一种超能电容器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电化学储能电池技术领域，尤其涉及一种超能电容器。
【背景技术】
[0002]现行超级电容器技术采用活性炭为电极材料，以“对称”结构（即正极与负极相同）进行电容器的制备。活性炭电极材料的电容量仅为100F/g，同时，“对称”结构限制了电容器的电容量（即：等于单一电极电容器容量的一半)和电压(2.7V)，导致现行超级电容器有限的能量密度(5Wh/kg)和功率密度（l-10kW/kg)。另外，充电时，较高的正极电位(4.3V)可能导致电解质氧化分解，降低电容器的高温安全性。因此，研究一种新型的超能电容器具有重要的研究意义。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术中的电容器存在的上述不足，本实用新型的目的在于:提供一种超能电容器，其具有结构简单、设计合理、高电压、高电容、高能量密度、高功率密度、使用寿命长、安全可靠等优点。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：
[0005]—种超能电容器，该超能电容器包括外壳及设置在外壳空腔内的隔膜、正电极片、负电极片、电解液，还包括设置在外壳端头部的两根引线，该两根引线分别连接在正电极片和负电极片上;其中，隔膜设置在外壳的中间位置处，正电极片与负电极片分别位于隔膜两侧的外壳空腔内，正电极片包括依序设置的第一活性层、集流体、第一导电层；负电极片包括依序设子的第二活性层、集流体、第二导电层；电解液填充于正电极片、隔膜、负电极片之间形成的空腔中。
[0006]作为上述技术方案的进一步优化，该外壳为铝制外壳，正电极片和负电极片中的集流体厚度均为3-5mm;每根引线上还设置有绝缘片，外壳上还设置有包装膜。
[0007]作为上述技术方案的进一步优化，该第一活性层为饱和的石墨烯，该第二活性层为石墨烯、活性炭中的任一种，该第一导电层为含锂化合物，该第二导电层为高比表面的碳，该含锂化合物为锰酸锂、磷酸铁锂、锰酸钒锂、硅酸亚酸锂中的一种或者任意组合;该电解液为有机电解液，其中，有机电解液包括含有碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸丙烯酯中一种或者任意组合的有机溶剂和在该有机溶剂中添加有亚胺盐、硼酸盐、磷酸盐中一种或者任意组合的离子液体。
[0008]作为上述技术方案的进一步优化，正电极片和负电极片上的集流体均设置有正反面贯通的孔，并且该孔的孔径为100_400μπι。
[0009]与现有技术中的电容器相比，采用本实用新型的超级电容器的有益效果是:通过将正电极片采用锂饱和的石墨烯复合材料、负电极片采用石墨烯/活性炭符合材料，具有高容量和高倍率的优点，将锂离子电池和超级电容器的优势集为一体，进一步提高了电容器的电容量和电压，有效降低了电容器的正极电位至4伏，其中电容量可提高到150_300F/g，电压提高至3 . 8V，能量密度达到20-60Wh/kg，功率密度达到5-20kW/kg;有效避免了电解质的氧化分解，提高了电容器的循环寿命和安全性。
【附图说明】
[0010]附图I为本实用新型超级电容器的结构示意图，
[0011]附图2为本实用新型超级电容器的工作原理示意图。
[0012]在上述附图中，各附图标记的具体含义如下：
[0013]I:外壳;2:隔膜;3:正电极片;4:负电极片;5:引线;6:绝缘片;7:包装膜。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图1-2对本实用新型的超级电容器的结构作以详细说明。
[0015]—种超能电容器，该超能电容器包括外壳I及设置在外壳空腔内的隔膜2、正电极片3、负电极片4、电解液，还包括设置在外壳端头部的两根引线5、5，该两根引线分别连接在正电极片和负电极片上;其中，隔膜设置在外壳的中间位置处，正电极片与负电极片分别位于隔膜两侧的外壳空腔内，正电极片包括依序设置的第一活性层、集流体、第一导电层；负电极片包括依序设子的第二活性层、集流体、第二导电层；电解液填充于正电极片、隔膜、负电极片之间形成的空腔中。该外壳为铝制外壳，正电极片和负电极片中的集流体厚度均为3-5mm;每根引线上还设置有绝缘片6，外壳I上还设置有包装膜7。该第一活性层为饱和的石墨烯，该第二活性层为石墨烯、活性炭中的任一种，该第一导电层为含锂化合物，该第二导电层为高比表面的碳，该含锂化合物为锰酸锂、磷酸铁锂、锰酸钒锂、硅酸亚酸锂中的一种或者任意组合;该电解液为有机电解液，其中，有机电解液包括含有碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸丙烯酯中一种或者任意组合的有机溶剂和在该有机溶剂中添加有亚胺盐、硼酸盐、磷酸盐中一种或者任意组合的离子液体。正电极片和负电极片上的集流体均设置有正反面贯通的孔，并且该孔的孔径为100-400μπι。
[0016]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种超能电容器，其特征在于:该超能电容器包括外壳（I)及设置在外壳空腔内的隔膜(2)、正电极片(3)、负电极片(4)、电解液，还包括设置在外壳端头部的两根引线(5)，该两根引线分别连接在正电极片和负电极片上;其中，隔膜设置在外壳的中间位置处，正电极片与负电极片分别位于隔膜两侧的外壳空腔内，正电极片包括依序设置的第一活性层、集流体、第一导电层;负电极片包括依序设子的第二活性层、集流体、第二导电层；电解液填充于正电极片、隔膜、负电极片之间形成的空腔中。2.根据权利要求I所述的一种超能电容器，其特征在于:该外壳为铝制外壳，正电极片和负电极片中的集流体厚度均为3-5mm;每根引线上还设置有绝缘片(6)，外壳（I)上还设置有包装膜(7)。3.根据权利要求I所述的一种超能电容器，其特征在于：该第一活性层为饱和的石墨烯，该第二活性层为石墨烯、活性炭中的任一种，该第一导电层为含锂化合物，该第二导电层为高比表面的碳，该含锂化合物为锰酸锂、磷酸铁锂、锰酸钒锂、硅酸亚酸锂中的一种或者任意组合;该电解液为有机电解液，其中，有机电解液包括含有碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸丙烯酯中一种或者任意组合的有机溶剂和在该有机溶剂中添加有亚胺盐、硼酸盐、磷酸盐中一种或者任意组合的离子液体。4.根据权利要求I所述的一种超能电容器，其特征在于:正电极片和负电极片上的集流体均设置有正反面贯通的孔，并且该孔的孔径为100-400μπι。
【专利摘要】本实用新型一种超能电容器，该超能电容器包括外壳及设置在外壳空腔内的隔膜、正电极片、负电极片、电解液，还包括设置在外壳端头部的两根引线，该两根引线分别连接在正电极片和负电极片上；其中，隔膜设置在外壳的中间位置处，正电极片与负电极片分别位于隔膜两侧的外壳空腔内，正电极片包括依序设置的第一活性层、集流体、第一导电层；负电极片包括依序设子的第二活性层、集流体、第二导电层；电解液填充于正电极片、隔膜、负电极片之间形成的空腔中。其具有结构简单、设计合理、高电压、高电容、高能量密度、高功率密度、使用寿命长、安全可靠等优点。
【IPC分类】H01G11/36
【公开号】CN205159111
【申请号】CN201521001773
【发明人】王运虎, 吴孔松, 周岸涛
【申请人】华电瑞能(北京)电力技术有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月7日