一种锂离子电容器的制备方法_2

文档序号:9328526阅读:来源:国知局
MC)按照质量比为90:5:3:1进行称量,滴加与活性物质质量比为1:5的去离子水在真空条件下搅拌2h制备的浆料。接着将浆料均匀涂布在正极集流体阳极腐蚀铝箔(本处阳极腐蚀材料可以为无孔或有孔;有孔时可以为多孔)的正反两面上,经干燥、碾压、冲切后获得55mm*75mm的正极极片。
[0052](3)锂离子电容器组装
[0053]如图1所示,将负极3、隔膜1、正极2、隔膜I按Z型叠片后用高温胶带固定组成电芯,然后将电芯放入外壳铝塑膜壳内并注入IM LiBF4(溶剂为体积比为1:1:1的EC、DEC、DMC)电解液,抽真空密封后即可得到锂离子电容器。
[0054](4)预嵌锂过程
[0055]将上述新型锂离子电容器在3.8V条件下先以0.05C进行10次恒流充放电,再以0.1C进行8次恒流充放电,最后在0.5C条件下恒流充10次即可获得完成预嵌锂过程的锂离子电容器。
[0056]本处仅以实施例1-3为代表结合说明书附图1-2说明本发明申请优异之处,以下其它实施例同样在实施例1-3所描述的范围内,而不超出本发明的范围。
[0057]实施例4
[0058](I)制备负极片
[0059]将中间相碳微球和Li2N13作为负极活性物质、导电炭黑、质量分数为40%的丁苯橡胶(SBR,粘结剂,下同)、质量分数为1.5%的羟甲基纤维素钠(CMC,分散剂,下同)按照质量比为70:10:10:5:5进行称量配比,滴加与活性物质质量比为1:5的去离子水在真空条件下搅拌2h制备的浆料,调整浆料至固含量为50v/v%。接着将浆料均匀涂布在负极集流体阳极腐蚀铜网(本处阳极腐蚀材料可以为无孔或有孔;有孔时可以为多孔)的正反两面上,经干燥、碾压、冲切后获得55mm*75mm的负极极片。
[0060](2)制备正极片
[0061]将活性炭作为正极材料、导电炭黑、质量分数为40%的丁苯橡胶(SBR,粘结剂)、质量分数为1.5%的羟甲基纤维素钠(CMC,分散剂)按照质量比为92:3:5:1进行称量,滴加与活性物质质量比为1:7的去离子水在真空条件下搅拌2h制备的浆料。接着将浆料均匀涂布在正极集流体阳极腐蚀铝网(本处阳极腐蚀材料可以为无孔或有孔;有孔时可以为多孔)的正反两面上,经干燥、碾压、冲切后获得55mm*75mm的正极极片。
[0062](3)锂离子电容器组装
[0063]如图1所示,将负极3、隔膜1、正极2、隔膜I按Z型叠片后用高温胶带固定组成电芯,然后将电芯放入外壳铝塑膜壳内并注入浓度1.5M LiPF6 (溶剂为体积比为1:1:1的PC、DEC、DMC)电解液,抽真空密封后即可得到锂离子电容器。
[0064](4)预嵌锂过程
[0065]将上述新型锂离子电容器在2.4V条件下先以0.05C进行6次恒流充放电,再以0.1C进行6次恒流充放电,最后在0.5C条件下恒流充7次即可获得完成预嵌锂过程的锂离子电容器。
[0066]实施例5
[0067](I)制备负极片
[0068]将软炭和Li2N13作为负极活性物质、导电炭黑、质量分数为40%的丁苯橡胶(SBR)、质量分数为1.5%的羟甲基纤维素钠(CMC)按照质量比为83:6:5:3:3进行称量,滴加与活性物质质量比为1:6的去离子水在真空条件下搅拌2h制备的浆料,调整浆料至固含量为52v/v%。接着将浆料均匀涂布在负极集流体不锈钢箔的正反两面上,经干燥、碾压、冲切后获得55mm*75mm的负极极片。
[0069](2)制备正极片
[0070]将活性炭作为正极材料、导电炭黑、质量分数为40%的丁苯橡胶(SBR)、质量分数为1.5%的羟甲基纤维素钠(CMC)按照质量比为88:4:4:2.5进行称量,滴加与活性物质质量比为1:6的去离子水在真空条件下搅拌2h制备的浆料。接着将浆料均匀涂布在正极集流体不锈钢箔的正反两面上,经干燥、碾压、冲切后获得55mm*75mm的正极极片。
[0071](3)锂离子电容器组装
[0072]如图1所示,将负极3、隔膜1、正极2、隔膜I按Z型叠片后用高温胶带固定组成电芯,然后将电芯放入外壳铝塑膜壳内并注入1.2M LiPF6(溶剂为体积比为1:1:1:1的PC、EC、DEC、DMC)电解液,抽真空密封后即可得到锂离子电容器。
[0073](4)预嵌锂过程
[0074]将上述新型锂离子电容器在2.6V条件下先以0.05C进行9次恒流充放电,再以0.1C进行7次恒流充放电,最后在0.5C条件下恒流充9次即可获得完成预嵌锂过程的锂离子电容器。
[0075]实施例6
[0076](I)制备负极片
[0077]将硬炭和Li2MoO3作为负极活性物质、导电炭黑、质量分数为40%的丁苯橡胶(SBR)、质量分数为1.5%的羟甲基纤维素钠(CMC)按照质量比为75:8:9:4:4进行称量,滴加与活性物质质量比为1:8的去离子水在真空条件下搅拌2h制备的浆料,调整浆料至固含量为46v/v%。接着将浆料均匀涂布在负极集流体不锈钢网的正反两面上,经干燥、碾压、冲切后获得55mm*75mm的负极极片。
[0078](2)制备正极片
[0079]将活性炭作为正极材料、导电炭黑、质量分数为40%的丁苯橡胶(SBR)、质量分数为1.5%的羟甲基纤维素钠(CMC)按照质量比为90:4.4:6:1.5进行称量,滴加与活性物质质量比为1:4的去离子水在真空条件下搅拌2h制备的浆料。接着将浆料均匀涂布在正极集流体不锈钢网的正反两面上,经干燥、碾压、冲切后获得55mm*75mm的正极极片。
[0080](3)锂离子电容器组装
