一种圆柱锂离子电容器的制作方法

文档序号:14746201发布日期:2018-06-20 00:11阅读:123来源:国知局

本实用新型涉及一种电化学储能器件,特别涉及一种圆柱锂离子电容器装置。



背景技术:

锂离子电容器(Lithium-ion capacitor)是结合锂离子电池和超级电容器的储能器件,相对于超级电容器,锂离子电容器具有更高的能量密度,并且具有极低的漏电流和自放电,耐高温浮充性能更加优异。相对于锂离子电池,锂离子电容器低温性能更佳,同时具有更好的倍率性能,在电子装置、不间断电源、AGV电源等领域具有广阔的前景。

现有的锂离子电容器主要有三种:方形、圆柱和软包,其中圆柱采用卷绕的结构,在电芯卷绕的过程中需要放置金属锂,对设备要求较高,尤其是对锂片的放置精度要求较高,生产工艺复杂,生产成本难以下降,同时预嵌锂时间较长。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种新的圆柱锂离子电容器,该圆柱锂离子电容器预嵌锂效果好,预嵌锂时间短。

为解决以上技术问题,本实用新型所述圆柱锂离子电容器,包括顶部设置有胶塞的圆柱形的壳体,在壳体内放置有卷芯,卷芯底部设置有绝缘垫片,卷芯由间隔的正极和负极卷绕得到,在相邻的正极和负极之间以及靠近卷芯中心侧设置有隔膜,该圆柱锂离子电容器还包括分别连接正极和负极的正极极耳和负极极耳,所述壳体内侧贴合有一层金属锂。

进一步地,所述壳体为钢壳或镀镍钢壳。

进一步地,所述金属锂的厚度为10~300μm。

进一步地,所述正极包括正极多孔集流体及涂覆在其表面的正极涂料层,所述负极包括负极多孔集流体和涂覆在其表面的负极涂料层。

进一步地,所述正极极耳和负极极耳分别与正极多孔集流体、负极多孔集流体通过铆接或焊接连接。

进一步地,所述负极涂料层的宽度比正极多涂料层的宽度大2~4mm,所述隔膜的宽度比负极涂料层的宽度大2~4mm。

本实用新型将金属锂进行外置,将金属锂贴合在圆柱壳的内侧,采用金属锂与壳体粘连作为第三电极,将第三电极与负极进行强制放电或者短路的方式进行连接,实现预嵌锂,且会加快预嵌锂速度,同时避免金属锂在卷绕过程中对设备的高精度要求,降低了工艺难度,有利于锂离子电容器的大批量生产。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图。

图中:1-金属锂;2-隔膜;3-正极涂料层;4-正极多孔集流体;5-负极极耳;6-正极极耳;7-胶塞;8-壳体;9-负极涂料层;10-负极多孔集流体;11-绝缘垫片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并参照附图,对本实用新型进一步详细说明。本实用新型的实施并不限于下面的实施例,对本实用新型所做的任何形式上的变通或改变都应在本实用新型的保护范围内。

实施例1:

如图1所示,本实用新型包括由钢或镀镍钢制成的中空的圆柱形的壳体8,该壳体8的顶部设置有胶塞7,起到绝缘和密封的作用,胶塞7具有一定的变形能力,在封口后,防止电解液外泄。壳体8内部设置有卷芯,卷芯底部设置有绝缘垫片11,可以防止正负极的短路。卷芯采用卷绕结构,以最内侧一层隔膜2(中间有一个卷绕轴,用于卷芯的卷绕,图1中未示出,但应清楚该卷绕轴的存在)起始,再依次向外为负极、隔膜2、正极、隔膜2、负极……的次序排列,最外层为负极。正极包括正极多孔集流体4和涂覆在其两侧表面的正极涂料层3,负极包括负极多孔集流体10和涂覆在其两侧的负极涂料层9(例外:在外层负极只包含负极多孔集流体和位于该负极多孔集流体内侧的附加涂料层)。正极多孔集流体4采用通过机械或者腐蚀的方式制得的多孔箔材,其材质可以是铝箔、不锈钢箔或者镍箔等。负极多孔集流体10采用通过激光、机械或者刻蚀的方式加工得到的多孔箔材,该箔材可以是铜箔或者不锈钢箔。

在壳体8的内侧通过粘附贴合有一圈厚度为10~300μm的金属锂1,金属锂的量通过理论计算获得,理论计算是根据负极片的活性物质的量获得。

该锂离子电容器还包括正极极耳6和负极极耳5,且正极极耳6和负极极耳5分别与正极多孔集流体4、负极多孔集流体10通过铆接或焊接连接。另外,负极涂料层9的宽度比正极涂料层3的宽度大2~4mm,所述隔膜2的宽度比负极涂料层9的宽度大2~4mm。此处所述的宽度指的是按照图1中上下的长度。注液封口后将金属锂1,1’与负极极耳5连接,通过充放电设备进行放电,或者直接将金属锂1,1’与负极极耳5短路,在电势差的作用下,金属锂变成锂离子,完成对负极的预嵌锂。

即金属锂1、1’粘附在壳体8上,壳体8作为第三电极,将壳体8与负极进行放电或者进行短路,在电势差的作用下,金属锂会变成锂离子完成对负极的预嵌锂。

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