專利名稱：一種鋰離子儲(chǔ)能器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子儲(chǔ)能器件及其制備方法
背景技術(shù)：
電源是各種電路都不可缺少的重要部分。在沒有市電的情況下，只有采取將電能存儲(chǔ)的方式才能滿足電路使用，因此各種儲(chǔ)能器件是移動(dòng)用電系統(tǒng)的重要組成部分，其性能直接關(guān)系到移動(dòng)用電器的使用壽命、功率特性等重要指標(biāo)。目前儲(chǔ)能器件有一次電池、二次電池、超級電容器等。一次電池不可充電，無法反復(fù)使用，綜合使用成本高。一次電池可反復(fù)充放電，是目前許多移動(dòng)用電器的首選儲(chǔ)能器件；目前，常見二次電池有鉛酸電池、鎳福電池、鎳氫電池、理離了電池、超級電容器等。鉛酸電池、鎳福電池有鉛、鍋重金屬的污染，正逐步被世界各國限制使用；由十鎳的價(jià)格小斷上漲，鎳氫電池的性價(jià)比也在不斷下降。理離子電池和超級電容器是近年來出現(xiàn)的新型儲(chǔ)能器件，具有明顯的性能優(yōu)勢。鏗離子電池能量密度高，但功率密度較低，壽命較短(1000·次左右)；超級電容器壽命長(可達(dá)10萬次以上)，功率密度大，但能量密度較低。但是，現(xiàn)有技術(shù)均是以金屬鋰作為鋰離子供給源，金屬鋰的存在使得組裝過程不方便，同時(shí)也會(huì)帶來各種不安全因素，在組裝過程中容易引發(fā)安全問題。另外，現(xiàn)有另一鋰離子電容器正極制備方法為在正極的多孔炭材料或?qū)щ娋酆衔镏袚饺敫讳嚮衔铮罨瘯r(shí)，實(shí)現(xiàn)對負(fù)極的預(yù)嵌。這樣，在制備電極漿料時(shí)，多孔炭材料或?qū)щ娋酆衔锱c富鋰化合物(例如鈷酸鋰)的比重相差很大，難以形成穩(wěn)定均勻的漿料，導(dǎo)致漿料涂布困難，因此不適于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種功率密度高，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單的鋰離子儲(chǔ)能器件。本發(fā)明的另一目的在于提供一種工序簡單、條件易控，生產(chǎn)效率高鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案如下一種鋰離子儲(chǔ)能器件，包括殼體和置于所述殼體內(nèi)的芯包，所述芯包包括若干芯包單體和第一隔膜，若干個(gè)所述芯包單體之間堆疊設(shè)置，所述第一隔膜貼設(shè)于相鄰兩芯包單體之間；所述芯包單體包括一正極片、兩負(fù)極片和兩第二隔膜，所述正極片設(shè)置在兩負(fù)極片之間，兩個(gè)所述第二隔膜分別貼設(shè)于相鄰的正極片與負(fù)極片之間。以及，一種鋰離子儲(chǔ)能器件的制備方法，包括如下步驟制備若干芯包單體，獲取若干第一隔膜、電池殼體；其中，所述芯包單體包括一正極片、兩負(fù)極片和兩第二隔膜，所述正極片設(shè)置在兩負(fù)極片之間，兩個(gè)所述第二隔膜分別貼設(shè)于相鄰的正極片與負(fù)極片之間；將芯包單體堆疊設(shè)置，并將第一隔膜貼設(shè)于相鄰兩芯包單體之間，制得芯包；
將所述芯包裝設(shè)于所述電池殼體內(nèi)，并經(jīng)注液，封裝，得到所述鋰離子儲(chǔ)能器件。上述鋰離子儲(chǔ)能器件通過芯包單體堆疊設(shè)置，形成了一個(gè)個(gè)單體的鋰離子電池與鋰離子電容器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，克服了鋰離子電池能量密度低，循環(huán)壽命差的缺點(diǎn)，避免了鋰離子電容器能量密度低的缺點(diǎn)，從而提高了儲(chǔ)能器件的功率密度，延長了儲(chǔ)能器件的使用壽命。另外，該結(jié)構(gòu)的鋰離子儲(chǔ)能器件結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)固。上述鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法將芯包單體I堆疊設(shè)置，并采用第一隔膜2將相鄰的芯包單體I隔開即可，其制備工序簡單、條件易控，生產(chǎn)效率高。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子儲(chǔ)能器件的正極片結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子儲(chǔ)能器件的負(fù)極片極片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子儲(chǔ)能器件的芯包單體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子儲(chǔ)能器件一優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種功率密度高，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單的鋰離子儲(chǔ)能器件。