專利名稱：：高性能非對稱電化學(xué)電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型屬于能源技術(shù)，具體涉及一種電化學(xué)電容器。(二)
背景技術(shù)：
：目前，已經(jīng)開發(fā)的正負極采用活性炭為可極化電極的雙電層電容器，與鋰離子電池、鎳氫電池和鉛酸電池等二次電池相比，在可靠性、高功率輸出特性等方面具有突出優(yōu)點。但是，其比能量性能卻與二次電池無法比擬，限制了其在高能量和高功率需求方面的應(yīng)用。近年來，為了解決電化學(xué)電容器在比能量方面的不足，電化學(xué)電容器從業(yè)者作出了不少的努力，其中混合型電化學(xué)電容器就是提高電化學(xué)電容器比能量較為突出的一類。例如中國發(fā)明專利CN1277444，介紹了一種新型的電化學(xué)超級電容器及其制造方法，其特點是正極由鎳的氧化物或氫氧化物構(gòu)成，負極由大表面積多孔炭構(gòu)成，堿性溶液作為電解質(zhì)，正極和負極間為離子可通過的隔板，該電化學(xué)超級電容器具有較高的能量密度和功率性能。再如中國專利ZL00231293.X，一種車用雙電層電容器，包括用碳粉末制成的負極板，中間的絕緣隔板，其特征在于，電容器的正極是利用氫氧化鎳電極板制成，正負電極板與隔板構(gòu)成一組電容芯子，插在注有電解液的外殼中，該車用雙電層電容器電容量比原來的電容高34倍，比能量高出IO倍以上。此外，中國專利ZL03115105.1、ZL02217074.X等都對該類型電容器進行了相同或類似的發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛣?chuàng)新。但是，這些公開的專利或文件中，只強調(diào)了電化學(xué)電容器比能量的提升，其充放電循環(huán)壽命特性卻較差，以前的專利所公開的該類電化學(xué)電容器其循環(huán)壽命可達到10萬次，而在實際應(yīng)用中最高只能達到5萬次左右，嚴重影限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種具有優(yōu)秀的綜合性能，特別是在其工作電壓窗口下具有優(yōu)異的循環(huán)壽命特性的高性能非對稱電化學(xué)電容器。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它包括至少一對電極、插入正極與負極之間的隔板和浸漬在正負極和隔板中的電解液和帶有正負極引出端子的密封殼體，一對電極中包含容量為C+的非極化正極和容量為C—的極化負極，非極化正極的容量C+與可極化負極的容量C—之比滿足條件C+/C—>4，而且，制作極化負極的材料比容量q-滿足條件q->35mAh/g。本實用新型還有這樣一些技術(shù)特征1、非極化正極為氧化鎳電極，其制作方法可以采用燒結(jié)型，也可以采用粉末涂布于集流體上的非燒結(jié)型；2、極化負極是由在其工作電壓窗口0.8V-1.5V范圍內(nèi)比容量大于35mAh/g活性炭制成的；3、電解液是30%濃度的氫氧化鉀水溶液；[0010]4、隔板是聚丙烯、聚乙稀等材料制成的堿性電池隔板；5、帶有引出端子的密封殼體是由聚乙稀、聚丙烯或尼龍制成的。本實用新型通過將非極化正極的容量與極化負極的容量之比控制在一定的范圍內(nèi)，并在極化負極中采用滿足一定比容量要求的活性炭材料，制造出了具有優(yōu)異循環(huán)壽命的非對稱電化學(xué)電容器。本實用新型可得到優(yōu)異循環(huán)壽命的非對稱電化學(xué)電容器，其循環(huán)壽命超過150000次，而且，該非對稱電化學(xué)電容器同時具有低內(nèi)阻、高能量密度的特性。圖1為本實用新型極化負極的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型極化負極的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型電極對組合結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型電容器結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型作進一步的說明；實施例1本實施例包括一組電極、插入正極與負極之間的隔板3和浸漬在正負極和隔板3中的電解液4和帶有正極引出端子6、負極引出端子7和安全閥8的密封殼體5，電極中包含容量為C+的非極化正極1和容量為C—的極化負極2，非極化正極1的容量C+與極化負極2的容量C—之比滿足條件C+/C—>4，而且，制作極化負極2的材料比容量q-滿足條件q_>35mAh/g。