[发明专利]一种锂离子电池电容

说明书

本发明涉及一种锂离子电池电容，包括壳体、置于壳体内部的电芯和含浸于电芯内的电解液，所述的电芯是由正极电极片、负极电极片和置于正极片与负极片之间的隔膜通过卷绕或叠片的方式得到的，所述的正极电极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体上的正极涂布层，所述的负极电极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体上的负极涂布层，所述的正极涂布层包括正极活性材料、导电剂和粘结剂，所述的负极涂布层包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，所述的正极活性材料包括锂离子电池正极材料和电容材料，所述的负极活性材料为锂离子电池负极材料，且负极经过预嵌锂处理。本发明可显著提高锂离子电池电容的能量密度和循环寿命。

技术领域

本发明涉及一种电化学储能器件，尤其涉及一种锂离子电池电容。

背景技术

超级电容器也称电化学电容器，是一种新型的储能元件，它介于传统电容器和二次电池之间，其容量要远大于传统电容器，高倍率充放电性能则远远优于二次电池。超级电容器一般可以分为三种：利用电极和电解液界面的双电层原理物理存储电荷的双电层电容器；利用电极材料发生表面的快速氧化还原反应原理存储电荷的赝电容器或混合电容器，以及将双电层电容和二次电池在器件内部组合的电池电容，其至少有一个电极既包含电池材料又包含电容材料。本发明所涉及的锂离子电池电容是属于第三种储能器件。

锂离子电池电容具有较高的能量密度，同时还具有较高的功率密度和长循环寿命，具有广泛的应用前景。通常锂离子电池电容的正极片中的活性材料包括锂离子电池正极材料和电容材料，所述的负极片的活性材料为碳基锂离子电池负极材料。为了保证锂离子电池电容的长循环寿命，在设计器件时负极容量需要有较大的裕量。众所周知，碳基锂离子电池负极材料在首周嵌锂过程中，在0.8V(相对于金属锂电极)以下金属锂与电解液会发生反应从而在负极表面形成固态电解质介面膜，也就是SEI膜，在此过程中会消耗较多的锂离子。为了补偿这部分锂离子的消耗、并使负极在合适的电位区间工作，需要对负极进行预嵌锂处理，并对正负极活性材料的配比进行优化设计。

发明内容

本发明技术解决方案：克服现有技术的不足，提供一种锂离子电池电容，它为可以补偿SEI膜形成过程中锂离子的消耗、并使负极在合适的电位区间工作的锂离子超级电容器，可显著提高锂离子电池电容的能量密度和循环寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池电容，包括：正极活性材料和负极活性材料，其特点在于：所述正极活性材料包括锂离子电池正极材料和电容材料，所述负极活性材料为锂离子电池负极材料，且所述锂离子电池负极材料经过预嵌锂处理，并满足以下关系：

m_PB×C_PB+m_PC×C_PC+m_N×C_pre＝n×m_N×C_N，

同时满足以下条件：

m_PB/(m_PB+m_PC)＝0.75～0.98，

(m_PB+m_PC)/m_N＝1.0～2.0，

n＝0.6～0.9，