[发明专利]锂超级电容电池用嵌锂负极片及制备方法、锂超级电容电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂超级电容电池用嵌锂负极片及制备方法、锂超级电容电池，属于锂超级电容电池技术领域。

背景技术

目前，能源利用向小型、分立和可移动化方向发展的趋势增强，各种储能器件特别是二次电池也因此获得了极大的发展机会。而随着电动汽车应用市场的迅速扩张，除了对储能器件的能量密度有一定要求外，对功率密度的要求越来越高，有的已经超过了目前二次电池的标准设计能力，因此，迫切需要一种既有高功率又有高能量的储能装置，锂超级电容电池就是一种能够满足这种需求的储能器件。锂超级电容电池在设计上采用了双电层电容器的原理，在构造上采用了锂离子充电电池的负极材料与双电层电容器的正极材料的组合，在保留超级电容器功率密度的前提下，大大提高了电容器的能量密度。

锂超级电容电池体系按负极材料的不同大致分为两类：碳质材料负极和钛酸锂负极。钛酸锂负极的嵌锂电位平台在1.5V左右，而碳材料在0.2V及以下，且碳质材料的克容量要比钛酸锂材料高，所以从能量密度角度考虑，碳质材料更适合被选为锂超级电容电池的负极。锂超级电容电池正极材料延续了超级电容器材料，即多孔活性炭电极，依靠界面双电层储存电荷，产生电容。

锂超级电容电池的电池容量C计算可以采用下面的公式计算(式中，Cp和Cn分别为正负极材料的容量)：

C=CpCnCp+Cn---(1)]]>

在采用多孔活性炭电极作为正极、碳质材料作为负极的锂超级电容电池中，由于碳质负极材料电极的电容量(如石墨电极理论量为372mAh/g)要远大于多孔活性炭电极的双电层储存能量，可以近似看做C≈C_p，故锂超级电容电池能量密度计算公式可近似换算如下：

E=Cp2(VB2-VA2)---(2)]]>

式中，C_S为锂超级电容电池比容量。V_A和V_B分别为电容器电压区间的最小值和最大值。