用于锂离子电容器的复合物电极的制作方法_4

文档序号:9439121阅读:来源:国知局
8. 5重量%的 PVDF和4. 3重量%的炭黑。
[0073] 通过采用刮刀将复合物浆料分散到(25微米的)铜锥上,制备复合LTO-硬碳电 极。将负载了复合物浆料的铜锥初始在通风楓中干燥,然后在120°C的真空烘箱中干燥过 夜。将经干燥的阳极片切割成直径为1. 4厘米的碟片。复合电极的典型厚度约为350微米。
[0074] 提供裡复合物颗粒,其具有裡金属忍和包覆了忍的LiPigi。首先,在受控气氛中, 用THF对硅油中的市售可得的裡金属颗粒进行清洗和过滤,W去除硅油。颗粒干燥并转移 至含有溶于THF的2M的LiPFe的涂料溶液的碟中。溶剂在环境条件下蒸发,W产生稳定化 的、LiPf^余覆的裡复合颗粒。对涂料溶液的量和浓度进行控制,W产生复合颗粒,其中,在 干燥之后,LiPFe(涂层)与裡金属(忍)的重量比约为20:80。
[0075] 如图5所示是在3.8V保持7小时的组装电池的CV响应。第一次循环所示为线 501,第二次循环所示为线502。可W看出,伏安图具有矩形形状,运表明裡离子电容器具有 良好的电容行为。装置的能量密度和功率密度总结见表2。
[0076] 表2 :能量密度和功率密度,LTO-硬碳阳极
[0078] 李施例4 :20%的LTO-硬碳复合物阳极
[0079] 在复合整电极中采用20重量%的LTO来重复实施例3。
[0080] 连施例5 :38.6%的LTO-硬碳复合物阳极
[0081] 在复合整电极中采用38.6重量%的LTO来重复实施例3。
[0082] 图6是实施例2-5的拉贡图(功率密度VS能量密度)。图6中的数据显示,相比 于实施例2的LTO阳极电容器,本发明的实施例3-5的基于复合物阳极的电容器展现出相 当高的能量密度和功率密度。此外,20重量%的LTO复合物阳极的能量密度和功率密度高 于14. 6重量%的复合物阳极和38.6重量%的复合物阳极的能量密度和功率密度。
[0083] 除非上下文另外清楚地说明,否则,本文所用的单数形式的"一个"、"一种"和"该" 包括复数指代。因此,例如,对一种"玻璃"的引用包括具有两种或更多种此类"玻璃"的例 子,除非文本中有另外的明确表示。
[0084] 本文中,范围可W表示为从"约"一个具体值和/或到"约"另一个具体值的范围。 当表述运种范围时,例子包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地,当使用先行 词"约"表示数值为近似值时,应理解,具体数值构成另一个方面。还应理解的是,每个范围 的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时,都是有意义的。
[0085] 除非另有表述,否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤W具体 顺序进行。因此,当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在 权利要求书或说明书中W任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序,都不旨在暗示该任 意特定顺序。
[0086] 还要注意本文关于将部件"构造成"或"使其适于"W特定的方式起作用的描述。 运方面而言,对运样一个组件进行"配置成"或"使其适于"是为了具体表现特定的性质,或 者W特定的方式起作用,其运样的描述是结构性的描述,而不是对预定期应用的描述。更具 体地,本文所述的将组件"构造成"或"使其适于"的方式表示该组分现有的物理条件,因此 可W将其看作该组件的结构特征的限定性描述。
