[发明专利]固体陶瓷大功率电容电池制备方法

说明书

技术领域

本发明创造涉及一种能存储巨大电能的固体陶瓷大功率电容电池，特别是一种该固体陶瓷大功率电容电池的制备方法。

背景技术

汽车新能源技术是高科技发展方向之一，由于现有的电能储存技术非常薄弱，电动车不能大量普遍推广应用，主要的瓶颈是电池问题：一是铅酸电池能量密度只有0.04~0.06kwh/kg，储电量少、体积大、重量重，并存在严重的环保问题。二是铁锂电池费用昂贵，一辆汽车需要8~10万元，性价比不高，铁锂电池能量密度为0.08~0.3 kwh/kg，一般170AH/kg，由于它的储能过程是一个化学反应，在充放电时不断的进行电能和化学能的转换，锂离子在反复充放电时会从电极上流失，电极在化学反应时会被腐蚀，造成使用寿命短，平均充放电在2000~3000次。由于电池容量低导致行驶距离短，充电不快需要大规模的充电站建立。而充电站不能随便个人建立，普及电动汽车难上加难，使电动汽车的性能难以达到价廉物美的要求。

随着科学技术的进步，电容器技术发展到了固体大功率电容电池，不是一步登天的，而是逐步发展起来的，从普通电容器到电解电容器，从电能电容器到超级电容器，从超级电容器又发展电化学超容和超级平板电解电容器，电化学电容包括双电层电容和法拉第准电容器，电容量大了就是大功率电池。电化学超级电容可以做到≥5000F一个的容量，但它电压很低体积很大。因为必须采用水溶液电介质，夏季高温漏电大，冬季结冰凝固损坏。超级电容可以大电流充放电，在上海世博会上成功的安装在电动大巴车上使用，但是电池体积十分庞大，充电后只能开几公里至几十公里，而且价格较高难以接受。立源的混合电容电池是目前最先进的，但它是锂电池和超容二者混合，价格没有降低反而更贵，寿命也只是3000次。到目前为止所有市场的电池都是化学或半化学的电池。

中国专利01807047.7公开了一种钛氧化膜的形成方法和钛电解电容器，采用金属钛材和钛酸酯来制造二氧化钛介电层，在金属钛板涂覆钛酸酯，经过高温烧结来制备二氧化钛介电层，并用于制造大容量钛电解电容器，其二氧化钛介电层的制备太麻烦，需要多次的高温烧结才能得到500nm致密的二氧化钛介电层。并介绍用水溶液来制备二氧化钛大电容，漏电流很大，不成功。

中国专利02160476.2公开了拜耳发明的制备中性聚亚乙二氧基噻吩及其相应物的方法，制备的导电聚合物由于具有很高的电导率，达到≥500S/cm，在电容器制造时替代液体电介质，能明显降低电容器的等效串联内阻。因此中国专利03154892.X公开了一种电解电容器及其制备方法，导电层及其制备方法和所述导电层的应用，介绍了采用取代噻吩导电聚合物来制造性能优异的全固体电容器，但聚合单体中3，4-亚乙基二氧噻吩非常稳定，需要加入对甲苯磺酸铁等氧化剂来催化聚合，由于对甲苯磺酸铁不溶于聚合单体，需加入大量溶剂，多孔电极的孔径很小，溶解的溶剂在后处理加热挥发后，会使孔道留下很多空隙，降低电极的有效面积，因此需要一种不合溶剂，能本体聚合的导电聚合物。

中国专利200710165636.1公开了一种超级电容器及其制造方法，采用铝、铝箔片，铜、不锈钢或镍作为电极，需要使用液体电介质，尽管容量很大，但也存在电介质腐蚀和电容器等效串联电阻较大的问题，由于水溶电介液和有机电介质的电导率很低，导致电容器的等效串联电阻很大。在大电流充放电时就会很快发热，影响使用寿命。

中国专利200910049029.8公开了一种大功率的超级电容动力电池，能作为动力电池的超级电容，采用钛铝合金40/60簿箔片用盐酸腐蚀掉金属铝成分，制得高比表面积的多孔骨架，再在多孔骨架上制得二氧化钛介电层。这样其实不符合客观规律，因为钛铝合金40/60簿箔片就很难成功，钛的溶点高至1680度，铝的溶点很低，达到钛的溶点时铝烧光了，要制得40/60钛铝合金很难，钛材中铝越多硬度越高，高到脆化不可能制成钛簿箔片，且要在钛簿箔片上制得500nm金红石二氧化钛介电层更难上难，需要很多次高温充氧形成，工艺指标控制非常严格，难以产业化。同时二氧化钛的介电常数114虽然比氧化铝的电解常数8.3的高，但作为动力电池还远远不够，介解常数越高，电子储存量就越大。

针对上述存在的问题，许多生产厂家和有识之士都进行了卓有成效地开发和研究，但至今尚未有合理的产品面世。

发明内容

为克服现有大功率的超级电容动力电池存在的上述问题，本发明创造的目的是提供一种电能存储巨大、充电快、寿命长、体积小、重量轻、成本低、安全环保的固体陶瓷大功率电容电池制备方法，该电池可作为电动汽车、电动摩托车、航天及国防领域的新动力电池。