鋰離子電容器及其制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鋰離子電容器及其制作方法。
【背景技術】
[0002] 超級電容器具有比鋰離子電池高的功率密度，能夠快速充放電，超級電容器的應 用廣泛，可以輔助電池作為新能源汽車的動力系統，與電池配合作為無線傳輸領域的電源 系統，單獨用于太陽能或風能發電的儲能系統，或者用于軍事等領域。但超級電容器的能量 密度遠不及鋰離子電池，限制了其應用。目前將超級電容器與鋰離子電池配合使用，利用了 鋰離子電池的高能量密度和超級電容器的高功率密度的優點，這種方式比較簡單，但體積 大、重量大。
【發明內容】
[0003] 本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是 提供一種具有高能量密度、高功率密度的鋰離子電容器及其制作方法。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明的技術方案一是：一種鋰離子電容器，由正極、負 極、隔膜和電解質組成，所述正極連接正極片，所述負極連接負極片，所述正極片、負極片中 的至少一種電極片同時含有超級電容器電極活性材料和鋰離子電池電極活性材料，所述電 極片由集流體和覆蓋于集流體表面包含電極活性材料的電極活性層構成，所述超級電容器 電極活性材料至少包含導電聚合物。
[0005] 進一步地，所述超級電容器電極活性材料和鋰離子電池電極活性材料同時包含于 同一集流體表面的同一電極活性層，或者分別包含于同一集流體表面的不同電極活性層， 或者分別包含于不同集流體表面的電極活性層。
[0006] 進一步地，所述超級電容器電極活性材料中的導電聚合物為聚吡咯及其衍生物、 聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚苯乙烯及其衍生物、聚吡啶及其衍生物、聚對苯 及其衍生物、聚喹啉及其衍生物中的至少一種。
[0007] 進一步地，所述超級電容器電極活性材料還包含碳、石墨烯、金屬氧化物中的至少 一種，所述碳為活性炭、納米碳、碳凝膠、碳纖維、軟碳、硬碳、石墨中的至少一種，所述金屬 氧化物為錳、釕、鈷、鎳、釩的氧化物中的至少一種。
[0008] 進一步地，所述鋰離子電池電極活性材料為鋰化合物、碳、石墨烯中的至少一種， 所述鋰化合物為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鋰鎳鈷錳氧、鋰鎳鈷氧、鋰鎳錳氧、鈦酸鋰、鎳酸 鋰、釩酸鋰、硅酸鐵鋰中的至少一種，所述碳為活性炭、納米碳、碳凝膠、碳纖維、軟碳、硬碳、 石墨中的至少一種。
[0009] 進一步地，所述電極活性材料還摻雜鋰。
[0010] 進一步地，所述電解質為液態電解質或固態電解質，所述液態電解質為水系電解 液、有機體系電解液、離子液體電解液中的至少一種，所述固態電解質為無機固態電解質、 凝膠固態電解質、有機固態電解質中的至少一種。
[0011] 進一步地，所述鋰離子電容器還包含多個正極片和負極片，多個正極片和負極片 之間以串聯、并聯中的至少一種方式連接。
[0012] 為了解決上述技術問題，本發明的技術方案二是：一種鋰離子電容器的制造方法， 按以下步驟進行： (1) 正極片的制備：在正極集流體表面覆蓋至少一層包含正極活性材料的正極活性層， 制成正極片； (2) 正極的連接：將正極片的正極集流體與正極連接； (3) 負極片的制備：在負極集流體表面覆蓋至少一層包含負極活性材料的負極活性層， 制成負極片； (4) 負極的連接：將負極片的負極集流體與負極連接； (5) 封裝：在正極片與負極片之間設置隔膜，添加電解質，多組極片以串聯、并聯中的至 少一種方式組裝并封裝成鋰離子電容器； 所述正極片、負極片中的至少一種電極片同時含有超級電容器電極活性材料和鋰離子 電池電極活性材料，所述超級電容器電極活性材料至少包含導電聚合物。
[0013]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：該鋰離子電容器具有高能量密度、高 功率密度的優點。
[0014] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明實施例1的結構示意圖。
[0016] 圖2為本發明實施例2的結構示意圖。
[0017] 圖中：1-正極集流體，2-第一正極活性層，12-第二正極活性層，3-正極片，4-負 極集流體，5-第一負極活性層，15-第二負極活性層，6-負極片，7-隔膜，8-電解質，9-正 極，10-負極。
【具體實施方式】
[0018] 如圖1~2所示，一種鋰離子電容器，由正極9、負極10、隔膜7和電解質8組成，所 述正極9連接正極片3,所述負極10連接負極片6,所述正極片3、負極片6中的至少一種電 極片同時含有超級電容器電極活性材料和鋰離子電池電極活性材料，所述電極片由集流體 和覆蓋于集流體表面包含電極活性材料的電極活性層構成，所述超級電容器電極活性材料 至少包含導電聚合物。
[0019]在本發明中，所述超級電容器電極活性材料和鋰離子電池電極活性材料可以同時 包含于同一集流體表面的同一電極活性層，所述超級電容器電極活性材料和鋰離子電池電 極活性材料也可以分別包含于同一集流體表面的不同電極活性層，所述超級電容器電極活 性材料和鋰離子電池電極活性材料也可以分別包含于不同集流體表面的電極活性層。
[0020] 在本發明中，所述超級電容器電極活性材料中的導電聚合物為聚吡咯及其衍生 物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚苯乙烯及其衍生物、聚吡啶及其衍生物、聚對 苯及其衍生物、聚喹啉及其衍生物中的至少一種。所述超級電容器電極活性材料還包含碳、 石墨烯、金屬氧化物中的至少一種，所述碳為活性炭、納米碳、碳凝膠、碳纖維、軟碳、硬碳、 石墨中的至少一種，所述金屬氧化物為錳、釕、鈷、鎳、釩的氧化物中的至少一種。
[0021] 本發明是通過涂布、噴涂、浸漬、印刷、打印、化學反應、電化學反應、熱反應或濺射 沉積方式，在正極集流體1和負極集流體4表面分別覆蓋正極活性層和負極活性層。所述 集流體為錯、銅、鎳、鉭、鈦、鉛、不銹鋼、碳、石墨、導電聚合物、石墨烯中的至少一種的箔、網 或塊。
[0022] 在本發明中，所述鋰離子電池電極活性材料為鋰化合物、碳、石墨烯中的至少一 種，所述鋰化合物為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鋰鎳鈷錳氧、鋰鎳鈷氧、鋰鎳錳氧、鈦酸鋰、 鎳酸鋰、釩酸鋰、硅酸鐵鋰中的至少一種，所述碳為活性炭、納米碳、碳凝膠、碳纖維、軟碳、 硬碳、石墨中的至少一種。
[0023] 在本發明中，所述電極活性材料還可以摻雜鋰。
[0024] 在本發明中，所述電解質8為液態電解質或固態電解質，所述液態電解質為水系 電解液、有機體系電解液、離子液體電解液中的至少一種，所述固態電解質為無機固態電解 質、凝膠固態電解質、有機固態電解質中的至少一種。
[0025] 本發明中，所述鋰離子電容器還包含多個正極片和負極片，多個正極片和負極片 之間以串聯、并聯中的至少一種方式連接。
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