[发明专利]超级混合电容电池及其制造方法

权利要求书

1.一种超级混合电容电池，包括正极片、负极片、介于所述正极片和所述负极片之间的隔膜和电解液，所述正极片、所述负极片和所述隔膜浸泡于所述电解液中，其特征在于，所述负极片包括负极集流体和涂布在所述负极集流体上的负极活性材料，所述负极活性材料包括硅合金纳米颗粒-石墨烯复合材料，所述硅合金纳米颗粒-石墨烯复合材料中，所述硅合金纳米颗粒和所述石墨烯的质量比为1∶5～1∶100，所述硅合金纳米颗粒中，硅的质量百分数为1％～50％。

2.根据权利要求1所述的超级混合电容电池，其特征在于，所述硅合金纳米颗粒-石墨烯复合材料中，硅合金纳米颗粒选自硅钴合金纳米颗粒、硅铬合金纳米颗粒、硅锰合金纳米颗粒、硅镍合金纳米颗粒、硅钒合金纳米颗粒、硅锆合金纳米颗粒、硅钙合金纳米颗粒、硅镁合金纳米颗粒和硅锡合金纳米颗粒中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的超级混合电容电池，其特征在于，所述正极片包括正极活性材料，所述正极活性材料为碳素材料或由碳素材料和锂离子材料组成，当所述正极活性材料由碳素材料和锂离子材料组成时，所述锂离子材料的质量百分数为X，则0＜X≤30％。

4.根据权利要求3所述的超级混合电容电池，其特征在于，所述碳素材料选自活性碳、碳纳米管、热解炭、活性碳纤维和碳气凝胶中的至少一种，所述锂离子材料选自磷酸铁锂、锂镍钴锰氧、锂钴氧、锂锰氧、磷酸钴锂、磷酸锰锂、钛酸锂、钒酸锂、锂镍锰氧、锂镍钴氧、锂钒氧和硅酸铁锂中的至少一种。

5.一种超级混合电容电池的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、制备正极活性材料；按质量比1∶5～1∶100将硅合金纳米颗粒和石墨烯材料混合制备负极活性材料，所述硅合金纳米颗粒中，硅的质量百分数为1％～50％；

步骤二、将所述正极活性材料和第一粘结剂混合制备正极浆料，再加入溶剂调节所述正极浆料的粘度至1500～3000牛顿秒/平方米，将正极浆料涂布在正极集流体上，然后经干燥、轧膜、分切制作成正极片；

将所述负极活性材料和第二粘结剂混合制备负极浆料，再加入溶剂调节所述负极浆料的粘度至1500～3000牛顿秒/平方米，将负极浆料涂布在负极集流体上，然后经干燥、轧膜、分切制作成负极片；及

步骤三、将所述正极片、隔膜、负极片依次贴合组装后浸泡于电解液中，得到所述超级混合电容电池。

6.根据权利要求5所述的超级混合电容电池的制造方法，其特征在于，步骤一中所述负极活性材料的制备方法为：将硅合金纳米颗粒与氧化石墨粉混合后进行球磨，将球磨后的混合物放入含有还原性气体管式炉中以10～100℃/min的速度缓慢升温至200～1200℃，加热1～10小时，再将粉末在还原性气体的氛围中随炉冷却至室温，得到负极活性材料。

7.根据权利要求5所述的超级混合电容电池的制造方法，其特征在于，步骤二中，进一步加入第一导电剂，并将所述第一导电剂与所述正极活性材料和第一粘结剂混合，所述正极活性材料、第一粘结剂和第一导电剂的质量比为85∶10∶5；进一步加入第二导电剂，并将所述第二导电剂与所述负极活性材料和第二粘结剂混合，所述负极活性材料、第二粘结剂和第二导电剂的质量比为85∶10∶5。

8.根据权利要求5所述的超级混合电容电池的制造方法，其特征在于，步骤二中所述正极浆料和负极浆料的粘度均为2500～3000牛顿秒/平方米。

9.根据权利要求5所述的超级混合电容电池的制造方法，其特征在于，步骤三中正极片、隔膜、负极片依次贴合后采用多芯卷绕并联的方式组装。

10.根据权利要求5所述的超级混合电容电池的制造方法，其特征在于，步骤三的电解液包括有机溶剂和溶于所述有机溶剂的锂离子电解质盐。