[发明专利]锂离子电容器及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年11月4日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2010-0109312的韩国专利申请的优先权，这里通过引用而将该申请包含于此。

技术领域

本发明涉及锂离子电容器及其制造方法，并且特别涉及具有改进的电容特性、环保且确保价格有竞争力的锂离子电容器，及其制造方法。

背景技术

超级电容器(supercapacitor)，即具有极大电容的电容器，也被称作超级-电容器(ultra-capacitor)或超级-高-电容的电容器。超级电容器可被分为双电层电容器，通过离子的静电吸附和解吸累积(accumulate)电；伪电容器，通过氧化还原反应累积电；以及混合电容器，具有不对称的电极。

电池，作为最普遍类型的能量存储装置，可存储相当量的能量，与此同时具有相对小的体积和重量，并出于不同目的产生合适的输出，因此被用于各种用途。然而，不论是哪种电池，其存储特性都不佳且寿命不长。

这是由自然的衰退现象或根据电池中所含的化学材料的使用的衰退现象造成的。在另一方面，超级电容器与使用化学反应的电池不同，超级电容器使用表面化学反应现象或电极和电解液之间界面上的简单的离子运动进行充电。因此，介于其令人满意的特性，例如快速的充放电、高充放电效率以及半永久循环寿命，超级电容器已经凸显为可被用作辅助电池或电池的取代产品的下一代存储装置。

然而，尽管有这些优点，超级电容器具有比电池更低的电容，因此对其使用具有限制。因此，近来提高超级电容器的电容是超级电容器中最重要的问题。

发明内容

本发明一方面提供了一种锂离子电容器，可以具有通过对电容特性的改善而明显改善的能量密度和输出密度，该锂离子电容器环保且确保有竞争力的价格；还提供了一种制造所述锂离子电容器的方法。

根据本发明的一方面，提供了一种锂离子电容器，其包括：第一电极，由包括活性碳、水溶性金属氧化物和水基粘合剂的第一电极材料构成；第二电极，面对所述第一电极放置，所述第二电极与第一电极之间具有分隔膜且由能够可逆地包含锂离子的第二电极材料构成。

所述水溶性的金属氧化物可为从包括LiFePO₄以及LiTiO_x(LTO)的组中选出的至少一种。

所述水基粘合剂可为从包括下述的组中选出的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、羧基甲基纤维素(CMC)和丁苯橡胶(SBR)。

所述第二电极材料可为石墨或掺杂锂的石墨。

所述锂离子电容器的电容与第一电极仅由活性碳构成的锂离子电容器的电容相比在相同电压下大10mAh或更多。

所述第一电极的厚度可为10至400μm，以及所述第二电极的厚度可为10至100μm。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造锂离子电容器的方法，其包括：使用包括活性碳、水溶性金属氧化物和水基粘合剂的第一电极材料形成第一电极；以及将分隔膜和由能够可逆地包含锂离子的第二电极材料构成的第二电极顺序堆叠在所述第一电极上。所述水溶性金属氧化物可选自包括LiFePO₄和LiTiO_x(LTO)的组。

所述水基粘合剂可为包括下述的组中选出的至少一种：聚四氟乙烯(PTFE)、羧基甲基纤维素(CMC)和丁苯橡胶(SBR)。

所述第二电极材料可为石墨或掺杂锂的石墨。

所述锂离子电容器的电容与第一电极仅由活性碳构成的锂离子电容器的电容在相同电压下相比大10mAh或更多。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，可以更清楚地了解本发明的上述和其它方面、特征和其它优点，其中：

图1为分解透视图，示出根据本发明的第一例示性实施例的锂电子电容器；以及

图2为流程图，示出根据本发明的第一例示性实施例制造锂电子电容器的方法。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明的实施例进行详细描述，其将本发明的理念充分展示给本领域技术人员。此外，去除了对公知的功能或配置的详细描述以免不必要地模糊本发明的保护主题。

还需要注意，类似的参考标号在各个附图中表示类似的元件。

此外，除非特别描述为相反的意思，“包括”一词及其变形(例如其单数动词形式(comprises)和现在分词(comprising))被理解为表示包括所陈述的元件且不排除任何其它元件。