參見圖I至圖4，該鋰離子儲(chǔ)能器件包括殼體(圖中未顯示)和置于該殼體內(nèi)的芯包，該芯包包括若干芯包單體I和第一隔膜2，該若干個(gè)芯包單體I之間相互堆疊設(shè)置，且第一隔膜2貼設(shè)于相鄰兩芯包單體I之間。其中，該芯包單體包括一正極片U、兩負(fù)極片12和兩第二隔膜13，正極片11設(shè)置在兩負(fù)極片12之間，兩個(gè)第二隔膜13分別貼設(shè)于相鄰的正極片11與負(fù)極片12之間，如圖3所示。這樣，該鋰離子儲(chǔ)能器件通過芯包單體I堆疊設(shè)置，形成了一個(gè)個(gè)單體的鋰離子電池與鋰離子電容器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，克服了鋰離子電池能量密度低，循環(huán)壽命差的缺點(diǎn)，避免了鋰離子電容器能量密度低的缺點(diǎn)，從而提高了儲(chǔ)能器件的功率密度，延長了儲(chǔ)能器件的使用壽命。另外，該結(jié)構(gòu)的鋰離子儲(chǔ)能器件結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)固。優(yōu)選地，如圖I至3所示，作為本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，在芯包單體中，正極片11包括依次疊加結(jié)合的正極電容器活性材料層113、正極集流體基體112和鋰離子電池正極材料層111，如圖I所示；負(fù)極片12包括依次疊加結(jié)合的負(fù)極電容器活性材料層123、負(fù)極集流體基體122和鋰離子電池負(fù)極材料層121，如圖2所示，該結(jié)構(gòu)的正極片11和負(fù)極片12結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，層結(jié)構(gòu)不易掉料、剝離、脫落，能有效提高鋰離子儲(chǔ)能器件的功率密度，同時(shí)改善了正極片11和負(fù)極片12的導(dǎo)電性能。另外，正極片11的鋰離子電池正極材料層111與一負(fù)極片12的鋰離子電池負(fù)極材料層121分別貼設(shè)于設(shè)置在相鄰的正極片11、負(fù)極片12之間的第二隔膜13相對的兩表面上，正極電容器活性材料層113與另一相鄰負(fù)極片12的負(fù)極電容器活性材料層123分別貼設(shè)于設(shè)置在所述正極片11、另一相鄰負(fù)極片12之間的另一第二隔膜13相對的兩表面上。將鋰離子電池正極材料層111與鋰離子電池負(fù)極材料層121分別貼設(shè)于第二隔膜13相對的兩表面上，能更進(jìn)一步提高該儲(chǔ)能器件的功率密度。
優(yōu)選地，如圖I至圖4所示，作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，上述正極電容器活性材料層113和負(fù)極電容器活性材料層123含有石墨烯，鋰離子電池正極材料層111含有鋰離子正極材料，鋰離子電池負(fù)極材料層121含有鋰離子負(fù)極材料。其中，鋰離子正極材料優(yōu)選為鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鎳錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸釩鋰、導(dǎo)電聚合物中的至少一種，鋰離子負(fù)極材料為天然石墨、人造石墨、硬碳、中間相碳微球、硅、氧化硅、二氧化硅、錫、氧化錫、導(dǎo)電聚合物中的至少一種。該鋰離子電池正極材料層
111、正極電容器活性材料層113、鋰離子電池負(fù)極材料層121和負(fù)極電容器活性材料層123各層優(yōu)選的材料種類能有效的增強(qiáng)正極片11、負(fù)極片12的導(dǎo)電性能，進(jìn)一步提高該儲(chǔ)能器件的功率密度，同時(shí)使得正極片11、負(fù)極片12結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。該鋰離子電池正極材料層111、正極電容器活性材料層113、鋰離子電池負(fù)極材料層121和負(fù)極電容器活性材料層123各層優(yōu)選的材料含量參見下文中的步驟Sll和S13。此外，第一隔膜2和第二隔膜13材質(zhì)，大小可以相同也可以不同。