[实用新型]一种复合极片制造的电容电池

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及电化学储能电池的技术领域，特别是复合极片制造的电容电池的技术领域。

【背景技术】

石化资源的日益紧张和环境污染的日趋严重是人类生存面临的严峻挑战，新能源领域受到人们越来越多的重视。锂离子电池以其高比能量越来越得到各领域的广泛使用，但其功率密度有限，循环寿命还不能满足电动汽车等某些领域的要求。超级电容器和锂离子电池在性能上正好形成互补，使用寿命可达数万次以上，功率密度是锂离子电池的上百倍，但能量密度却很低。所以超级电容器只在特定的领域才有需求。

将锂离子电池的高能量密度的优势和超级电容器高功率密度和超长寿命的优势结合在一起，是动力电源系统最近研究的重点。

目前锂离子电池和超级电容器人们尝试着两部结合的方法，一种是外部结合，就是把若干锂离子电池单体和若干超级电容器单体能过管理系统组装在一个电源系统里，起到一定的互补作用，但此举并没从根本上解决各自的缺陷。另一种则是内联式，发明人分别把锂离子电池正极的活性物质和超级电容器正极的活性物质通过导电剂，粘合剂，溶剂配成浆料涂布在正极基材上，把锂离子电池负极的活性物质和超级电容器负极的活性物质通过导电剂，粘合剂，溶剂配成浆料涂布在负极基材上，再按锂离子电池的正常工艺做成所谓的超级电容电池，但是如此做成的东西最终本质上还是锂离子电池，功率密度和循环寿命仍然有限。

目前，超级电容电池极片制备一般采用把锂离子电池电极材料和超级电容器材料通过简单混合或复合制浆涂布在集流体上，然后再组装成超级电池电芯。然而，锂离子电池电极材料与超级电容器电极材料存在很大差别，在制浆过程中对粘合剂、溶剂、导电剂等在技术和工艺上的要求差异较大，如果简单的把这两种材料混合或者复合配料制浆则存在电极材料在溶剂中分散困难，涂布参数难以控制、电极材料与集流体粘结差等问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种复合极片制造的电容电池，能够使两种储能元件充放电压统一，解决了由于电池材料和电容器材料的物理化学性质不同而带来的极片制备困难和涂覆困难的问题，真正实现了将锂离子电池和超级电容器的内联，提高了活性物质的利用率，进而提高电容电池综合性能的发挥。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种复合极片制造的电容电池，包括外壳、复合正极片、复合负极片、隔膜和电解质，所述复合正极片包括正极基片、电容正极材料层和电池正极材料层，所述复合负极片包括负极基片、电容负极材料层和电池负极材料层，所述复合正极片按照如下顺序叠放：电池正极材料层、正极基片、电容正极材料层；所述复合负极片按照如下顺序叠放：电容负极材料层、负极基片、电池负极材料层。

作为优选，叠放层按照如下顺序叠放：复合正极片、隔膜、复合负极片、隔膜。

作为优选，所述正极基片上设有正极耳，多层正极耳与正极基片焊接连接，所述负极基片上设有负极耳，多层负极耳与负极基片焊接连接。

作为优选，所述正极基片上设有正极耳，多层正极耳与正极基片为一体结构，所述负极基片上设有负极耳，多层负极耳与负极基片为一体结构。

作为优选，所述正极基片的厚度是16—40um，负极基片的厚度是16—40um，正极基片和负极基片的材料都是铝箔。

作为优选，电池正极材料层的厚度是10—300um，电池负极材料层的厚度是10—300um；电容正极材料层和电容负极材料层的材料都是活性炭。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过改进实现了内联锂电池和超级电容电池，在现有正极片的正极基片一面涂布锰酸锂作为电池正极材料层，另一面涂布活性炭作为电容正极材料层，在现有的负极片的负极基片的一面涂布钛酸锂作为电池负极材料层，另一面涂布活性炭作为电容负极材料层。将锂离子电池和超级电容器进行内联完全结合了起来，在性能上互补，将高功率密度和超长寿命的优势结合在一起，并且减少了锂离子电容电池的体积，使成本大大降低，复合正极片和复合负极片制作简单、效率高。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型一种复合极片制造的电容电池的复合正极片的剖面图；

图2是本实用新型一种复合极片制造的电容电池的复合负极片的剖面图；

图3是本实用新型一种复合极片制造的电容电池的叠放层的示意图；

图4是实施例1的复合电芯卷绕后剖面图；

图5是实施例1的示意图；

图6是实施例2的示意图。