一种混合电化学电容器.pdf

上传人:Y94****206 文档编号:1114920 上传时间:2018-04-01 格式:PDF 页数:14 大小:675.52KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN200910037614.6

申请日:

2009.03.06

公开号:

CN101494123A

公开日:

2009.07.29

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01G 9/155公开日:20090729|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H01G9/155; H01G9/042; H01G9/022

主分类号:

H01G9/155

申请人:

广州天赐高新材料股份有限公司

发明人:

周邵云; 刘建生; 张利萍; 张若昕; 李永坤; 杨春巍

地址:

510760广东省广州市黄埔区云埔工业区东诚片康达路8号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明公开了一种混合电化学电容器,由正极、负极、介于正负极之间的隔膜和电解液组成,所述的负极的活性材料采用活性炭材料,其特征在于:所述的正极的活性材料采用铁系嵌锂化合物、钒系嵌锂化合物或镍锰钴系嵌锂化合物与活性炭的混合物或复合物;所述的电解液为含有支持电解质的锂盐溶液。本发明的混合电化学电容器正极为锂离子电池与双电层电容器双层机制,大大改善了大倍率放电性能;电解液中加入支持电解质,大大提高了盐的浓度和离子电导率,解决了形成双电层时本体电解液的贫乏问题与大倍率放电对电导率要求高的问题。

权利要求书

1.  一种混合电化学电容器,由正极、负极、介于正负极之间的隔膜和电解液组成,所述的负极的活性材料采用活性炭材料,其特征在于:所述的正极的活性材料采用铁系嵌锂化合物、钒系嵌锂化合物或镍锰钴系嵌锂化合物与活性炭的混合物或复合物;所述的电解液为含有支持电解质的锂盐溶液。

2.
  按权利要求1所述的混合电化学电容器,其特征在于:所述的电解液为水溶液,其电解质为Li2SO4、LiNO3、LiCl或LiOH中一种或几种,浓度为0.5mol/L至饱和溶液浓度;所述的支持电解质为(NH4)2SO4、Na2SO4、K2SO4、NH4NO3、NaNO3、KNO3、NH4Cl、NaCl、KCl、NaOH、KOH中的一种或几种。

3.
  按权利要求1所述的混合电化学电容器,其特征在于:所述的电解液为非水有机溶液,其电解质为LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiBOB、LiCF3SO3中一种或几种,溶剂为碳酸酯,浓度为0.5mol/L至饱和溶液浓度;所述的支持电解质为Et4NBF4、MeEt3NBF4、Me2Et2NBF4、Et4PBF4、MeEt3PBF4、Me2Et2PBF4、Et4NPF6、MeEt3NPF6或Me2Et2NPF6中的一种或几种。

4.
  按权利要求1所述的混合电化学电容器,其特征在于:所述铁系嵌锂化合物为LiFePO4、Li2FeSiO4或其掺杂衍生产物的一种或几种。

5.
  按权利要求1所述的混合电化学电容器,其特征在于:所述的钒系嵌锂化合物为LiVPO4F、Li3V2(PO4)3、LiV3O8、(Li)VOPO4或其掺杂衍生产物的一种或几种。

6.
  按权利要求1所述的混合电化学电容器,其特征在于:所述的镍锰钴系嵌锂化合物为LiNixMnyCozO2(其中0≤x,y,z≤1且x+y+z=1)或其掺杂衍生产物的一种或几种。

7.
  按权利要求1所述的混合电化学电容器,其特征在于:所述的正极的活性材料混合物或复合物中活性炭的质量百分数η满足0<η≤50%。

8.
  按权利要求3所述的混合电化学电容器,其特征在于:所述碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯的至少两种。

