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1、10申请公布号CN104064373A43申请公布日20140924CN104064373A21申请号201410310663322申请日20140702H01G11/86201301H01G11/06201301H01G11/2220130171申请人长沙国容新能源有限公司地址410100湖南省长沙市长沙经济技术开发区东十一路9号物丰机电产业园72发明人谢镕安况皓林忠富吴丽君宋云峰李永龙74专利代理机构北京卓恒知识产权代理事务所特殊普通合伙11394代理人唐曙晖54发明名称一种锂离子电容器正极片及其制备方法、锂离子电容器57摘要一种锂离子电容器正极片及其制备方法、锂离子电容器,正极片制备包括。
2、配制正极浆料和获取正极集流体基体;将正极浆料涂布在正极集流体基体表面,烘干,碾压、裁剪、干燥后得正极片;正极浆料的制备为1将8098重量份磷酸铁锂、220重量份导电炭黑混合球磨混匀;2将5090重量份活性炭和1050重量份步骤1球磨后材料混合后再球磨混匀;3将26重量份粘结剂与9498重量份蒸馏水混合,搅拌均匀;4向步骤3制得混合溶液中加入步骤2制得的球磨后混合材料,调节浆料的布氏粘度至10003000CPS,经低速,中速,高速搅拌制得;电容器由按正极片、隔膜及负极片的顺序卷绕组装成电芯,再将电芯置入电容器壳体中后加注电解液,密封壳体制得。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和。
3、国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104064373ACN104064373A1/1页21一种锂离子电容器正极片制备方法,包括如下步骤S1配制正极浆料和获取正极集流体基体;S2将所述正极浆料涂布在所述正极集流体基体表面,烘干,形成浆料层;S3涂有正极浆料层的正极集流体基体经碾压、裁剪后,干燥得到所述锂离子电容器正极片;其特征在于,所述正极浆料的制备包括以下步骤1将8098重量份磷酸铁锂、220重量份导电炭黑混合后球磨混匀;2将5090重量份活性炭和1050重量份步骤1制得的球磨后材料混合后再球磨混匀;3将按固含量计26重量份粘结剂与9498重量份蒸馏水混。
4、合,搅拌均匀;4向步骤3制得混合液中加入步骤2制得的球磨后混合材料,步骤3制得混合液与步骤2制得的球磨后混合材料的重量比为1131,经300600转/分钟低速搅拌0210小时,所述混合液与步骤2制得的球磨后混合材料互相浸润后;经15002500转/分钟中速搅拌0215小时,混合液达到表面光滑无颗粒感后;经40006000转/分钟高速搅拌48小时,使物料充分混合均匀,调节浆料的布氏粘度至10003000CPS。2根据权利要求1所述的锂离子电容器正极片制备方法,其特征在于所述粘结剂为LA132、LA133、CMC和SBR中的至少一种。3根据权利要求1所述的锂离子电容器正极片制备方法,其特征在于步骤。
5、S3中的干燥为裁剪后的中间产品置于真空干燥箱内,抽真空,充入干燥空气,再次抽真空,真空干燥48H以上,得到所述锂离子电容器正极片。4根据权利要求1所述的锂离子电容器正极片制备方法,其特征在于所述正极集流体基体为铝箔。5根据权利要求1所述的锂离子电容器正极片制备方法,其特征在于所述导电炭黑为SUPERP。6一种按照权利要求15任意一项所述的锂离子电容器正极片制备方法制备得到的锂离子电容器正极片。7一种锂离子电容器,其特征在于按权利要求6所述的锂离子电容器正极片、隔膜及锂离子电容器负极片的顺序卷绕组装成电芯,再将所述电芯置入电容器壳体中后加注电解液,密封电容器壳体制得。权利要求书CN1040643。
