[发明专利]电容-锂离子二次电池

摘要

本发明涉及用于直接转变化学能为电能的装置领域，具体为一种电容-锂离子二次电池。一种电容-锂离子二次电池，包括外壳(1)、正极端子(21)和负极端子(22)，其特征是：还包括隔膜(3)、电解液(4)、正极箔(51)和负极箔(52)，隔膜(3)将外壳(1)的内腔分隔成正极室A和负极室B；正极室A内和负极室B内都灌注电解液(4)；正极箔(51)设于正极室A内；负极箔(32)设于负极室B内。本发明充放电速度快；循环使用寿命长；适用范围广。

主权项

一种电容‑锂离子二次电池，包括外壳(1)、正极端子(21)和负极端子(22)，正极端子(21)和负极端子(22)都套设于外壳(1)的壳体上，且正极端子(21)和负极端子(22)之间绝缘，其特征是：还包括隔膜(3)、电解液(4)、正极箔(51)和负极箔(52)，隔膜(3)选用聚丙稀膜、聚乙稀膜、聚丙烯‑聚乙烯‑聚丙烯夹层膜、玻璃纤维多孔膜和聚偏氟乙烯‑六氟丙烯膜、无机陶瓷膜中的至少一种，或者选用以无纺布为基材并在无纺布上涂覆聚偏氟乙烯‑六氟丙烯膜构成；隔膜(3)设于外壳(1)的壳体内，隔膜(3)和外壳(1)的内壁之间绝缘，隔膜(3)将外壳(1)的内腔分隔成正极室A和负极室B两个互相隔离的区间；正极室A内和负极室B内都灌注电解液(4)；电解液(4)由有机溶剂、电解质锂盐和添加剂组成，有机溶剂选用碳酸乙稀酯、碳酸丙稀酯、碳酸丁稀酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲内酯、碳酸二甲内酯、碳酸二乙酯、亚硫酸乙稀酯、亚硫酸丙稀酯、γ‑丁内酯、乙酸乙酯和乙腈中的至少一种；电解质锂盐选用LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)、Li(C2F5)3PF3、Li(C3F7)3PF3、LiClO4、LiBOB、LiAsF6和LiBC2O4F2中的至少一种；添加剂选用环已基苯、亚硫酸亚乙酯、亚硫酸丙烯酯、碳酸亚乙稀酯、碳酸乙烯亚乙酯、硫酸丙烯酯、苯基丙酮、1,4‑丁烷磷酸内酯、1,3‑丙烷磺酸内酯、4‑甲基硫酸亚乙酯、4‑甲基亚硫酸亚乙酯、二乙基(氰基甲基)磷酸酯、N,N‑二甲基甲酰胺、甲烷二磺酸亚甲酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、4‑甲基亚硫酸乙烯酸、亚硫酸丁烯酯、N,N'‑甲基三氟酰胺、三(三甲基硅烷)磷酸酯、2,2‑二苯丙烷、4‑甲基硫酸乙烯酯、联苯、二环已基碳二亚胺、氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯中的至少一种；电解液(4)的形态为固态、液态和凝胶态中的任意一种；正极箔(51)设于正极室A内，正极箔(51)由导电层表面涂覆活性层组成，导电层选用铝箔、铝网和不锈钢网中任意一种；活性层由活性材料、导电剂、粘结剂和添加剂均匀混合而成，其中：活性材料选用活性碳粉末、活性碳纤维、碳毡、天然石墨、人造石墨、碳布、碳气凝胶、碳纳米管和石墨烯中的至少一种，或者选用层状结构晶体材料石墨和过渡金属二硫化物中的至少一种，过渡金属二硫化物的通式为MX2，其中M为ⅣB族～ⅦB族的过渡金属元素，X为S、Se和Te中的任意一种；导电剂选用导电石墨、乙炔黑、中间相碳微球、硬碳、石油焦、碳纳米管、石墨稀、导电碳黑和导电碳纤维中的至少一种；粘结剂和添加剂选用聚四氟乙稀、聚偏氟乙稀、羧甲基纤维素、聚乙稀醇、丙稀酸树酯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、N‑甲基吡咯烷酮中的至少一种；正极箔(51)的导电层通过导线(23)和正极端子(21)连接；负极箔(52)设于负极室B内，负极箔(52)由导电层表面涂覆活性层组成，导电层选用铜箔、铜网和不锈钢网中任意一种；活性层由活性材料、导电剂、粘结剂和添加剂均匀混合而成，其中：活性材料选用活性碳粉末、活性碳纤维、碳毡、天然石墨、人造石墨、硬碳、碳黑、碳布、碳气凝胶、碳纳米管和石墨烯中的至少一种，或者选用层状结构晶体材料石墨和过渡金属二硫化物中的至少一种，过渡金属二硫化物的通式为MX2，其中M为ⅣB族～ⅦB族的过渡金属元素，X为S、Se和Te中的任意一种，或者选用SnO2、SnO、PbO、GeO、SiO、PbO2、GeO2、Sn2PBO6、SnP2O7、SnMn0.5PO4、Sn2Fe和SnFe3C的复合、Li4Ti5O12、Li7MnN4、Li3FeN2、Li3‑xCuxN、Li3‑xCoxN、Li3‑xNixN的至少一种，其中：Sn2Fe和SnFe3C复合时Sn2Fe和SnFe3C的质量比为1:2～1:4，Li3‑xCuxN、Li3‑xCoxN和Li3‑xNixN中的x∈(0,0.6]；导电剂选用导电石墨、乙炔黑、中间相碳微球、硬碳、石油焦、碳纳米管、石墨稀、导电碳黑和导电碳纤维中的至少一种；粘结剂和添加剂选用聚四氟乙稀、聚偏氟乙稀、羧甲基纤维素、聚乙稀醇、丙稀酸树酯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、N‑甲基吡咯烷酮中的至少一种；负极箔(52)的导电层通过导线(23)和负极端子(22)连接。