[发明专利]锂离子电容器正极片的制作方法以及使用该正极片的锂离子电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电容器，尤其是一种锂离子电容器正极片的制作方法，以及使用该正极片的锂离子电容器。

背景技术

超级电容器虽然具有功率高、寿命长和充电速度快等优点，但是其电压低、能量密度低，在许多方面的应用都受到了限制。

超级电容器用活性炭作为正极，而锂离子电容器则是以嵌锂状态的石墨为负极，其最高使用电压可从2.7V提高到4.2V，相应地容量和能量都有很大的提升。因此，锂离子电容器具有更广泛的应用。

锂离子电容器的关键在于负极嵌锂状态的实现，现有技术中已经揭示了多种锂离子电容器的制作技术，如中国发明专利申请CN 200680046167.5、中国发明专利申请CN 200580010863.6、中国发明专利申请CN 200410093962.2和中国发明专利申请CN 200780024069.6均揭示了锂离子电容器。但是，上述现有技术均是以金属锂作为锂离子供给源，金属锂的存在使得组装过程不方便，同时也会带来各种不安全因素，在组装过程中容易引发安全问题。

此外，中国发明专利申请CN 200710098687.7也揭示了一种锂离子电容器，其采用的方法为：在正极的多孔炭材料或导电聚合物中掺入富锂化合物，活化时，实现对负极的预嵌锂。但是，在制备电极浆料时，多孔炭材料或导电聚合物与富锂化合物(例如钴酸锂)的比重相差很大，难以形成稳定均匀的浆料，使得浆料涂布困难，因此不适于大规模工业生产。

有鉴于此，确有必要提供一种操作简易、易于批量化生产的锂离子电容器及其制作方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种操作简易、易于批量化生产的锂离子电容器正极片的制作方法，以及使用该正极片的锂离子电容器。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子电容器正极片的制作方法，其包括以下步骤：

1)在集流体铝箔上涂布含有超级电容器活性材料的浆料并烘干；

2)在涂布有超级电容器活性材料的集流体铝箔上再涂布锂离子电池的正极浆料；以及

3)经过烘干、冷压、再烘干、裁片、分条工艺制得锂离子电容器的正极片。

相对于现有技术，本发明锂离子电容器正极片的制作方法至少具有以下优点：制作方法易于操作，克服了锂离子电池正极材料与超级电容器活性材料混合时浆料不稳定的缺点，可以方便地实现超级电容器活性材料、富锂化合物材料与负极材料的精确配比，易于批量化生产。

作为本发明锂离子电容器正极片的制作方法的一种改进，步骤1)中，使用的所述超级电容器活性材料为超级电容器专用活性炭、炭纤维或其组合。

作为本发明锂离子电容器正极片的制作方法的一种改进，步骤2)中，所述锂离子电池的正极浆料中含有可以掺杂/去掺杂锂离子的正极材料。

作为本发明锂离子电容器正极片的制作方法的一种改进，所述正极材料选自钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍锰酸锂、用其他过渡金属部分代替复合氧化物所得的正极材料、磷酸亚铁锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、导电聚合物或其混合。

此外，本发明还提供了一种锂离子电容器正极片，其包括：集流体铝箔、分布在集流体铝箔上的超级电容器活性材料，以及分布在超级电容器活性材料上的锂离子电池正极材料。

另外，本发明还提供了一种锂离子电容器，其包括：正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液，负极片包括负极集流体和分布在负极集流体上的负极材料，其中，正极片包括集流体铝箔、分布在流体铝箔集上的超级电容器活性材料，以及分布在超级电容器活性材料上的锂离子电池正极材料。

作为本发明锂离子电容器的一种改进，所述超级电容器活性材料为超级电容器专用活性炭、炭纤维或其组合，其与负极材料的质量比为1.35∶1～4.50∶1。

作为本发明锂离子电容器的一种改进，所述正极材料与负极材料的质量比为0.35∶1～2.60∶1。

作为本发明锂离子电容器的一种改进，所述负极材料为能够嵌入锂离子的负极材料。

作为本发明锂离子电容器的一种改进，所述负极材料为石墨、硬炭、软碳、钛酸锂或其组合。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对发明及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1是本发明锂离子电容器的局部结构示意图。

图2是本发明锂离子电容器实施例1的充放电曲线图。

图3是本发明锂离子电容器实施例2的充放电曲线图。

图4是本发明锂离子电容器实施例3的充放电曲线图。

图5是本发明锂离子电容器实施例4的充放电曲线图。