6、73A1/4页3一种锂离子电容器正极片及其制备方法、锂离子电容器技术领域0001本发明属于电容器技术领域,尤其是涉及一种锂离子电容器正极片制备方法及由该方法制备得到的锂离子电容器正极片、以及含有该正极片的锂离子电容器。背景技术0002目前,超级电容器因其具有功率高、寿命长和充电速度快等优点被业界广泛关注,但是其电压低、能量密度低,在许多方面的应用都受到了限制。超级电容器用活性炭作为正极,而锂离子电容器则是以嵌锂状态的石墨为负极,其最高使用电压可从27V提高到42V,相应地容量和能量都有很大的提升,锂离子电容器在设计上采用了双电层电容器的原理,同时又在负极添加了锂离子,从而提高了电容器的能量密度。
7、。0003由于需要在电容器单元中加入锂离子,因此需要在传统的制备工艺增加锂注入步骤,现有技术均是以金属锂作为锂离子供给源,由于锂是非常活泼的金属,这个操作必须在无氧无水的环境下完成,需要的锂注入工艺要求较高;同时,金属锂片在电池中过量就会导致锂枝晶的产生,造成电池短路,存在着一定的安全隐患,因而增加了锂离子电容器的工艺难度。使得组装过程不方便,同时也会带来各种不安全因素,在组装过程中容易引发安全问题。0004另外,现有另一锂离子电容器正极制备方法为在正极的多孔炭材料或导电聚合物中掺入富锂化合物。这样,在制备电极浆料时,多孔炭材料或导电聚合物与富锂化合物例如钴酸锂的比重相差很大,难以形成稳定均匀。
8、的浆料,导致浆料涂布困难,因此不适于大规模工业生产。而且,按照现有方法制备的正极的倍率性能和循环稳定性能差。发明内容0005为了克服现有技术的缺陷,本发明提供一种能够简化锂离子电容器的制备的正极片的制备方法及由该方法制备得到的锂离子电容器正极片、锂离子电容器。0006为了解决上述技术问题,一方面,本发明提供一种锂离子电容器正极片制备方法,包括如下步骤S1配制正极浆料和获取正极集流体基体;S2将所述正极浆料涂布在所述正极集流体基体表面,烘干,形成浆料层;S3涂有正极浆料层的正极集流体基体经碾压、裁剪后,干燥得到所述锂离子电容器正极片;所述正极浆料的制备包括以下步骤1将8098重量份磷酸铁锂、22。
9、0重量份导电炭黑混合后球磨混匀;2将5090重量份活性炭和1050重量份步骤1制得的球磨后材料混合后再球磨混匀;3将按固含量计26重量份粘结剂与9498重量份蒸馏水混合,搅拌均匀;4向步骤3制得混合液中加入步骤2制得的球磨后混合材料,步骤3制得混合液说明书CN104064373A2/4页4与步骤2制得的球磨后混合材料的重量比为1131,经300600转/分钟低速搅拌0210小时,所述混合液与步骤2制得的球磨后混合材料互相浸润后;经15002500转/分钟中速搅拌0215小时,混合液达到表面光滑无颗粒感后;经40006000转/分钟高速搅拌48小时,使物料充分混合均匀,调节浆料的布氏粘度至100。
10、03000CPS。浆料粘度通过采用添加蒸馏水或步骤2制得的球磨后混合材料来调节。0007本发明中,粘度的测试按照中华人民共和国标准GB1024788粘度测试方法规定的旋转法测试,使用布氏旋转式粘度计在2501下进行测量。0008作为优选技术方案本发明提供的锂离子电容器正极片制备方法,所述粘结剂为LA132、LA133、CMC、SBR中的至少一种。本发明中LA132,LA133为适用于各种正负极材料(包括LICOO2、LIMN2O4和LIFEPO4等正极材料、碳负极材料及活性炭)的水性粘结剂,CMC为羧甲基纤维素钠,SBR为丁苯橡胶。0009作为优选技术方案本发明提供的锂离子电容器正极片制备方法。