[0087] 虽然会用过渡语"包括"来公开特定实施方式的各种特征、元素或步骤,但是应理 解的是,运暗示了包括可采用过渡语"由......构成"、"基本由......构成"描述在内的 替代实施方式。因此,例如,暗示的包括裡铁氧化物和选自硬碳和石墨的碳材料的阳极替代 实施方式包括了阳极由裡铁氧化物和碳材料构成的实施方式W及阳极基本由裡铁氧化物 和碳材料构成的实施方式。
[008引本领域的技术人员显而易见的是,可W在不偏离本发明的范围和精神的情况下对 本发明进行各种修改和变动。因为本领域的技术人员可W想到所述实施方式的融合了本发 明精神和实质的各种改良组合、子项组合和变化,应认为本发明包括所附权利要求书范围 内的全部内容及其等同内容。
【主权项】
1. 一种锂离子电容器,其包括阴极、阳极以及置于所述阴极和所述阳极之间的多孔分 隔器, 所述阴极包含活性炭,以及 所述阳极包含锂钛氧化物和选自硬碳和石墨的碳材料。2. 如权利要求1所述的锂离子电容器,其特征在于,所述阴极包含形成在阴极集电器 上的一层活性炭。3. 如权利要求2所述的锂离子电容器,其特征在于,该活性炭层的厚度约为25-600微 米。4. 如权利要求2所述的锂离子电容器,其特征在于,所述阴极集电器包括铝箱。5. 如权利要求1所述的锂离子电容器,其特征在于,所述阳极包括形成在阳极集电器 上的所述碳材料和所述锂钛氧化物的复合层。6. 如权利要求5所述的锂离子电容器,其特征在于,该阳极复合层的厚度约为25-600 微米。7. 如权利要求5所述的锂离子电容器,其特征在于,所述阳极集电器包括铜箱。8. 如权利要求5述的锂离子电容器,其特征在于,该阳极复合层包含5-50重量%的锂 钛氧化物。9. 如权利要求5所述的锂离子电容器,其特征在于,该阳极复合层还包含炭黑和粘合 剂。10. 如权利要求1所述的锂离子电容器,其特征在于,所述锂钛氧化物包括Li21103或 Li4Ti5O12011. 如权利要求1所述的锂离子电容器,所述锂离子电容器还包括形成在所述阴极和 所述阳极中的至少一个的朝向分隔器的表面上的锂复合物颗粒,所述锂复合物颗粒包含锂 金属芯和包覆该芯的一层络合锂盐。12. 如权利要求11所述的锂离子电容器,其特征在于,所述锂复合物颗粒作为毗邻层 提供在所述阳极的所述朝向分隔器的表面上。13. 如权利要求1所述的锂离子电容器,所述锂离子电容器还包括电解质溶液。14. 一种生产锂离子电容器的方法,该方法包括: 提供阴极、阳极和分隔器,所述阴极包含活性炭层,所述阳极包含锂钛氧化物和选自硬 碳和石墨的碳材料的复合层,以及 将所述分隔器放置在所述活性炭层和所述复合层之间。15. 如权利要求14所述的方法,其特征在于,该阳极复合层包含5-50重量%的锂钛氧 化物。16. 如权利要求14所述的方法,所述方法还包括在所述活性炭层和所述复合层中的至 少一个的朝向分隔器的表面上提供锂复合物颗粒,所述锂复合物颗粒包含锂金属芯和包覆 该芯的一层络合锂盐。17. 如权利要求16所述的方法,其特征在于,所述锂复合物颗粒的平均粒度约为500微 米或更小。18. 如权利要求16所述的方法,其特征在于,作为毗邻层提供所述锂复合物颗粒。19. 如权利要求16所述的方法,其特征在于,该阳极复合层还包含炭黑和粘合剂。
【专利摘要】锂离子电容器包括阴极、阳极以及置于阴极和阳极之间的多孔分隔器。采用活性炭形成阴极,从包含锂钛氧化物和碳材料(例如硬碳或石墨)的复合材料形成阳极。
【IPC分类】H01G11/46, H01G11/50, H01G11/06
【公开号】CN105190811
【申请号】CN201480017959
【发明人】K·P·加德卡里, X·刘
【申请人】康宁股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年3月21日
【公告号】EP2979285A2, US9129756, US20140293507, WO2014160599A2, WO2014160599A3
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