一种方形电化学电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种方形电化学电容器，包括正极、负极、隔离膜和电解液锂盐，所述电容器为方形结构，所述正极包括集流体和活性物质，所述活性物质包括钴酸锂、活性炭、导电浆料、PVDF和CMC

【技术实现步骤摘要】
一种方形电化学电容器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池电容
，具体涉及一种方形电化学电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着智能表计、智能交通、智慧城市的不断创新与发展，对电源的性能要求也越来越高，对电源的种类需求也越来越多。因此对电源的输出能力，使用寿命以及电源的外形尺寸要求逐步提升。目前使用电池组为锂亚硫酰氯能量型电池和电容并联组合，两者并联后，能量型锂亚硫酰氯电池平稳的工作电压可以持续的给电容充电，使组合电池始终保持高功率输出能力，且锂亚硫酰氯电池始终处于给电容器充电的状态，也可减小其自身的滞后现象。
[0003]目前使用的电容主要为圆柱型，常用的锂亚硫酰氯电池ER26500H和ER34615H型电池在与电容并联时，电容平放在电池顶部，在这种结构下圆柱型的电容组合后高度高，并且圆弧面不易于生产操作。且目前使用的电容容量在20
‑
200mAh之间，如果电容和大容量电池组（200Ah以上）并联使用，则需要电容循环寿命至少达到10000次以上，目前市面上的电容无法满足此要求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种高输出能力、使用寿命长的方形电化学电容器，还公开了一种方形电化学电容器的制备方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种方形电化学电容器，包括正极、负极、隔离膜和电解液锂盐，所述电容器为方形结构，所述正极包括集流体和活性物质，所述活性物质包括钴酸锂、活性炭、导电浆料、PVDF和CMC
‑
Li；所述负极包括硅墨、导电浆料、水性粘合剂和CMC
‑
Li；所述电解液锂盐包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和锂盐。
[0006]优选的，所述钴酸锂、活性炭、导电浆料、PVDF和CMC
‑
Li的摩尔比为96.2：0.8：1.5：1.0：0.5。
[0007]优选的，所述硅墨、导电浆料、水性粘合剂和CMC
‑
Li的摩尔比为96.5：0.5：2：1。
[0008]优选的，所述碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和锂盐的摩尔比为5：5：5：1。
[0009]优选的，所述锂盐包括LiTFSi和LiFSi，其中LiTFSi与LiFSi的摩尔比为8：2。
[0010]优选的，所述隔膜为PP或PE的高倍率隔膜。
[0011]一种方形电化学电容器的制备方法，包括以下步骤：（1）制备正极：按上述配比称取活性物质，搅拌均匀，得到正极浆料；将正极浆料涂覆于集流体铝箔上，得到正极，正极的辊压厚度为0.94
±
0.003mm，正极片长度为465
±
5mm，宽度为9.1
±
0.05mm；（2）制备负极：按上述配比称取负极材料，搅拌均匀，得到负极浆料，将负极浆料涂覆与铜箔上，得到负极，负极辊压厚度为0.103
±
0.003mm，负极长度为510
±
5mm，宽度为
10.5
±
0.05mm；负极极耳选用镍带，使用超声波焊接的方式将极耳与正极集流体进行焊接；（3）使用25μm厚度的隔膜将以上正极和负极卷绕成方形电芯，并装入电容外壳中，并将电解液锂盐注入到电容外壳中，完成装配；（4）置于45
‑
55℃老化后，再静置48小时后进行化成和分容。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术电容器设计成方形结构，方便生产，降低了传统电容器的高度，简化了电池与电容器组合的操作过程；节约了用电器1/4
‑
1/3的空间，解决了传统电容器无法满足大容量电池组使用的问题。
附图说明
[0013]图1为本专利技术电容器的尺寸图；图2为本专利技术电容器在不同放电电流下的放电曲线；图3为本专利技术电容器在不同温度下于100mA恒流放电曲线；图4为充电电压至3.675V放电截止电压3V循环次数曲线。
具体实施方式
[0014]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。
