[发明专利]一种锂离子存电装置及其制造方法

说明书

本发明公开了一种锂离子存电装置，在两极实现锂离子吸收和释放的同时，还可实现电气双电层性能，不仅储电能量密度高，还会提高放电电压，可有效用作电子设备的后备电源，外壳与盖子的空间内可安装正极、负极、隔膜及有机体系电解液，使正极在正极金属材料中含有锂化合物，无需另行安装锂金属即可实现多种形状形态的制造，同时可安全、有效地掺杂锂离子，简化制作工艺，在两极活性物质制作时，通过干法极片制作工艺可防止在湿法电极制作工艺下，锂化合物因氧气和水发生氧化和溶解的现象，以此实现高寿命，高功率和高能量密度。

技术领域

本发明是关于一种锂离子存电装置及制造方法的详细说明，具体来说是一种锂离子电容器及其制造方法，将锂离子电池与电气双层电容器(EDLC，Electric Double LayerCapacitor)的优点组合，可显著改善使用电压及自放电功能，工艺简便，能量密度高，可实现小型化生产的锂离子电容及制造方法。

背景技术

电容器(Capacitor)一般在两张电极板对向的情况下，通过直流电压向各电极供电。电容器是积累并产生静电容量的装置，根据蓄电方式的不同，电气双层电容器 (EDLC)可分为铝电解质电容器、积层陶瓷电容器、超级电容器等。

随着最近智能手机(Smart-phone)等数码设备及电子设备的技术迅速发展，对小型化、高机能化暨高性能电容器的要求及必要性增加，因此对具有高能量密度的锂离子电容器(LIC，Lithium Ion Capacitor)进行了多种研究。

特别是，扣式型电容器具有可以小型化制作、性能优良的优点，可以使用的领域和需求量正在急剧增加。

扣式型锂离子电容器具有高容量和高密度能量的锂离子电池的优点，以及输出功率优秀的电气双层电容器(EDLC)的优点，具体来说，锂离子作为可以插入和脱离的碳系材料在形成负极活性物质的同时，将锂离子提前掺杂到阴极物质，与现有的电气双层电容器(EDLC)相比，每组动作电压高，具有实现2至3倍高能量密度的优点。

当下，因为扣式型锂离子电容器具有高密度及高容量的性能，制造时必须向电容器内部注入锂，以实现锂的插入及脱离反应的诱导。

当下，已经有多种锂掺杂方法及技术的研究，但广泛采用的是将锂金属与石墨(Graphite)等阴极活物质叠层后，通过短路(Short)产生锂金属与阴极活物质的电位差，使锂融入阴极活物质的方式。

但是，这种掺杂方式，由于锂是通过电击被阴极活物质掺杂构成的，因此在安全性下降的同时，锂的摄入量需要精密控制，工艺复杂，为了容纳大量锂，阴极活物质需要形成多孔，因此制造成本增加。

此外，以往的扣式型锂离子电容由于锂金属的设置，产品形态只能以铝制包装的形式进行，因此制造工艺复杂，具有不能以多种形态进行制作的结构性局限。

图1是现有技术中的扣式型锂离子电容器的侧面图。

在图1的扣式型锂离子电容器(200)(以下称第一传统技术)中，扣式型锂离子电容器(200)是下盖(201)和下盖(201)上端结合，在结合时内部形成空间的上盖 (202)，将上盖(202)及下盖(201)的结合部位产生的空间密封的气体盖(203)和下盖(201)底部相接的阳极(204)与上盖(202)上面相接的阳极(204)及阴极(205) 之间的分离器所形成。

阴极(205)由可吸装、释放锂的锂金属合金，LixMnyOz、LixTiyOz、LixCoyOz 等含有锂的氧化物或锂离子吸附的石墨烯、硬碳、软碳等碳类构成。

如上所述，第一传统技术(200)具有阴极(205)吸收和排出锂离子、两极显示电气双层性能、电能密度高、放电电压高的优点。