说明书

一种混合电化学电容器
技术领域
本发明涉及一种电化学电容器,尤其涉及一种混合电化学电容器。
背景技术
双电层电容器靠电极材料与电解液界面形成双电层积蓄电荷,材料一般使用具有双电层电容特性的高比表面积活性炭、炭纤维、炭气凝胶、碳纳米管等,循环寿命上十万次,能快速充放电。但其存在以下缺点:(1)容量密度低,提高容量密度往往靠增大材料的比表面,对材料表面做改性处理等,这些方法提高双电层电容器的容量非常有限,且比表面的增大降低了材料的导电性;(2)充电时形成双电层导致了本体电解液的贫乏增大了溶液内阻;(3)受电解液分解电压和炭材料与电解液兼容性影响,水体系电压一般只有1.0V,有机体系电压2.7V。针对这些问题,现有的研究通过以下几方面改善其性能:(1)以金属氧化物替代或部分替代炭材料,提高比电容和工作电压,但金属氧化物目前只适合水体系,有机体系性能很不理想,且其因为贵金属的价格昂贵和贱金属循环性能差而限制其实际应用;(2)以导电聚合物替代或部分替代炭材料,提高比电容和工作电压,但导电聚合物合成条件较苛刻,价格高,循环性能亦不理想;(3)以嵌锂型化合物特别是零应变材料Li4Ti5O12做负极,炭材料做正极组成不对称混合电容器,大大提高了容量密度。但上述方法均没有解决双电层导致的本体电解液贫乏问题。
锂离子电池能量密度高,但其正负极全靠嵌脱锂储能,受锂离子迁移限制,其大倍率性能不甚理想,另外循环寿命也远低于双电层电容器。
因此,制造一种能解决双电层电容器和锂离子电池的上述缺点且兼具其优点的储能器件,很受人们关注。申请号为200510110461.5,发明名称为“锂离子电池材料作为正极的非水体系电化学混合电容器”的中国专利,其公开一种非水体系电化学混合电容器,正极采用高电位锂离子嵌入材料LiMn2-xMxO4,负极采用多孔活性材料,电解质为含有锂离子的非水体系;申请号为200710017048.3,发明名称为“一种混合电化学电容器及其制造方法”的中国专利,其公开一种混合电化学电容器及其制造方法,正极采用锂的过渡金属氧化物的一种或两种以上的混合,负极采用炭材料,电解液采用锂盐非水有机溶液。上述两篇专利所述的混合电化学电容器,正极活性材料均仅采用锂离子嵌入化合物,其摆脱不了锂离子电池正极材料大功率放电时晶体结构容易破坏的缺陷;电解液均采用锂盐的非水溶液,受锂盐溶解度和解离度的影响,离子电导率一般在10mS/cm以下,与双电层电容器电解液的电导率有一定差距。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种混合电化学电容器,能避免正极活性材料大功率放电结构容易破坏的缺陷,实现大倍率放电,提高离子电导率,形成一种兼具锂离子电池和双电层电容器优点而规避其缺点的储能器件。
本发明解决其技术问题采用的技术方案:
一种混合电化学电容器,由正极、负极、介于正负极之间的隔膜和电解液组成,所述的负极的活性材料采用活性炭材料,其特征在于:所述的正极的活性材料采用铁系嵌锂化合物、钒系嵌锂化合物或镍锰钴系嵌锂化合物中的任何一种与活性炭的混合物或复合物;所述的电解液为含有支持电解质的锂盐溶液。
所述的电解液为水溶液,其电解质为Li2SO4、LiNO3、LiCl或LiOH中一种或几种,浓度为0.5mol/L至饱和溶液浓度;所述的支持电解质为(NH4)2SO4、Na2SO4、K2SO4、NH4NO3、NaNO3、KNO3、NH4Cl、NaCl、KCl、NaOH、KOH中的一种或几种。
所述的电解液为非水有机溶液,其电解质为LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiBOB、LiCF3SO3中一种或几种,溶剂为碳酸酯,浓度为0.5mol/L至饱和溶液浓度;所述的支持电解质为Et4NBF4、MeEt3NBF4、Me2Et2NBF4、Et4PBF4、MeEt3PBF4、Me2Et2PBF4、Et4NPF6、MeEt3NPF6或Me2Et2NPF6中的一种或几种。
所述铁系嵌锂化合物为LiFePO4、Li2FeSiO4或其掺杂衍生产物的一种或几种。
所述的钒系嵌锂化合物为LiVPO4F、Li3V2(PO4)3、LiV3O8、(Li)VOPO4或其掺杂衍生产物的一种或几种;
所述的镍锰钴系嵌锂化合物为LiNixMnyCozO2(其中0≤x,y,z≤1且x+y+z=1)或其掺杂衍生产物的一种或几种。
所述的正极的活性材料混合物或复合物中活性炭的质量百分数η满足0<η≤50%。
所述碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯的至少两种。
本发明的优点和带来的积极效果:本发明的混合电化学电容器,正极的活性材料采用嵌锂化合物与活性炭的混合或复合物,为锂离子电池与双电层电容器双层机制,大大改善了材料的大倍率放电性能;电解液中加入支持电解质,提高了盐的浓度和离子电导率,解决了形成双电层时本体电解液的贫乏问题与大倍率放电对电导率要求高的问题。
附图说明
图1为实施例1在0.3A/g电流密度下的充放电曲线;
图2为实施例2在0.3A/g电流密度下的充放电曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述,本发明的实施包括但不限于下例实施方式。
实施例1
将LiFePO4、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比5∶3∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正、负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入8mol/L的LiNO3溶液(另加2mol/L KNO3做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,其充放电曲线如附图1所示,从图1可知,充放电曲线呈双电层电容曲线和锂离子电池平台曲线的双重特征,其工作电压(约1.5V)高于KOH水体系双电层电容器(1.0V)。放电曲线在1.0V以上斜率较小,趋向于锂离子电池的放电平台特征;低于1.0V锂离子在嵌锂化合物中嵌锂完毕,不再具备锂离子电池的机制,体现双电层电容器的放电特征。由于水溶液的电导率远比非水有机溶液高,完全能满足大倍率放电的要求,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留85%以上。
实施例2
将LiFePO4、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比4∶4∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1mol/L的LiPF6/碳酸乙烯酯+碳酸丙烯酯+碳酸甲乙酯+碳酸二甲酯(另加0.5mol/L Et4NBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为14mS/cm,混合电化学电容器的充放电曲线如附图2所示,从图2可知,充放电曲线亦呈双电层电容曲线和锂离子电池平台曲线的双重特征。放电曲线在3.0~2.5V体现双电层电容器的特征,在此电位区间锂离子并没有嵌入;在2.5~1.8V呈现锂离子电池的平台特征,主要体现嵌锂机制;1.8V以下锂离子嵌入完毕,恢复双电层机制。以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例3
将LiCoO2/活性炭复合物(活性炭质量含量25%)、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比8∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入0.5mol/L的Li2SO4溶液(另加1mol/LNa2SO4做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留86%以上。
实施例4
将LiNi0.3Mn0.3Co0.3Ti0.1O2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比5∶3∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1mol/L的LiPF6/碳酸乙烯酯+碳酸丙烯酯+碳酸二乙酯(另加0.6mol/L MeEt3NBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为15mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例5
