[实用新型]高性能锂电容单体及锂电容组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂电容领域，尤其涉及一种高性能锂电容单体及锂电容组件。

背景技术

超级电容器，又称“电化学电容器”，是一种鉴于传统物理电容和化学电池之间的新型二次化学电源储能装置，同时具有电解电容的功率特性和电池的能量储能优势。此外，相对于传统电容和电池，超容显著优势还包括长循环寿命(可达100万次以上)、更宽的使用温度区间(-40～70℃)以及更高的安全性和可靠性，在家庭、工业、交通和军事等领域用途广泛。

与锂离子电池相比，超级电容器最大的瓶颈在于能量密度较低。为此，日本人首先提出了“锂离子电容器”概念，该项技术以富士重工为代表，其基本技术思路是预先将锂离子通过“短接”方式引入到以硬碳为代表的碳材料中(即预嵌锂技术)，实现能量的预先“储存”，然后与活性碳材料为代表的正极材料组合，构成比双电层电容更高比能量的混合型超容。后来的开发者基本按照此思路，仅仅是在锂离子来源(如采用锂金属片、超细纳米锂粉包覆电极或者通过电化学引入第三极等)有所不同。从工业生产角度看，现有技术要么存在嵌锂量难以控制、产品一直性差，要么工艺复杂，成本居高不下，抑或是锂引入产生的安全隐患等无法消除。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种高性能锂电容单体及锂电容组件，其在保持传统超容高比功率特点的同时兼具更高的能量密度。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种高性能锂电容单体，包括至少一锂电容单元，所述锂电容单元包括一正极、一负极、位于所述正极与所述负极之间的隔膜层及填充在所述锂电容单元中的电解液，所述正极包括一双电层电容层及一法拉第准电容层，所述负极包括一双电层电容层，在所述负极表面还设置有一锂源层。

进一步，所述正极、负极及隔膜层卷绕或叠片形成锂电容单元。

进一步，还包括一外壳，多个锂电容单元依次排布在所述外壳中。

进一步，所述正极还包括正极集流体，所述正极的双电层电容层及法拉第准电容层设置在所述正极集流体上，所述负极还包括负极集流体，所述负极的双电层电容层设置在所述负极集流体上。

进一步，所述锂源层容量为锂电容单元容量的8％。

进一步，所述负极还包括一法拉第准电容层，设置在所述双电层电容层之上，所述锂源层设置在该法拉第准电容层表面。

本实用新型还提供一种锂电容组件，其包括至少一个锂电容单体，所述锂电容单体包括至少一锂电容单元，所述锂电容单元包括一正极、一负极、位于所述正极与所述负极之间的隔膜层及填充在所述锂电容单元中的电解液，所述正极包括一双电层电容层及一法拉第准电容层，所述负极包括一双电层电容层，在所述负极表面还设置有一锂源层。

进一步，所述正极、负极及隔膜层卷绕或叠片形成锂电容单元。

进一步，所述锂电容单体还包括一外壳，多个锂电容单元依次排布在所述外壳中。

进一步，多个所述锂电容单体并联或串联连接。

本实用新型的优点在于，同时利用双电层/准电容储能原理，在保持传统超容高比功率特点的同时兼具更高的能量密度，其能量密度在10-120Wh/kg，功率密度在3000-8000Wh/kg，循环寿命3-5万次。本实用新型锂电容组件为各种应用提供高品质电源，包括但不局限于电动工具、园林工具、无人机、吸尘器、智能机器人、叉车、工程机械和电动汽车等。

附图说明

图1是本实用新型高性能锂电容单体及锂电容组件中的锂电容单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的高性能锂电容单体及锂电容组件的具体实施方式做详细说明。

本实用新型高性能锂电容单体包括至少一锂电容单元1。参见图1，所述锂电容单元1包括一正极2、一负极3、位于所述正极2与所述负极3之间的隔膜层4及填充在所述锂电容单元1中的电解液(附图中未标示)。