基于复合材料电极的固态电容电芯、叠层电容电芯及复合动力电容电芯制造技术

一种基于复合材料电极的固态电容电芯，包括至少一个第一复合材料电容电极和至少一个第二复合材料电容电极；第一复合材料电容电极和第二复合材料电容电极之间交错设置；相邻的第一复合材料电容电极和第二复合材料电容电极之间设有固态离子导体膜；第一复合材料电容电极采用第一电极活性材料与固态离子导体材料Ⅰ的混合物制成；第二复合材料电容电极采用第二电极活性材料与固态离子导体材料Ⅱ的混合物制成。本发明专利技术还公开了一种基于复合材料电极的固态叠层电容电芯和一种基于复合材料电极的固态复合电容电芯。本发明专利技术基于复合材料电极的固态电容电芯，不仅能够满足储能要求，而且能够有效增强固态离子导体膜与电极之间的亲润性，并能够有效减小固态离子导体膜与电极之间的界面电阻，提高离子渗透率。

【技术实现步骤摘要】
基于复合材料电极的固态电容电芯、叠层电容电芯及复合动力电容电芯
本专利技术属于储能设备
，具体的为一种基于复合材料电极的固态电容电芯、叠层电容电芯及复合动力电容电芯。
技术介绍
固态电容是一种电容科技。与现今普遍使用的锂离子电容和锂离子聚合物电容不同的是，固态电容是一种使用固体电极和固体电解质的电容。传统的液态锂电容又被科学家们形象地称为“摇椅式电容”，摇椅的两端为电容的正负两极，中间为电解质(液态)。而锂离子就像优秀的运动员，在摇椅的两端来回奔跑，在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电容的充放电过程便完成了。固态电容的原理与之相同，只不过其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电容容量。因此，同样的电量，固态电容体积将变得更小。不仅如此，固态电容中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。现有的固态电容虽然在一定程度上能够满足使用要求，但是仍存在以下不足：1)固体电解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复合材料电极的固态电容电芯，其特征在于：/n包括至少一个第一复合材料电容电极(10)和至少一个第二复合材料电容电极(20)；/n所述第一复合材料电容电极(10)和第二复合材料电容电极(20)交错设置；/n相邻的所述第一复合材料电容电极(10)和第二复合材料电容电极(20)之间设有固态离子导体膜(30)；/n所述第一复合材料电容电极(10)采用第一电极活性材料(11)与固态离子导体材料Ⅰ(13)的合成物或混合物制成；/n所述第二复合材料电容电极(20)采用第二电极活性材料(21)与固态离子导体材料Ⅱ(23)的合成物或混合物制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于复合材料电极的固态电容电芯，其特征在于：
包括至少一个第一复合材料电容电极(10)和至少一个第二复合材料电容电极(20)；
所述第一复合材料电容电极(10)和第二复合材料电容电极(20)交错设置；
相邻的所述第一复合材料电容电极(10)和第二复合材料电容电极(20)之间设有固态离子导体膜(30)；
所述第一复合材料电容电极(10)采用第一电极活性材料(11)与固态离子导体材料Ⅰ(13)的合成物或混合物制成；
所述第二复合材料电容电极(20)采用第二电极活性材料(21)与固态离子导体材料Ⅱ(23)的合成物或混合物制成。


2.根据权利要求1所述基于复合材料电极的固态电容电芯，其特征在于：
所述第一复合材料电容电极(10)的数量N与所述第二复合材料电容电极(20)的数量M之间满足：
M＝N，或，|M-N|＝1。


3.根据权利要求1所述基于复合材料电极的固态电容电芯，其特征在于：
所述第一复合材料电容电极(10)的侧面为平面，所述固态离子导体膜(30)与所述第一复合材料电容电极(10)的侧面贴合；或，
所述第一复合材料电容电极(10)的侧面上设有第一凹槽，与对应的所述第一复合材料电容电极(10)侧面贴合的所述固态离子导体膜(30)嵌入到所述第一凹槽内；或，
所述第一复合材料电容电极(10)的侧面上阵列设有第一嵌孔，与对应的所述第一复合材料电容电极(10)侧面贴合的所述固态离子导体膜(30)嵌入到所述第一嵌孔内。


4.根据权利要求3所述基于复合材料电极的固态电容电芯，其特征在于：
所述第一凹槽的宽度沿着槽底指向槽口的方向逐渐增大；
任意两个垂直于所述第一嵌孔轴线的径向截面在同一个所述第一嵌孔上截得的两个径向截面Ⅰ中，靠近所述第一嵌孔孔底一侧的径向截面Ⅰ的几何尺寸小于等于靠近所述第一嵌孔孔口一侧的径向截面Ⅰ的几何尺寸。


5.根据权利要求1所述基于复合材料电极的固态电容电芯，其特征在于：
所述第二复合材料电容电极(20)的侧面为平面，所述固态离子导体膜(30)与所述第二复合材料电容电极(20)的侧面贴合；或，
所述第二复合材料电容电极(20)的侧面上设有第二凹槽，与对应的所述第二复合材料电容电极(20)侧面贴合的所述固态离子导体膜(30)嵌入到所述第二凹槽内；或，
所述第二复合材料电容电极(20)的侧面上阵列设有第二嵌孔，与对应的所述第二复合材料电容电极(20)侧面贴合的所述固态离子导体膜(30)嵌入到所述第二嵌孔内。


6.根据权利要求5所述基于复合材料电极的固态电容电芯，其特征在于：
所述第二凹槽的宽度沿着槽底指向槽口的方向逐渐增大；
任意两个垂直于所述第二嵌孔轴线的径向截面在同一个所述第二嵌孔上截得的两个径向截面Ⅱ中，靠近所述第二嵌孔孔底一侧的径向截面Ⅱ的几何尺寸小于等于靠近所述第二嵌孔孔口一侧的径向截面Ⅱ的几何尺寸。


7.根据权利要求1所述基于复合材料电极的固态电容电芯，其特征在于：
所述第一电容电极活性材料(11)和所述第二电容电极活性材料(21)采用但不限于磷酸铁锂、三元材料、含硫导电材料、含有金属或有机材料的多孔碳层空气电容电极、层状金属氧化物材料、含氧有机聚合物材料、金属锂、金属钠、金属铝、金属镁、金属钾、石墨烯、硬碳、氧化硅和硅单质制成中的一种或至少两种的混合物；
所述固态离子导体膜(30)采用热压物理方法或化学方法分别与所述复合材料正极和复合材料负极形成良好的电极/电解液界面；
所述固态离子导体膜(30)、固态离子导体材料Ⅰ(13)和固态离子导体材料Ⅱ(23)采用但不限于凝胶、氧化物、硫化物和有机聚合物中的一种或至少两种的混合物制成；
所述凝胶为由高分子化合物-金属盐和/或溶剂三元组分组成的电解质，采用但不限于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长明，吴超，辛程勋，辛民昌，
申请(专利权)人：重庆九环新越新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50