电化学电容器制造技术

本发明专利技术公开了一种电化学电容器，包括外壳，封装于壳体内的正极片，负极片，介于正负极片之间的隔膜以及填充于正负极和隔膜空隙中的有机电解液，其中正极片由LiNi0.5Mn1.5O4、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铝箔构成，负极片采用Li4Ti5012、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铜箔，其多孔碳材料为多孔活性炭或石墨烯或碳纳米管中的至少一种；有机电解液中含有季铵盐和含有锂离子的电解质盐与有机溶剂的混合液组成。本发明专利技术的电化学电容器是利用锂离子电池和超级电容器的优势结构，制造出的具有更好循环寿命和安全性的电化学电容器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种电化学电容器，包括外壳，封装于壳体内的正极片，负极片，介于正负极片之间的隔膜以及填充于正负极和隔膜空隙中的有机电解液，其中正极片由LiNi0.5Mn1.5O4、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铝箔构成，负极片采用Li4Ti5012、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铜箔，其多孔碳材料为多孔活性炭或石墨烯或碳纳米管中的至少一种；有机电解液中含有季铵盐和含有锂离子的电解质盐与有机溶剂的混合液组成。本专利技术的电化学电容器是利用锂离子电池和超级电容器的优势结构，制造出的具有更好循环寿命和安全性的电化学电容器。【专利说明】电化学电容器
本专利技术属于电化学电容器
，具体涉及一种新型电化学电容器。
技术介绍
电化学电容器又叫超级电容器是近年来出现的一种介于传统电容器和二次电池之间的新型储能装置，它在保留传统电容器功率密度大的特点的同时，具有可达法拉级甚至上万法拉的静电容量，因此其具有能量密度较高的特点。电化学电容器一般可分为三种:一种是利用电极和电解液界面的双电层原理存储电荷的双电层电化学电容器(EDLC), —种是利用电极材料发生表面的快速氧化还原反应原理储存电荷的赝电容器，还有一种是将双电层电化学电容器与锂离子电池在器件内部组合的混合电化学电容器，本专利技术就属于这一类电化学电容器。由于混合电化学电容器在具有较高的能量密度，同时还具有较高的功率密度，因此成为电化学电容器业界关注的焦点。公布号CN102543460A的专利技术专利申请的锂离子电容器，其正极材料为磷酸铁锂，由于磷酸铁锂的电化学电位较低，所以锂离子超级电容器的电化学窗口较低，能量密度受到限制；其负极采用掺杂有锂离子的碳材料导至循环寿命缩短。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低成本、高电化学窗口、更高能量密度、循环寿命更长的电化学电容器。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案: 一种电化学电容器，包括外壳，封装于壳体内的正极片，负极片，介于正负极片之间的隔膜以及填充于正负极和隔膜空隙中的有机电解液，其特征是， 所述正极片由LiNia5Mr^5O4、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铝箔构成； 所述负极片采用Li4Ti5O12、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铜箔； 其中所述有机电解液为季铵盐和含有锂离子的电解质盐与有机溶剂的混合液组成， 所述多孔碳材料为多孔活性炭、石墨烯或碳纳米管中的至少一种。根据所述的电化学电容器，其特征是，正极片中各物质的重量含量为LiNia5Μη150440%~95%，多孔碳材料0.5%~55%，导电碳黑1%~15%，粘结剂3%~10% ;铝箔10 μ π-130 μ m。根据所述的电化学电容器，其特征是，所述铝箔可以为腐蚀铝箔或为光面铝箔。根据所述的电化学电容器，其特征是，所述负极片中各物质的重量含量为Li4Ti5012509T95%,多孔碳材料为0.5%~45%，导电碳黑1%~15%，粘结剂3%~10% ；铜箔8 μ m~20 μ m。根据所述的电化学电容器，其特征是，所述有机电解液中的电解质盐由季氨盐Et4NBF4^MeEt3 NBF4中的一种与含有锂离子的电解质盐LiPF6、LiC104、LiBOB、LiBF4中的一种混合而成。根据所述的电化学电容器，其特征是，所述电解质盐中季铵盐与含锂电解质盐的重量比为0.2^9:lo根据所述的电化学电容器，其特征是，所述有机电解液中电解质的浓度为0.5mol/L~5 mol/L。