将LiV3O8、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比4∶4∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入3mol/L的LiCl溶液(另加1.5mol/L KCl做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例6
将LiVPO4F/活性炭复合物(活性炭质量含量50%)、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比8∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入0.9mol/L的LiBF4/碳酸乙烯酯+碳酸二乙酯(另加0.4mol/L Et4NPF6做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为12mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例7
将Li2FeSiO4、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比6∶2∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入5mol/L的LiNO3溶液(另加2mol/L NH4NO3做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留84%以上。
实施例8
将Li3V2(PO4)3、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比6∶2∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入0.7mol/L的LiBOB/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯(另加0.8mol/L Et4PBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为14mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留81%以上。
实施例9
将LiMnO2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比7∶1∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入0.5mol/L的LiOH溶液(另加2mol/L KNO3做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留82%以上。
实施例10
将LiNi0.5Mn0.5O2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比5∶3∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入0.8mol/L的LiCF3SO3/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯(另加0.6mol/LMeEt3NPF6做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为13mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留83%以上。
实施例11
将LiMn0.8Co0.2O2/活性炭复合物(活性炭质量含量10%)、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比8∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1mol/L的LiClO4/碳酸乙烯酯+碳酸二乙酯+碳酸丙烯酯(另加0.6mol/L MeEt3PBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为14mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例12
将LiFe0.9Mg0.1PO4、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比5∶3∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1.1mol/L的LiBF4/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯+碳酸丙烯酯(另加0.3mol/LMe2Et2PBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为13mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例13
将LiNi0.3Mn0.3Co0.3Zn0.1O2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比6∶2∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1mol/L的LiPF6/碳酸乙烯酯+碳酸甲乙酯+碳酸二乙酯(另加0.3mol/LEt4NBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为13mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留82%以上。
实施例14
将LiFe0.95Zr0.05PO4、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比5∶3∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正、负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入8mol/L的LiNO3溶液(另加1mol/L NaNO3和2mol/L KNO3做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留82%以上。
实施例15
将LiFe0.92Al0.08PO4、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比4∶4∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1mol/L的LiPF6/碳酸乙烯酯+碳酸丙烯酯+碳酸甲乙酯+碳酸二甲酯(另加0.2mol/L MeEt3NBF4和0.5mol/L Et4NBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为15mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留81%以上。
实施例16
将LiCo0.8Ni0.2O2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比6∶2∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入0.5mol/L Li2SO4+2mol/L LiNO3溶液(另加1mol/L NaNO3做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留83%以上。
实施例17
将LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2/活性炭复合物(活性炭质量含量5%)、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比8∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入0.8mol/LLiPF6+0.2mol/L LiBF4/碳酸乙烯酯+碳酸丙烯酯+碳酸二乙酯(另加0.6mol/L MeEt3NBF4和0.2mol/L Et4NPF6做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为17mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留83%以上。
实施例18
将LiV3O8、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比4∶4∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入3mol/L的LiCl溶液(另加1.5mol/LKCl和0.5mol/LNaCl做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例19
将LiV0.9Ti0.1PO4F、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比7∶1∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入0.9mol/L LiBF4+0.2mol/L LiBOB/碳酸乙烯酯+碳酸二乙酯(另加0.4mol/L Et4NPF6+0.2mol/L MeEt3NPF6做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为14mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例20
将Li2Fe0.95Mg0.05SiO4、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比6∶2∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入5mol/L LiNO3+1mol/L LiCl溶液(另加2mol/L NaNO3做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留82%以上。
实施例21
将Li3V2(PO4)3、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比6∶2∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入0.7mol/L LiBOB+0.3mol/L LiPF6/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯(另加0.4mol/L Et4PBF4+0.2mol/L Me2Et2PBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为14mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留82%以上。
实施例22
将LiMn0.9Co0.1O2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比7∶1∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,装入铝壳中,注入0.5mol/L的LiOH溶液(另加2mol/L KNO3+1mol/L NaNO3做支持电解质)做电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留82%以上。
实施例23
将LiNi0.45Mn0.45Al0.1O2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比5∶3∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1mol/L LiCF3SO3+0.2mol/L LiPF6/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯(另加0.6mol/L MeEt3NPF6+0.2mol/L Me2Et2NPF6做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为14mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留84%以上。
实施例24
将LiNi0.8Co0.2O2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比4∶4∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1mol/L的LiClO4/碳酸乙烯酯+碳酸二乙酯+碳酸丙烯酯(另加0.6mol/L MeEt3PBF4+0.1mol/L Me2Et2PBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为14mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例25
将LiFe0.9Co0.1PO4/活性炭复合物(活性炭质量含量30%)、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比8∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入0.8mol/L LiBF4+0.2mol/L LiCF3SO3/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯+碳酸丙烯酯(另加0.3mol/L Me2Et2PBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为13mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留80%以上。
实施例26
将LiNi0.4Mn0.4Co0.1Zn0.1O2、活性炭、导电剂乙炔黑和粘合剂PVDF按质量比6∶2∶1∶1混合均匀,加入适量NMP做溶剂调浆,用涂布机将浆料均匀涂覆于铝箔上,120℃烘干,压膜成正极片,将活性炭、乙炔黑和PVDF按同样工艺制成负极片,正负极片中夹以隔膜纸,在厌氧厌水充满氩气的手套箱中装入铝壳,注入1mol/L的LiPF6/碳酸乙烯酯+碳酸甲乙酯+碳酸二乙酯(另加0.3mol/L Et4NBF4+0.3mol/L MeEt3NBF4做支持电解质)电解液,封装即得本发明的混合电化学电容器。测得电解液的电导率为15mS/cm,以10A/g电流密度充放电循环5000次,电容量保留84%以上。

一种混合电化学电容器.pdf_第1页
第1页 / 共14页
一种混合电化学电容器.pdf_第2页
第2页 / 共14页
一种混合电化学电容器.pdf_第3页
第3页 / 共14页
点击查看更多>>
资源描述

《一种混合电化学电容器.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种混合电化学电容器.pdf(14页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

本发明公开了一种混合电化学电容器,由正极、负极、介于正负极之间的隔膜和电解液组成,所述的负极的活性材料采用活性炭材料,其特征在于:所述的正极的活性材料采用铁系嵌锂化合物、钒系嵌锂化合物或镍锰钴系嵌锂化合物与活性炭的混合物或复合物;所述的电解液为含有支持电解质的锂盐溶液。本发明的混合电化学电容器正极为锂离子电池与双电层电容器双层机制,大大改善了大倍率放电性能;电解液中加入支持电解质,大大提高了盐的浓。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 基本电气元件


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1