11、,步骤S3中的干燥为裁剪后的中间产品置于真空干燥箱内,抽真空,充入干燥空气,再次抽真空,真空干燥48H以上,得到所述锂离子电容器正极片。0010作为优选技术方案本发明提供的锂离子电容器正极片制备方法,所述正极集流体基体为铝箔。0011作为优选技术方案本发明提供的锂离子电容器正极片制备方法,所述导电炭黑为SUPERP。0012在不冲突的情况下,上述优选方案可单独或组合实施。0013为了解决上述技术问题,另一方面,本发明提供一种锂离子电容器正极片。本发明提供的锂离子电容器正极片为前述任意一项所述的锂离子电容器正极片制备方法制备得到的锂离子电容器正极片。0014为了解决上述技术问题,本发明还提供一种。
12、锂离子电容器。本发明提供的锂离子电容器为按上述的锂离子电容器正极片、隔膜及锂离子电容器负极片的顺序卷绕组装成电芯,再将所述电芯置入电容器壳体中后加注电解液,密封电容器壳体制得。0015本发明带来的有益效果本发明提供的技术方案,将电容器正极活性材料和导电剂经预先球磨混合,使材料混合更为均匀,形成稳定均匀的浆料,涂布后极片光滑且极片加工工艺简单,容易实现规模化生产。具体实施方式0016本发明的实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。0017实施例1锂离子电容器正极片制备配制正极浆料和获取正极集流体基体;将所述正极浆料涂布在所述正极集流体基体表面,烘干,形成浆料层;涂有正极浆料层的。
13、正极集流体基体经碾压、裁剪后,置于真空干燥箱内,抽真空,充入干燥空气,再次抽真空,真空干燥48H以上,得到所述锂离子电容器正极片,其中,所述正极集流体基体为铝箔,所述正极浆料的制备包括以下步骤1将80重量份磷酸铁锂、20重量份导电炭黑SUPERP混合后球磨混匀;2将90重量份活性炭和10重量份步骤1制得的球磨后材料混合后再球磨混匀;说明书CN104064373A3/4页53将按固含量计2重量份LA132粘结剂与98重量份蒸馏水混合,搅拌05H;4向步骤3制得混合溶液中加入步骤2制得的球磨后混合材料,步骤3制得混合溶液与步骤2制得的球磨后混合材料的重量比为31,经600转/分钟低速搅拌02小时,。
14、溶液与混合材料互相浸润后;经2500转/分钟中速搅拌02小时,混合液达到表面光滑无颗粒感后;经4000转/分钟高速搅拌8小时,通过采用添加蒸馏水或步骤2制得的球磨后混合材料来调节浆料的布氏粘度至1000CPS,高速搅拌使物料充分混合均匀,制得活性材料浆料。0018锂离子电容器制备按本实施例制得的锂离子电容器正极片、隔膜及锂离子电容器负极片的顺序卷绕组装成电芯,再将电芯的引出条与电容器壳盖连接紧密,真空干燥48H后,在手套箱中往设置在电容器壳体里的电芯中缓慢注入1MOL/L的电解液,密封电容器壳体,电解液的溶质为LIBF4,溶剂为乙腈,然后密封注液口,得到锂离子电容器。0019实施例2锂离子电容。
15、器正极片制备配制正极浆料和获取正极集流体基体;将所述正极浆料涂布在所述正极集流体基体表面,烘干,形成浆料层;涂有正极浆料层的正极集流体基体经碾压、裁剪后,置于真空干燥箱内,抽真空,充入干燥空气,再次抽真空,真空干燥48H以上,得到所述锂离子电容器正极片,其中,所述正极集流体基体为铝箔或铜箔,所述正极浆料的制备包括以下步骤1将98重量份磷酸铁锂、2重量份导电炭黑SUPERP混合后球磨混匀;2将50重量份活性炭和50重量份步骤1制得的球磨后材料混合后再球磨混匀;3将按固含量计6重量份LA133粘结剂与94重量份蒸馏水混合,搅拌05H;4向步骤3制得混合溶液中加入步骤2制得的球磨后混合材料,步骤3制。
