[发明专利]一种电容电池及其制备方法

权利要求书

1.一种电容电池，包括正极、负极，以及置于正负极之间的隔膜和电解液，其特征在于：所述的正极包括正极集流体和涂覆在集流体上的正极材料，正极材料包括正极活性物质、粘结剂和导电剂，其中正极活性物质包括具有电容性质的碳和具有氧化还原活性的硫或硫化物的混合物；所述的负极包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极材料组成，其中负极材料包括负极活性物质、导电剂和粘结剂，其中负极活性物质为硅碳复合物或它与锂的混合物；所述的电解液包含含硫添加剂；所述电解液中包含的功能性含硫添加剂为M₂S_x，其中M为Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺中的一种或两种以上，其中4≤x≤8，浓度为0.1-2mol/l；所述正极活性物质碳材料的比表面积为300-3000m²/g。

2.根据权利要求1所述的一种电容电池，其特征在于：所述碳为活性碳、石墨烯、介孔碳、泡沫碳或它们与金属氧化物复合物中的一种或两种以上混合物；所述金属氧化物为M_xO_y，M=Co、Ni、Mn、Ru、Ir、V中的一种或两种以上，其中x为1、2、3、4，y为1、2、3、4或5；碳与金属氧化物复合物的质量比为80~99：1~20。

3.根据权利要求1所述的一种电容电池，其特征在于：所述硫为升华硫、沉降硫或纳米硫中的一种或两种以上；所述硫化物为Na₂S、Li₂S、MgS、Al₂S₃中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1所述的一种电容电池，其特征在于：所述导电剂为炭黑、碳纳米管、碳纤维、导电石墨微片、导电聚合物、TiN或TiC中的一种或两种以上；所述正负极粘结剂为聚偏氟乙烯（PVDF）、羟甲基纤维素钠（CMC）、纳米纤维素（NCF）、丁苯橡胶（SBR）、聚四氟乙烯（PTFE）或聚氧乙烯（PEO）中的一种或两种以上。

5.根据权利要求1所述的一种电容电池，其特征在于：所述正极中活性物质、粘结剂和导电剂的质量比为50~95：2.5~20：2.5~30，其中活性物质碳和硫或硫化物的质量比为30~55:5~30。

6.根据权利要求1所述的一种电容电池，其特征在于：所述隔膜为聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、芳纶或涂覆陶瓷涂层中的一种，厚度为9~40微米；所述陶瓷涂层为三氧化二铝、二氧化硅、勃姆石中的一种或两种以上，氧化物粒径在0.1~5微米，涂层厚度为1~5微米。

7.根据权利要求1所述的一种电容电池，其特征在于：所述电解液中电解质为六氟磷酸锂（LiPF₆）、高氯酸锂（LiClO₄）、六氟砷酸锂（LiAsF₆）、四氟硼酸锂（LiBF₄）、双草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二（三氟甲基磺酰）亚胺锂（LiTFSI）中的一种或两种以上，电解质浓度为0.1-2mol/l；所述电解液中溶剂为碳酸二乙酯（DEC）、1,3-二氧五环（DOL）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二甲酯（DEC）、碳酸乙烯酯（EC）、乙二醇二甲醚（DME）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、聚乙二醇二甲醚（PEGDME）、二乙二醇二甲醚（DEGDME）、乙腈（AN）或环丁砜中的一种或两种以上。