[发明专利]一种锂离子电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电容器，包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液及外壳，其特征在于：所述正极极片包括正极极片Ⅰ、正极极片Ⅱ，其中正极极片Ⅰ为提供锂源电极，正极极片Ⅰ包括集流体、粘结剂、导电剂、正极活性材料Ⅰ，正极极片Ⅱ为具有电容性能电极，正极极片Ⅱ包括集流体，粘结剂、导电剂、活性材料，负极极片为具有电池性能电极，负极极片包括集流体、粘结剂、导电剂、活性材料，以上极片均通过配料、涂布、辊压、分切制备，并依次以隔膜、正极极片Ⅰ、隔膜、负极极片、隔膜、正极极片Ⅱ、隔膜、负极极片的方式叠片或者卷绕组装，焊接、入壳、注液、活化工序制成锂离子电容器；所述正极极片Ⅰ由集流体、正极活性材料Ⅰ、导电剂、粘结剂组成，其中正极活性材料Ⅰ为镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂、三元镍钴锰酸锂、三元镍钴铝酸锂、高铁酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍锰酸锂、富锂锰基材料中的一种，所述正极活性材料Ⅰ、导电剂、粘结剂的比例为98～90：6～1.0：4～0.8；所述正极极片Ⅱ由集流体、活性材料、导电剂、粘结剂组成，其中活性材料为石墨烯、活性炭中的一种，活性材料、导电剂、粘结剂的比例为97～90：7.5～1.5：3.5～0.8；所述正极极片Ⅱ的集流体为无孔或有孔铝箔，厚度为10μm～20μm；所述负极极片由集流体、负极活性材料、导电剂、粘结剂组成，其中负极活性材料为石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳、硅碳、硅氧负极材料中的一种或多种，负极活性材料、导电剂、粘结剂的含量百分比范围分别为97～92：5～0.5：3.5～0.8；所述负极极片的集流体为微孔铜箔，厚度为6μm～16μm，孔隙率为10％～70％，孔径大小为20μm～130μm；并且，对正极极片Ⅰ与负极极片进行恒流充电，恒流充电电流0.1C，截止电压为4.15V，进行电化学预嵌锂。

2.如权利要求1所述的一种锂离子电容器，其特征在于：所述导电剂为导电碳黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯其中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的一种锂离子电容器，其特征在于：所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素纳、聚丁苯乳胶其中的一种或多种。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种锂离子电容器，其特征在于：所述隔膜为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯隔膜中的一种。

5.制备如权利要求1所述锂离子电容器的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)正极极片Ⅰ制作：

将各物质按质量百分数比均匀混合，形成稳定浆料；将配制好的正极浆料均匀涂布在铝箔正反两面，铝箔两边留出空箔作为极片极耳位，用于极耳焊接，通过辊压、模切后制成正极片，将所制成的正极片放置真空条件下保存，待用；

(2)正极极片Ⅱ制作：

将各物质按质量百分数比均匀混合，形成稳定浆料；将配制好的正极浆料均匀涂布在铝箔正反两面，铝箔两边留出空箔作为极片极耳位，用于极耳焊接，通过辊压、模切后制成正极片，将所制成的正极片放置真空条件下保存，待用；

(3)负极极片制作：

将各物质按质量百分数比均匀混合，形成稳定浆料；将配制好的负极浆料均匀涂布在微孔铜箔正反两面，铜箔两边留出空箔作为极片极耳位，用于极耳焊接，通过辊压、模切后制成负极片，将所制成的负极片放置真空条件下保存，待用；

(4)锂离子电容器组装：

采用叠片的方式组装，依次以隔膜、正极极片Ⅰ、隔膜、负极极片、隔膜、正极极片Ⅱ、隔膜、负极极片、隔膜的顺序叠片制作成裸电芯，短路测试后，经极耳焊接、铝塑膜封装、烘烤工序；注液；对正极极片Ⅰ与负极极片进行恒流充电，进行电化学预嵌锂，二封成型后，正极极片Ⅱ与负极极片形成锂离子电容器。