锂离子源材料到用于电容器辅助电池的活性炭电极中的结合制造技术

一种混合锂离子电池/电容器电芯（10）包括与锂化合物阴极（12）和活性炭电容器电极（16）组装在一起的至少一对石墨阳极（14、18），该混合锂离子电池/电容器电芯可以提供有用的功率性能性质以及对于许多利用功率的应用所需的低温性质。通过将包括所选锂化合物的颗粒与用于形成电容器电极（16）的活性炭颗粒包括在一起来增强该混合电芯（10）组合的石墨阳极（14、18）的初始化成。锂化合物的组合物经选择以在所组装的电芯（10）的液体电解质中产生锂离子，从而在所组装的混合电芯（10）的化成循环期间增强阳极（14、18）的石墨颗粒的原位锂化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子源材料到用于电容器辅助电池的活性炭电极中的结合
本公开涉及用于混合锂电池/电容器电芯的活性炭电容器的形成，该活性炭电容器将位于混合电芯组中的两个石墨阳极之间。在电容器电极的制备中，将所选锂化合物的颗粒与活性炭的颗粒混合，并且使电极组装并渗透有非水液体电解质。在混合电芯的化成循环期间，电容器电极的锂含量用于石墨阳极的原位锂化。
技术介绍
本章节中的背景陈述不一定是现有技术。对混合电化学电芯的开发越来越感兴趣，所述混合电化学电芯包含与电容器电极结合使用的锂离子电池电极，在该电容器电极中，电容器材料是活性炭颗粒。例如，这种混合电芯可能形成有一对电连接的带负电荷（在电芯放电期间）的石墨颗粒阳极构件以及与带正电荷的电容器电连接的阴极构件，该电容器使用活性炭作为其活性电容器材料。所构想的是，这种混合电芯和其他者（具有所组装的电池电极和（一个或多个）电容器电极的其他分组）可用可提供一定范围的电池/电容器性质的电极组合物和量来制备，所述电池/电容器性质包括混合电化学电芯中的能量密度（Wh/kg）和功率密度（W/kg）的不同、有用的组合，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合锂离子电池/电容器电化学电芯，其包括：(i)一组两个电连接的阳极，其由石墨颗粒的多孔层形成；(ii)阴极，其由电连接到电容器电极的锂化合物颗粒的多孔层形成，所述电容器电极由活性炭颗粒的多孔层形成，所述电容器电极被放置在所述阳极之间，其中所述阴极面对所述阳极中的一者；(iii)多孔隔板，其在紧密间隔的组件中物理地分离所述电极；以及(iv)非水液体电解质，其传导锂阳离子和相容的阴离子，渗透所述电极中的每一者的所述多孔层以及间置的隔板，以在所述电化学电芯充放电时容许将锂阳离子和所述相容的阴离子输送到电极颗粒层中的每一者以及从所述电极颗粒层中的每一者输送锂阳离子和所述相容的阴离子；/n所述...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合锂离子电池/电容器电化学电芯，其包括：(i)一组两个电连接的阳极，其由石墨颗粒的多孔层形成；(ii)阴极，其由电连接到电容器电极的锂化合物颗粒的多孔层形成，所述电容器电极由活性炭颗粒的多孔层形成，所述电容器电极被放置在所述阳极之间，其中所述阴极面对所述阳极中的一者；(iii)多孔隔板，其在紧密间隔的组件中物理地分离所述电极；以及(iv)非水液体电解质，其传导锂阳离子和相容的阴离子，渗透所述电极中的每一者的所述多孔层以及间置的隔板，以在所述电化学电芯充放电时容许将锂阳离子和所述相容的阴离子输送到电极颗粒层中的每一者以及从所述电极颗粒层中的每一者输送锂阳离子和所述相容的阴离子；
所述电容器还包括与所述活性炭颗粒混合的锂化合物的颗粒，所述锂化合物的所述颗粒的成分和数量经选择以在所述阳极中的所述石墨颗粒最初被锂化以在所述石墨颗粒的表面上形成固体电解质界面时在混合电芯的化成循环期间促成锂离子到所述电解质。


2.根据权利要求1所述的混合锂离子电池/电容器电化学电芯，其中最初与所述活性炭颗粒混合的所述锂化合物的所述颗粒的重量是在所述活性炭颗粒和所述锂化合物的所述颗粒的组合重量的2%至70%的范围内。


3.根据权利要求1所述的混合锂离子电池/电容器电化学电芯，其中与所述电容器电极的所述活性炭颗粒混合的所述锂化合物的所述颗粒是选自以下各者的锂化合物：3,4-二羟基苄腈二锂；锂盐，其包括叠氮化物（LiN3）、碳氧化物、二羧酸盐和酰肼；氮化锂（Li3N）、锂镍氧化物（例如，Li0.65Ni1.35O2）、Li5FeO4、Li5ReO6、Li6CoO4、Li3V2(PO4)3和其他锂过渡金属氧化物。


4.根据权利要求3所述的混合锂离子电池/电容器电化学电芯，其中与所述电容器电极的所述活性炭颗粒混合的所述锂化合物的所述颗粒的重量是在所述活性炭颗粒和所述锂化合物的所述颗粒的组合重量的2%至30%的范围内。


5.根据权利要求1所述的混合锂离子电池/电容器电化学电芯，其中与所述电容器电极的所述活性炭颗粒混合的所述锂化合物的所述颗粒是以下各者中的一者：氟化锂和LiF/过渡金属复合物，诸如Li2O/Co、Li2O/Fe和Li2O/Ni；以及Li2S和Li2S金属复合物，诸如Li2S/Co；铜酸锂（Li2CuO2）；Li2NiO2、经Al2O3涂覆的Li2NiO2以及用Li2NiO2涂覆的其他氧化物，以及Li2MoO3。


6.根据权利要求5所述的混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，阙小超，武晶晶，张修胜，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US