[0015]实施例1一种方形电化学电容器，包括正极、负极、隔离膜和电解液锂盐，电容器为方形结构，正极包括集流体和活性物质，活性物质包括钴酸锂、活性炭、导电浆料、PVDF和CMC
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Li，钴酸锂、活性炭、导电浆料、PVDF和CMC
‑
Li的摩尔比为96.2：0.8：1.5：1.0：0.5。负极包括硅墨、导电浆料、水性粘合剂和CMC
‑
Li，硅墨、导电浆料、水性粘合剂和CMC
‑
Li的摩尔比为96.5：0.5：2：1。
[0016]电解液锂盐包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和锂盐，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和锂盐的摩尔比为5:5:5:1 。锂盐包括LiTFSi和LiFSi，其中LiTFSi与LiFSi的摩尔比为8：2。
[0017]隔膜为PP或PE的高倍率隔膜。
[0018]该方形电化学电容器的制备方法，包括以下步骤：（1）制备正极：按上述配比称取活性物质，搅拌均匀，得到正极浆料；将正极浆料涂覆于集流体铝箔上，得到正极，正极的辊压厚度为0.94
±
0.003mm，正极片长度为465
±
5mm，宽度为9.1
±
0.05mm；（2）制备负极：按上述配比称取负极材料，搅拌均匀，得到负极浆料，将负极浆料涂覆与铜箔上，得到负极，负极辊压厚度为0.103
±
0.003mm，负极长度为510
±
5mm，宽度为10.5
±
0.05mm；负极极耳选用镍带，使用超声波焊接的方式将极耳与正极集流体进行焊接；（3）使用25μm厚度的隔膜将以上正极和负极卷绕成方形电芯，并装入电容外壳中，并将电解液锂盐注入到电容外壳中，完成装配；（4）置于45
‑
55℃老化后，再静置48小时后进行化成和分容。
[0019]图1为本实施例制备的电容器示意图，为方形结构。
[0020]图2中给出了该电容器在不同放电电流下的放电曲线，其中曲线1代表200mA恒流
放电曲线，曲线2代表300mA恒流放电曲线，曲线3代表500mA恒流放电曲线，曲线4代表800mA恒流放电曲线，曲线5代表1000mA恒流放电曲线。从图2中可以得出该电容器可以满足大电流放电条件，具有高输出能力。
[0021]图3给出了该电容器在100mA恒流下于不同温度情况下的放电曲线，曲线1代表65℃下的放电曲线，曲线2代表25℃下的放电曲线，曲线3代表
‑
20℃下的放电曲线，曲线4代表
‑
40℃下的放电曲线。
[0022]从图3中可以看出该电容器可以满足宽温度范围内的使用。
[0023]从图4可以看出该电容器在循环12000次后容量还在40mAh以上，可以满足长寿命使用。
[0024]最后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方形电化学电容器，包括正极、负极、隔离膜和电解液锂盐，其特征在于，所述电容器为方形结构，所述正极包括集流体和活性物质，所述活性物质包括钴酸锂、活性炭、导电浆料、PVDF和CMC
‑
Li；所述负极包括硅墨、导电浆料、水性粘合剂和CMC
‑
Li；所述电解液锂盐包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和锂盐。2.根据权利要求1所述的方形电化学电容器，其特征在于，所述钴酸锂、活性炭、导电浆料、PVDF和CMC
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Li的摩尔比为96.2：0.8：1.5：1.0：0.5。3.根据权利要求1所述的方形电化学电容器，其特征在于，所述硅墨、导电浆料、水性粘合剂和CMC
‑
Li的摩尔比为96.5：0.5：2：1。4.根据权利要求1所述的方形电化学电容器，其特征在于，所述碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和锂盐的摩尔比为5:5:5:1。5.根据权利要求1所述的方形电化学电容器，其特征在于，所述锂盐包括LiTFSi和LiFSi，其中LiTFSi与LiFSi的摩尔比为8：2。6.根据权利要求1所述的方形电化学电容器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朋朋，张衍西，李元卫，
申请(专利权)人：双洎能源洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：