材料的浆料与正极集流体基体结合制得锂离子电容器的正极极片；所述正极材料的浆料与正极集流体结合的方式为涂布法或压片法；⑵. 锂离子电容器负极极片的制备：a）.配制锂离子电容器负极材料的浆料和获取负极集流体基体；其中，所述负极材料的浆料包含如下质量百分比的配方组成：负极活性物质： 70～97%；负极导电剂 ：  0～15%；负极粘结剂 ：  0.01～15%；b）. 将上述步骤a）所述负极材料的浆料与负极集流体基体结合制得锂离子电容器的负极极片；所述负极材料的浆料与负极集流体结合的方式为涂布法或压片法；所述正极/负极集流体基体的材料为铝箔、铜箔、多孔镍网、泡沫镍、多孔不锈钢网等常用集流体中的任意一种或多种混合物；所述使用涂布法所得的正极/负极极片：极片涂层厚度30～3000um，极片涂层涂布量为1～30mg/cm...

【技术特征摘要】
1.锂离子电容器极片的制备方法,其特征在于：⑴.锂离子电容器正极极片的制备：1）.配制锂离子电容器正极材料的浆料和获取正极集流体基体，其中，所述正极材料的浆料包含如下质量百分比的配方组成：正极活性物质：70～97%；正极导电剂：0～15%；正极粘结剂：0.01～15%；2）.将上述步骤1）所述正极材料的浆料与正极集流体基体结合制得锂离子电容器的正极极片；所述正极材料的浆料与正极集流体结合的方式为涂布法或压片法；⑵.锂离子电容器负极极片的制备：a）.配制锂离子电容器负极材料的浆料和获取负极集流体基体；其中，所述负极材料的浆料包含如下质量百分比的配方组成：负极活性物质：70～97%；负极导电剂：0～15%；负极粘结剂：0.01～15%；b）.将上述步骤a）所述负极材料的浆料与负极集流体基体结合制得锂离子电容器的负极极片；所述负极材料的浆料与负极集流体结合的方式为涂布法或压片法；所述正极/负极集流体基体的材料为铝箔、铜箔、多孔镍网、泡沫镍、多孔不锈钢网等常用集流体中的任意一种或多种混合物；所述使用涂布法所得的正极/...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙煜，何诚龙，尚晓慧，方夕刚，章晓红，
申请(专利权)人：安徽铜峰电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34