非極化正極1制作采用拉漿工藝將混有CMC粘合劑的鎳粉涂敷在穿孔鍍鎳鋼帶上，經(jīng)過高溫燒結(jié)后形成厚度為0.5mm的集流體，采用電化學(xué)的方法將氧化鎳沉積在集電體內(nèi)的孔隙中，經(jīng)充放電化成后，將電極裁剪成100X70mm的非極化正極板，每個正極板的容量為1000mAh。極化負極2制作將一定重量的活性炭(在0.8V-1.5V電壓范圍比容量42mAh/g)粉末，加入10%的PTFE乳液和去離子水，混合攪拌成膠聯(lián)狀，并壓制成片狀，經(jīng)烘干后，壓成0.9mm厚的活性炭片9，用軋片機壓合在尺寸為100X70mm的穿孔集流體10鍍鎳鋼帶的兩側(cè)，形成容量為250mAh的極化負極。隔板3采用PP接枝膜。電解液4采用30%濃度的氫氧化鉀溶液。電容器組裝將9個非極化正極1、10個極化負極2和隔板3按照隔板_負極_隔板_正極_隔板的順序交替堆疊成一組電極對，在非極化正極1和極化負極2的極耳處連接上正極引出端子6和負極引出端子7，然后放入聚丙烯殼體5內(nèi)，密封端蓋，注入電解液3，制成非對稱電化學(xué)電容器。測試結(jié)果顯示在表l中。實施例2本實施例基本與實施例1相同，不同之處在于，炭片厚度為0.7mm，形成的負極板容量為200mAh。電容器的測試結(jié)果顯示在表1中。[0028]實施例3本實施例基本與實施例1相同，不同之處在于，炭片厚度為0.55mm，形成的負極板容量為170mAh。電容器的測試結(jié)果顯示在表1中。實施例4本實施例基本與實施例1相同，不同之處在于，采用了比容量為35mAh/g的活性炭，炭片厚度為lmm，形成的負極板容量為250mAh。電容器的測試結(jié)果顯示在表1中。實施例5本實施例基本與實施例1相同，不同之處在于，炭片厚度為1.2mm，形成的負極板容量為330mAh。電容器的測試結(jié)果顯示在表1中。實施例6本實施例基本與實施例1相同，不同之處在于，炭片厚度為1.7mm，形成的負極板容量為500mAh。電容器的測試結(jié)果顯示在表1中。實施例7本實施例基本與實施例1相同，不同之處在于，采用了比容量為28mAh/g的活性炭，炭片厚度為1.3mm，形成的負極板容量為250mAh。電容器的測試結(jié)果顯示在表1中。實施例8本實施例基本與實施例1相同，不同之處在于，采用了比容量為23mAh/g的活性炭，炭片厚度為1.5mm，形成的負極板容量為250mAh。電容器的測試結(jié)果顯示在表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1可知，與比較例的非對稱電化學(xué)電容器相比，本實用新型實施例得到的非對稱電化學(xué)電容器具有大于15萬次的充放電循環(huán)次數(shù)，此外，由于具有較低的內(nèi)阻特性，因此，本實用新型所得到的非對稱電化學(xué)電容器同時具有優(yōu)異的功率特性。權(quán)利要求一種高性能非對稱電化學(xué)電容器，它包括至少一對電極、插入正極與負極之間的隔板(3)和浸漬在正負極和隔板中的電解液(4)和帶有正負極引出端子的的密封殼體(5)，其特征在于一對電極中包含容量為C+的非極化正極(1)和容量為C-的極化負極(2)，極化負極的材料比容量q-滿足條件q-≥35mAh/g，非極化正極的容量C+與可極化負極的容量C-之比滿足條件C+/C≥4。2.根據(jù)權(quán)利要求所述的高性能非對稱電化學(xué)電容器，其特征在于非極化正極(1)為氧化鎳電極，極化負極(2)是由在其工作電壓窗口0.8V-1.5V范圍內(nèi)比容量大于35mAh/g活性炭制成的，電解液(4)是30%濃度的氫氧化鉀水溶液，隔板(3)是聚丙烯、聚乙稀制成的堿性電池隔板，帶有引出端子的密封殼體(5)是由聚乙稀、聚丙烯或尼龍制成的。專利摘要本實用新型提供了一種高性能非對稱電化學(xué)電容器，其組成包括容量為C+的非極化正極，容量為C-的極化負極，插入正極與負極之間的隔板，浸漬在正負極和隔板中的電解液和帶有正負極引出端子的密封殼體。其特征是，非極化正極的容量C+與極化負極的容量C-之比滿足條件C+/C-≥4，而且，制作極化負極的材料比容量q-滿足條件q-≥35mAh/g。本實用新型所制造的非對稱電化學(xué)電容器具有優(yōu)異的循環(huán)壽命特性和高功率特性。文檔編號H01G9/058GK201514860SQ20092010051公開日2010年6月23日申請日期2009年7月31日優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日發(fā)明者李文華申請人:李文華