[0081]如图1所示,将负极3、隔膜1、正极2、隔膜I按Z型叠片后用高温胶带固定组成电芯,然后将电芯放入外壳铝塑膜壳内并注入1.3M LiBF4(溶剂为体积比为1:1:1的EC、DEC、PC)电解液,抽真空密封后即可得到锂离子电容器。
[0082](4)预嵌锂过程
[0083]将上述新型锂离子电容器在3.5V条件下先以0.05C进行5次恒流充放电,再以0.1C进行9次恒流充放电,最后在0.5C条件下恒流充7次即可获得完成预嵌锂过程的锂离子电容器。
[0084]以上实施例中,电解液的电解质还可以为LiBF4或者LiClO4;有机溶剂还可以为PC溶剂或者EC溶剂或者DEC溶剂或者DMC溶剂或者PC/EC混合溶剂(体积比1:1)或者PC/DEC混合溶剂(体积比1:2)或者PC/DMC混合溶剂混合溶剂(体积比2:1)或者EC/DEC混合溶剂(体积比1:1.5)或者EC/DMC混合溶剂(体积比1:3)或者DEC/DMC混合溶剂(体积比3:1)或者PC、EC、DEC和DMC中的至少两种的其它任意组合。
[0085]以上实施例中,集流体材料为阳极腐蚀材料时可以为无孔或有孔结构;有孔时可以为多孔。
[0086]如图2可以看出,本发明获得的电容器,质量稳定,电容器在多次(500次以上)充放电后熔炼保持了依旧稳定地处于96%以上,并未出现明显下滑。
[0087]本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案,同样都在本发明要求保护的范围内;同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中,在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案),而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系,其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换,特别声明的除外。
[0088]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的【具体实施方式】,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种锂离子电容器的制备方法,其特征在于,包括负极制备、正极制备、电容器组装以及预嵌锂, 其中,负极制备得到负极极片; 正极制备得到正极极片; 电容器组装将负极极片、隔膜、正极极片、隔膜制成电芯,封装后得到电容器;预嵌锂为将电容器在2.2-3.8V条件下先以0.05C进行5_10次恒流充放电,然后在同样的工作电压区间内以0.1C进行5-10次恒流充放电,最后在0.5C条件下恒流充放电处理5-10次即可获得完成预嵌锂过程的锂离子电容器。2.根据权利要求1所述的锂离子电容器的制备方法,其特征在于,所述负极制备为将负极材料、锂金属氧化物、导电炭黑、粘结剂和分散剂按照质量比为(70-85): (5-10): (5-10):(3-5): (2-5)进行称量,其中负极材料和锂金属氧化物为活性物质,添加与活性物质质量比为1:3.5?8的去离子水,在真空条件下制得固含量为45-52v/v%的浆料,将浆料均匀涂布在负极集流体上,经干燥、碾压、冲切即可。3.根据权利要求2所述的锂离子电容器的制备方法,其特征在于,所述负极材料为天然石墨、硬炭、软炭和中间相碳微球中的一种或者几种。4.根据权利要求2所述的锂离子电容器的制备方法,其特征在于,所述锂金属氧化物为Li2Ni03、Li2MoO3中的一种或者两种。5.根据权利要求2所述的锂离子电容器的制备方法,其特征在于,所述恒温的温度范围为 25±3°C。6.根据权利要求2所述的锂离子电容器的制备方法,其特征在于,所述恒湿的湿度范围为 30±10%。7.根据权利要求1所述的锂离子电容器的制备方法,其特征在于,所述正极制备为按质量比将85-92份的正极材料、4-10份的导电炭黑、3-7份的粘结剂、1-3份的分散剂分散在去离子水中,形成正极浆料,将浆料涂布在正极集流体上,经干燥、碾压、冲切后即可。8.根据权利要求2所述的锂离子电容器的制备方法,其特征在于,所述负极集流体为阳极腐蚀铜或不锈钢的箔状材料或网状材料。9.根据权利要求7所述的锂离子电容器的制备方法,其特征在于,所述正极集流体为阳极腐蚀铝或不锈钢的箔状材料或网状材料。
【专利摘要】本发明公开的锂离子电容器的制备方法,包括负极制备、正极制备、电容器组装以及预嵌锂,其中,负极制备得到负极极片;正极制备得到正极极片;电容器组装将负极极片、隔膜、正极极片、隔膜制成电芯,封装后得到电容器;预嵌锂为将电容器在2.2-3.8V条件下先以0.05C进行5-10次恒流充放电,然后在同样的工作电压区间内以0.1C进行5-10次恒流充放电,最后在0.5C条件下恒流充放电处理5-10次即可获得完成预嵌锂过程的锂离子电容器。本发明工艺过程安全可靠、操作简单,成本低廉。
【IPC分类】H01G11/50, H01G11/84
【公开号】CN105047428
【申请号】CN201510468031
【发明人】阮殿波, 杨斌, 傅冠生
【申请人】宁波南车新能源科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月3日
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