[发明专利]一种混合电化学电容器及其制造方法

权利要求书

1.一种混合超级电容器，包括：正极电极片、负极电极片、多孔隔离膜和电解液；正极电极片包括正极活性物质和正极集流体，正极电极片是按比例将正极活性物质、粘结剂、导电剂均匀混合成浆料后，涂覆于正极集流体上；负极电极片包括负极活性物质和负极集流体，负极电极片是按比例将负极活性物质、粘结剂、导电剂均匀混合成浆料后，涂覆于负极集流体上；其特征在于：

所述的正极活性物质是锂的过渡金属化合物的一种或两种以上的混合，其通式为LiMOy或/和LiQ(XO₄)z，通式中：M可以是Co、Mn、V、Ni；Q可以是Fe、Co、Mn、V；X可以是S、P、As、Mo；

所述的负极活性物质选用多孔活性碳、碳黑、纳米碳纤维、碳气凝胶、碳纳米管、玻璃碳；

所述的正极活性物质、粘结剂、导电剂的重量份比为70～95∶3～20∶2～10；

所述的负极活性物质、粘结剂、导电剂的重量份比为70～95∶3～20∶2～10；

所述的电解液中：电解液盐可以是六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂(LiClO4)，有机硼酸酯锂盐，含氟有机锂盐；电解液溶剂可以是碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)等环状酯、碳酸二甲酯(DMC)，碳酸二乙酯(DEC)等链状酯，乙腈(AN)、丁内酯(GBL)的一种或者上述它们的混合溶剂；其电解液浓度为0.5～5.0摩尔/升。

2.根据权利要求1所述的混合超级电容器，其特征在于：所述的正极粘结剂和负极粘结剂选用聚四氟乙烯(PTFE)、均聚或共聚偏氟乙烯(PVDF)、改性聚丙烯酸及其酯类、丁苯橡胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠；所述的正极导电剂和负极导电剂选用：乙炔炭黑、导电碳纤维、导电石墨。

3.根据权利要求1所述的混合超级电容器，其特征在于：所述的正极集流体和负极集流体选用：铝箔、铝网、铜箔、铜网、泡沫镍、镍箔或镍网，正极集流体和负极集流体可选择同一种集流体，也可以选择不同的集流体。

4.根据权利要求1、2或3所述的混合超级电容器，其特征在于：所述的多孔隔离膜选用：聚乙烯膜、聚丙烯膜或它们的改性聚合物，或者无纺布或纤维素。

5.根据权利要求1所述的混合超级电容器，其特征在于：所述的电解液的浓度为1～1.5摩尔/升。

6.根据权利要求1所述的混合超级电容器，其特征在于：所述的正极电极片、负极电极片、多孔隔离膜卷绕成卷芯装入电容器壳体中。

7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的混合超级电容器，其特征在于：

所述的正极活性物质为锰酸锂(LiMn₂O₄)，粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，导电剂为乙炔碳黑，其正极活性物质、粘结剂、导电剂的重量份比为90∶5∶5；制作正极浆料时，先将5重量份的聚偏氟乙烯(PVDF)溶解于50重量份的氮-甲基吡咯烷酮(NMP)中，然后再将90重量份的锰酸锂(LiMn₂O₄)、5重量份的乙炔碳黑与其进行混合、搅拌、分散制成均匀正极浆料；

所述的负极活性物质为多孔活性碳，粘结剂为聚丙烯酸及其衍生酯，导电剂为乙炔碳黑，其负极活性物质、粘结剂、导电剂的重量份比为90∶5∶5；制作负极浆料时，先将5重量份的聚丙烯酸及其衍生酯溶解于300重量份的水中，然后再将90重量份的多孔活性碳、5重量份的乙炔碳黑与其进行混合、搅拌、分散制成均匀负极浆料；

所述的电解液中，电解液盐选用六氟磷酸锂(LiPF₆)；电解液溶剂选用碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合溶剂，其中：碳酸乙烯酯(EC)与碳酸丙烯酯(PC)的重量比为1∶1，电解液的浓度为1.0mol/L。

8.一种制造权利要求1～7所述的混合超级电容器的方法，其特征在于包括：

a.将正极活性物质、粘结剂、导电剂按照所述的重量份比混合、搅拌、分散成均匀浆料；

b.将负极活性物质、粘结剂、导电剂按照所述的重量份比混合、搅拌、分散成均匀浆料；

c.在正极集流体上流延涂覆制成正极电极片；

d.在负极集流体上流延涂覆制成负极电极片；

e.将步骤c和步骤d制成的正极电极片和负极电极片用压片机压制至常规的压实密度；正极电极片压实密度为2.0～5.0克/厘米³，负极电极片压实密度为0.5～0.8克/厘米³；

f.分切步骤e制成的正极电极片和负极电极片；

g.分切多孔隔离膜；

h.将步骤f制成的正极电极片和负极电极片、步骤g制成的多孔隔离膜组装在一起；

i.加入电解液；

j.封装制成混合超级电容器。