本专利技术的电化学电容器与现有技术相比，因正极活性物质采用LiNitl 5Mn15O4,所以产品具有更高的电化学窗口，相应能量密度也得到了很大提高；特别由于负极采用Li4Ti5O12作为活性物质，使产品具有更好的循环寿命和安全性能。具体实施方法 一种电化学电容器，包括外壳，封装于壳体内的正极片，负极片，介于正负极片之间的隔膜以及填充于正负极和隔膜空隙中的有机电解液，其特征是， 所述正极片由LiNia5Mr^5O4、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铝箔构成； 所述负极片采用Li4Ti5O12、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铜箔； 其中所述有机电解液为季铵盐和含有锂离子的电解质盐与有机溶剂的混合液组成， 所述多孔碳材料为多孔活性炭、石墨烯或碳纳米管中的至少一种。根据所述的电化学电容器，其特征是，正极片中各物质的重量含量为LiNia5Mnh5O440%~95%，多孔碳材料0.5%~55%，导电碳黑1%~15%，粘结剂3%~10% ;铝箔10 μ m~30 μ m。根据所述的电化学电容器，其特征是，所述铝箔可以为腐蚀铝箔或为光面铝箔。根据所述的电化学电容器，其特征是，所述负极片中各物质的重量含量为Li4Ti5012509T95%,多孔碳材料为0.5%~45%，导电碳黑1%~15%，粘结剂3%~10% ；铜箔8 μ m~20 μ m。根据所述的电化学电容器，其特征是，所述有机电解液中的电解质盐由季氨盐Et4NBF4^MeEt3 NBF4中的一种与含有锂离子的电解质盐LiPF6、LiC104、LiBOB、LiBF4中的一种混合而成。根据所述的电化学电容器，其特征是，所述电解质盐中季铵盐与含锂电解质盐的重量比为0.2^9:lo根据所述的电化学电容器，其特征是，所述有机电解液中电解质的浓度为0.5mol/L~5 mol/L。本专利技术的电化学电容器可以制作成圆柱型、方形和纽扣型。可以采用不锈钢壳、塑料壳、铝壳和铝塑膜封装。 就本专利技术的具体实施进行说明: 实施例1， 称取4质量份的聚偏氟乙烯融入150质量份的N-甲基吡咯烷酮中，加入5质量份的导电炭黑Super-P Li，26质量份比表面积为1800m2/g的活性炭和60质量份的LiNia5Mnh5O4,在行星式真空搅拌机中搅拌8小时以上，用涂布机将制备好的浆料涂覆在光面铝箔上，经干燥后滚压、分切制得正极极片。称取5质量份的聚偏氟乙烯溶入200质量份的N-甲基吡咯烷酮中，加入80质量份的Li4Ti5O12,10质量份比表面积为1800m2/g的活性炭和5质量份的导电炭黑Super-P Li，在行星式真空搅拌机中搅拌10小时以上，用涂布机将制备好的浆料涂覆在铜箔上，经干燥后滚压、分切制得负极极片。制备的正极极片中LiNia5Mnh5O4质量是负极极片中Li4Ti5O12质量的4/5，正极极片和负极极片经极耳焊接，并在正负极极片之间加入隔膜后卷绕，装入壳体，注入2mol/L的含有Et4NBF4和LiPF6两种电解质的电解液，封口后制得混合电化学电容器。经老练后用IC进行充放电循环2000次后容量仍未初始容量个的92%，IC放电的能量密度达到115Wh/Kg0实施例2， 称取5质量份的聚偏氟乙烯融入250质量份的N-甲基吡咯烷酮中，加入2质量份的科琴黑ECP-600JD，13质量份比表面积为1800m2/g的活性炭和80质量份的LiNia ^n1.504，在行星式真空搅拌机中搅拌6小时以上，用涂布机将制备好的浆料涂覆在光面铝箔上，经干燥后滚压、分切制得正极极片。称取4质量份的聚偏氟乙烯溶入200质量份的N-甲基吡咯烷酮中，加入80质量份的Li4Ti5O12,14质量份比表面积为1800m2/g的活性炭和2质量份的科琴黑EC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学电容器，包括外壳，封装于壳体内的正极片，负极片，介于正负极片之间的隔膜以及填充于正负极和隔膜空隙中的有机电解液，其特征是，所述正极片由LiNi0.5Mn1.5O4、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铝箔构成；所述负极片采用Li4Ti5012、多孔碳材料、导电炭黑、粘结剂和铜箔；其中所述有机电解液为季铵盐和含有锂离子的电解质盐与有机溶剂的混合液组成，所述多孔碳材料为多孔活性炭、石墨烯或碳纳米管中的至少一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关成善，宗继月，王勇，张敬捧，辛军委，李蜜蜜，
申请(专利权)人：山东精工电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：