16、得混合溶液与步骤2制得的球磨后混合材料的重量比为11,经300转/分钟低速搅拌10小时,溶液与混合材料互相浸润后;经1500转/分钟中速搅15小时,混合液达到表面光滑无颗粒感后;经6000转/分钟高速搅拌4小时,通过采用添加蒸馏水或步骤2制得的球磨后混合材料来调节浆料的布氏粘度至3000CPS,高速搅拌使物料充分混合均匀,制得活性材料浆料。0020锂离子电容器制备按本实施例制得的锂离子电容器正极片、隔膜及锂离子电容器负极片的顺序卷绕组装成电芯,再将电芯的引出条与电容器壳盖连接紧密,真空干燥48H后,在手套箱中往设置在电容器壳体里的电芯中缓慢注入1MOL/L的电解液,密封电容器壳体,电解液的溶质。
17、为LIBF4,溶剂为乙腈,然后密封注液口,得到锂离子电容器。0021实施例3锂离子电容器正极片制备配制正极浆料和获取正极集流体基体;将所述正极浆料涂布在所述正极集流体基体表面,烘干,形成浆料层;涂有正极浆料层的正极集流体基体经碾压、裁剪后,置于真空干燥箱内,抽真空,充入干燥空气,再次抽真空,真空干燥48H以上,得到所述锂离子电容器正极片,其中,所述正极集流体基体为铝箔或铜箔,所述正极浆料的制备包括以下步骤1将90重量份磷酸铁锂、10重量份导电炭黑SUPERP混合后球磨混匀;2将70重量份活性炭和30重量份步骤1制得的球磨后材料混合后再球磨混匀;3将按固含量计4重量份CMC粘结剂与96重量份蒸馏。
18、水混合,搅拌05H;说明书CN104064373A4/4页64向步骤3制得混合溶液中加入步骤2制得的球磨后混合材料,步骤3制得混合溶液与步骤2制得的球磨后混合材料的重量比为21,经500转/分钟低速搅拌05小时,溶液与混合材料互相浸润后;经2000转/分钟中速搅拌10小时,混合液达到表面光滑无颗粒感后;经5000转/分钟高速搅拌6小时,通过采用添加蒸馏水或步骤2制得的球磨后混合材料来调节浆料的布氏粘度至1500CPS,高速搅拌使物料充分混合均匀,制得活性材料浆料。0022锂离子电容器制备按本实施例制得的锂离子电容器正极片、隔膜及锂离子电容器负极片的顺序卷绕组装成电芯,再将电芯的引出条与电容器壳。
19、盖连接紧密,真空干燥48H后,在手套箱中往设置在电容器壳体里的电芯中缓慢注入1MOL/L的电解液,密封电容器壳体,电解液的溶质为LIBF4,溶剂为乙腈,然后密封注液口,得到锂离子电容器。0023对比实施例1在实施例3的基础上,导电炭黑,磷酸铁锂,活性炭材料都没有经过球磨,而是依次加入步骤3)的混合溶液中,其余与实施例3相同。0024对比实施例2在实施例3的基础上,将导电炭黑,磷酸铁锂,活性炭材料一起混合球磨,其余与实施例3相同。0025下表为三个实施例和两个对比实施例制备的锂离子电容器部分实验数据电池电容容量的测试是在使用蓝电的电池测试系统,测试电流为1A,电压区间为13527V的条件下进行的。0026本发明不限于以上优选实施方式,还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内,进行多种形式的变换和改进,能解决同样的技术问题,并取得预期的技术效果,故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案,只要在权利要求限定的精神之内,也属于本发明的保护范围。说明书CN104064373A。