[发明专利]锂离子电容器极片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电容器，特别涉及锂离子电容器极片及其制备方法。

背景技术

随着新型能源领域的快速发展，锂离子电池、超级电容器等新型储能元件以其各自的优势开始在商业领域得到越来越多的重视，但随着应用领域的不断扩大，也暴露出了自身不足的一面，如，锂离子电池虽然有很高的容量，但其循环性能和高倍率充放电性能不尽人意；超级电容器虽然循环性能很好但其容量过低，而锂离子电容器的出现很好的解决了这一问题。

现有的方法制备的极片其活性物质涂层普遍较薄，且易掉粉、易断裂，极片制备后的后续加工方法均是以卷绕法和叠片法为主，很少应用于小型纽扣电池领域，无法发挥锂离子电容器在小型供电元件上的优势。

发明内容

本发明的目的是提供工序简单、产品稳定、生产效率高、能适用

于大规模商业化生产的锂离子电容器极片及其制备方法。

为解决上述问题，本发明锂离子电容器极片及其制备方法,包括如下步骤：

⑴．锂离子电容器正极极片的制备：

1）.配制锂离子电容器正极材料的浆料和获取正极集流体基体，其中，正极材料的浆料包含如下质量百分比的配方组成：

正极活性物质： 70～97% ；

正极导电剂： 0～15%；

正极粘结剂： 0.01～15%；

2）.将上述步骤1）中正极材料的浆料与正极集流体基体结合制得锂离子电容器的正极极片；正极材料的浆料与正极集流体结合的方式为涂布法或压片法；

⑵. 锂离子电容器负极极片的制备：

a）.配制锂离子电容器负极材料的浆料和获取负极集流体基体；

其中，负极材料的浆料包含如下质量百分比的配方组成：

负极活性物质： 70～97%；

负极导电剂 ：0～15%；

负极粘结剂 ：0.01～15%；

b）. 将上述步骤a）中负极材料的浆料与负极集流体基体结合制得锂离子电容器的负极极片；其中负极材料的浆料与负极集流体结合的方式为涂布法或压片法；

正极/负极集流体基体的材料为铝箔、铜箔、多孔镍网、泡沫镍、多孔不锈钢网等常用集流体中的任意一种或多种混合物；

使用涂布法所得的正极/负极极片：极片涂层厚度30～3000um，极片涂层涂布量为1～30mg/cm²，极片压实密度0.3～4.0g/cm³；使用压片法所得的正极/负极极片：压片时正极/负极极片制片压力0～1000MPa、保压时间为0～10s、压实密度0.3～4.0g/cm³、正极/负极极片厚度30～3000um。

作为本发明的优选方案，正极活性物质为石墨、中间相炭微球、碳纳米管、活性炭中的任意一种或多种的混合物。

作为本发明的进一步改进，所述正极/负极导电剂为乙炔黑、导电炭黑、导电石墨、科琴黑、碳纳米管、VCGF、石墨烯中的任意一种或多种的混合物。

作为本发明的优选方案，正极/负极粘结剂为SBR、LA系列、PTFE、PVDF、CMC中的任意一种或多种的混合物。

作为本发明的进一步改进，负极活性物质为石墨、软炭、硬碳、中间相炭微球、碳纳米管其中的一种或多种的混合物。

综上所述本发明的有益效果是：上述锂离子电容器正极/负极制备方法采用了涂布法或压片法的多种方法，保证了极片不断裂、不掉粉，拥有较高容量、能量密度，具有优异的电化学性能；另外，该方法工序简单、产品稳定、生产效率高，适用于大规模批量化生产作业。由上述方法制备的锂离子电容器极片物理结构稳定，振动、跌落不碎裂，能保持原有形貌；电化学性能优异，倍率性能、循环性能皆优于传统工艺。

附图说明

图1 是本发明锂离子电容器正、负极片制备方法工艺流程示意图；

图2 是本发明锂离子电容器正、负极片结构示意图；

图3是本发明实施例锂离子电容器在20mA电流下循环性能图。

图中：1正极集流体，2正极活性物质层，3负极活性物质层，4负极集流体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例1：

锂离子电容器极片其结构如说明书附图2所示，包括正极集流体1、正极活性物质层2、负极活性物质层3、负极集流体4。

上述锂离子电容器正极制片步骤如下：

S1：制备锂离子电容器正极极片。