[发明专利]超级电容电池及其制备方法

权利要求书

1.一种超级电容电池，包括正极、负极、介于所述正极和负极之间的隔膜及电解液，所述正极、负极和隔膜浸泡于所述电解液中，其特征在于，所述正极包括正极集流体以及涂布在所述正极集流体上的正极材料，所述正极材料包括正极活性材料、第一粘结剂及第一导电剂，所述正极活性材料由碳素材料与锂离子材料组成，所述正极活性材料中所述碳素材料的含量大于等于70％且小于100％；所述负极包括负极集流体以及涂布在所述负极集流体上的负极材料，所述负极材料包括负极活性材料、第二粘结剂及第二导电剂，所述负极活性材料由硅纳米线和石墨烯组成，所述硅纳米线与石墨烯的质量比为1～20∶80～99。

2.根据权利要求1所述的超级电容电池，其特征在于，所述正极活性材料、第一粘结剂及第一导电剂的质量比为85～90∶5～10∶5～10；所述负极活性材料、第二粘结剂及第二导电剂的质量比为85～90∶5～10∶5～10。

3.根据权利要求1所述的超级电容电池，其特征在于，所述锂离子材料为磷酸铁锂、锂镍钴锰氧、锂钴氧、锂锰氧、锂镍锰氧、锂镍钴氧、锂钒氧或硅酸铁锂。

4.根据权利要求1所述的超级电容电池，其特征在于，所述第一导电剂与第二导电剂为乙炔黑、导电炭黑或碳纳米管；所述第一粘结剂与第二粘结剂为聚偏氟乙烯。

5.一种超级电容电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将碳素材料与锂离子材料配制成正极活性材料，所述正极活性材料中所述碳素材料的含量大于等于70％且小于100％，将硅纳米线与石墨烯按质量比为1～20∶80～99制备成负极活性材料；

步骤二：将所述正极活性材料与第一粘结剂、第一导电剂及第一溶剂混合配制成正极浆料，将所述负极活性材料与第二粘结剂、第二导电剂及第二溶剂混合配制成负极浆料；

步骤三：将所述正极浆料涂布在正极集流体上，然后干燥及轧膜，分切制作成正极，将所述负极浆料涂布在负极集流体上，然后干燥及轧膜，分切制作成负极；及

步骤四：将所述正极、隔膜及负极依次贴合组装后浸泡于电解液中，得到所述超级电容电池。

6.根据权利要求5所述的超级电容电池的制备方法，其特征在于，所述负极活性材料的制备过程还包括如下步骤：将质量比为1～20∶160～200的硅纳米线与氧化石墨粉末配成混合物，将所述混合物置于水溶液中超声混合，经真空干燥后，再将所述混合物置于还原性气氛下以10～100℃/分钟的速度升温至200～1200℃，加热1～10小时得到粉末混合物，然后将所述粉末混合物在还原性气氛中冷却至室温，得到所述负极活性材料。

7.根据权利要求5所述的超级电容电池的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述正极活性材料、第一粘结剂及第一导电剂的质量比为85～90∶5～10∶5～10；所述负极活性材料、第二粘结剂及第二导电剂的质量比为85～90∶5～10∶5～10。

8.根据权利要求5所述的超级电容电池的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述第一溶剂与第二溶剂为N-甲基吡咯烷酮，所述正极浆料与负极浆料的粘度为1500～3000牛顿秒/平方米。

9.根据权利要求5所述的超级电容电池的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。

10.根据权利要求5所述的超级电容电池的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述电解液为锂离子电解质盐与非水有机溶剂配制而成。