锂离子电容器及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种锂离子电容器及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 超级电容器具有比锂离子电池高的功率密度，能够快速充放电，超级电容器的应 用广泛，可以辅助电池作为新能源汽车的动力系统，与电池配合作为无线传输领域的电源 系统，单独用于太阳能或风能发电的储能系统，或者用于军事等领域。但超级电容器的能量 密度远不及锂离子电池，限制了其应用。目前将超级电容器与锂离子电池配合使用，利用了 锂离子电池的高能量密度和超级电容器的高功率密度的优点，这种方式比较简单，但体积 大、重量大。
【发明内容】
[0003] 本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是 提供一种具有高能量密度、高功率密度的锂离子电容器及其制作方法。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种锂离子电容器，由正极、负 极、隔膜和电解质组成，所述正极连接正极片，所述负极连接负极片，所述正极片、负极片中 的至少一种电极片同时含有超级电容器电极活性材料和锂离子电池电极活性材料，所述电 极片由集流体和覆盖于集流体表面包含电极活性材料的电极活性层构成，所述超级电容器 电极活性材料至少包含导电聚合物。
[0005] 进一步地，所述超级电容器电极活性材料和锂离子电池电极活性材料同时包含于 同一集流体表面的同一电极活性层，或者分别包含于同一集流体表面的不同电极活性层， 或者分别包含于不同集流体表面的电极活性层。
[0006] 进一步地，所述超级电容器电极活性材料中的导电聚合物为聚吡咯及其衍生物、 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、聚对苯 及其衍生物、聚喹啉及其衍生物中的至少一种。
[0007] 进一步地，所述超级电容器电极活性材料还包含碳、石墨烯、金属氧化物中的至少 一种，所述碳为活性炭、纳米碳、碳凝胶、碳纤维、软碳、硬碳、石墨中的至少一种，所述金属 氧化物为锰、钌、钴、镍、钒的氧化物中的至少一种。
[0008] 进一步地，所述锂离子电池电极活性材料为锂化合物、碳、石墨烯中的至少一种， 所述锂化合物为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、锂镍钴锰氧、锂镍钴氧、锂镍锰氧、钛酸锂、镍酸 锂、钒酸锂、硅酸铁锂中的至少一种，所述碳为活性炭、纳米碳、碳凝胶、碳纤维、软碳、硬碳、 石墨中的至少一种。
[0009] 进一步地，所述电极活性材料还掺杂锂。
[0010] 进一步地，所述电解质为液态电解质或固态电解质，所述液态电解质为水系电解 液、有机体系电解液、离子液体电解液中的至少一种，所述固态电解质为无机固态电解质、 凝胶固态电解质、有机固态电解质中的至少一种。
[0011] 进一步地，所述锂离子电容器还包含多个正极片和负极片，多个正极片和负极片 之间以串联、并联中的至少一种方式连接。
[0012] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案二是：一种锂离子电容器的制造方法， 按以下步骤进行： (1) 正极片的制备：在正极集流体表面覆盖至少一层包含正极活性材料的正极活性层， 制成正极片； (2) 正极的连接：将正极片的正极集流体与正极连接； (3) 负极片的制备：在负极集流体表面覆盖至少一层包含负极活性材料的负极活性层， 制成负极片； (4) 负极的连接：将负极片的负极集流体与负极连接； (5) 封装：在正极片与负极片之间设置隔膜，添加电解质，多组极片以串联、并联中的至 少一种方式组装并封装成锂离子电容器； 所述正极片、负极片中的至少一种电极片同时含有超级电容器电极活性材料和锂离子 电池电极活性材料，所述超级电容器电极活性材料至少包含导电聚合物。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该锂离子电容器具有高能量密度、高 功率密度的优点。
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0016] 图2为本发明实施例2的结构示意图。
[0017] 图中：1-正极集流体，2-第一正极活性层，12-第二正极活性层，3-正极片，4-负 极集流体，5-第一负极活性层，15-第二负极活性层，6-负极片，7-隔膜，8-电解质，9-正 极，10-负极。
【具体实施方式】
[0018] 如图1~2所示，一种锂离子电容器，由正极9、负极10、隔膜7和电解质8组成，所 述正极9连接正极片3,所述负极10连接负极片6,所述正极片3、负极片6中的至少一种电 极片同时含有超级电容器电极活性材料和锂离子电池电极活性材料，所述电极片由集流体 和覆盖于集流体表面包含电极活性材料的电极活性层构成，所述超级电容器电极活性材料 至少包含导电聚合物。
[0019]在本发明中，所述超级电容器电极活性材料和锂离子电池电极活性材料可以同时 包含于同一集流体表面的同一电极活性层，所述超级电容器电极活性材料和锂离子电池电 极活性材料也可以分别包含于同一集流体表面的不同电极活性层，所述超级电容器电极活 性材料和锂离子电池电极活性材料也可以分别包含于不同集流体表面的电极活性层。
[0020] 在本发明中，所述超级电容器电极活性材料中的导电聚合物为聚吡咯及其衍生 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、聚对 苯及其衍生物、聚喹啉及其衍生物中的至少一种。所述超级电容器电极活性材料还包含碳、 石墨烯、金属氧化物中的至少一种，所述碳为活性炭、纳米碳、碳凝胶、碳纤维、软碳、硬碳、 石墨中的至少一种，所述金属氧化物为锰、钌、钴、镍、钒的氧化物中的至少一种。
[0021] 本发明是通过涂布、喷涂、浸渍、印刷、打印、化学反应、电化学反应、热反应或溅射 沉积方式，在正极集流体1和负极集流体4表面分别覆盖正极活性层和负极活性层。所述 集流体为错、铜、镍、钽、钛、铅、不锈钢、碳、石墨、导电聚合物、石墨烯中的至少一种的箔、网 或块。
[0022] 在本发明中，所述锂离子电池电极活性材料为锂化合物、碳、石墨烯中的至少一 种，所述锂化合物为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、锂镍钴锰氧、锂镍钴氧、锂镍锰氧、钛酸锂、 镍酸锂、钒酸锂、硅酸铁锂中的至少一种，所述碳为活性炭、纳米碳、碳凝胶、碳纤维、软碳、 硬碳、石墨中的至少一种。
[0023] 在本发明中，所述电极活性材料还可以掺杂锂。
[0024] 在本发明中，所述电解质8为液态电解质或固态电解质，所述液态电解质为水系 电解液、有机体系电解液、离子液体电解液中的至少一种，所述固态电解质为无机固态电解 质、凝胶固态电解质、有机固态电解质中的至少一种。
[0025] 本发明中，所述锂离子电容器还包含多个正极片和负极片，多个正极片和负极片 之间以串联、并联中的至少一种方式连接。
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