優(yōu)選地，如圖I至圖4所示，作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，正極電容器活性材料層113的厚度為20 80 μ m，鋰離子電池正極材料層111的厚度為10 150 μ m ;負(fù)極電容器活性材料層123的厚度為20 80 μ m，鋰離子電池負(fù)極材料21的厚度為10 150 μ m。該各層·優(yōu)選的厚度范圍在進(jìn)一步改善正極片11、負(fù)極片12的導(dǎo)電性能，提高該儲(chǔ)能器件的功率密度的同時(shí)，增強(qiáng)了鋰離子電池正極材料層111、正極電容器活性材料層113與正極集流體基體112結(jié)合的強(qiáng)度，增強(qiáng)了鋰離子電池負(fù)極材料121、負(fù)極電容器活性材料層123與負(fù)極集流體基體122結(jié)合的強(qiáng)度。具體地，如圖4所示，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，該鋰離子儲(chǔ)能器件包括殼體(圖中未顯不)、置于所述殼體內(nèi)的芯包，該芯包包括兩個(gè)芯包單體I和一個(gè)第一隔膜2,該第一隔膜2貼設(shè)于兩個(gè)芯包單體I之間，從而構(gòu)成芯包。該具體結(jié)構(gòu)的鋰離子儲(chǔ)能器件的功率密度，性能穩(wěn)定，壽命長，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)固。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種上述鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法，該方法工序簡單、條件易控，采用二次涂布，生產(chǎn)效率高。該鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法的工藝流程如圖5所示，同時(shí)參見圖I至圖4,包括如下步驟SI :制備若干芯包單體1，獲取若干第一隔膜2、電池殼體；其中，芯包單體I包括一正極片11、兩負(fù)極片12和兩第二隔膜13，正極片11設(shè)置在兩負(fù)極片12之間，兩個(gè)第二隔膜13分別貼設(shè)于相鄰的正極片11與負(fù)極片12之間；S2 :將若干個(gè)芯包單體I堆疊設(shè)置，并將第一隔膜2貼設(shè)于相鄰兩芯包單體I之間，制得芯包；S3:將芯包裝設(shè)于電池殼體內(nèi)，并經(jīng)注液，封裝，得到該鋰離子儲(chǔ)能器件。具體地，上述步驟SI中，正極片11的制備方法優(yōu)選包括如下步驟Sll :配制正極電容器活性材料漿料、鋰離子電池正極漿料和獲取正極集流體基體112 ；S12 :將正極電容器活性材料漿料涂布在正極集流體基體112 —表面上，并將鋰離子電池正極漿料涂布在正極集流體基體112的與涂布有正極電容器活性材料漿料面相對的表面上，并經(jīng)烘干、冷壓、二次烘干、裁片、分條，制得正極片11。上述步驟Sll中的正極電容器活性材料漿料優(yōu)選包含如下質(zhì)量百分比的配方組份石墨烯 85 95 %第一導(dǎo)電劑3 10 %第二粘接劑2 5%;其中，第一導(dǎo)電劑優(yōu)選為導(dǎo)電炭黑、乙炔炭黑中的至少一種，第一粘接劑優(yōu)選為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的至少一種。該優(yōu)選配方的正極電容器活性材料漿料配制后，各組份分散均勻，漿料的穩(wěn)定性高，經(jīng)涂布、烘干后形成正極電容器活性材料層113，并能與正極集流體基體112緊密結(jié)合，不易脫落。同時(shí)石墨烯組份及其含量有效的修飾了正極片11，提高了儲(chǔ)能器件的功率密度，另外還增強(qiáng)了正極片11的導(dǎo)電性能。上述正極電容器活性材料漿料配制方法是先按照其配方稱取各組份，再將各組份 混合，攪拌均勻即可。上述鋰離子電池正極漿料優(yōu)選包含如下質(zhì)量百分比的配方組份鋰離子正極材料85 95 %第二導(dǎo)電劑 3 10%第二粘接劑 2 5%;其中，鋰離子正極材料如上文所述，優(yōu)選為鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鎳錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸釩鋰、導(dǎo)電聚合物中的至少一種 ’第二導(dǎo)電劑優(yōu)選為導(dǎo)電炭黑、乙炔炭黑中的至少一種；第二粘接劑優(yōu)選為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的至少一種。該優(yōu)選配方的鋰離子電池正極漿料配制后，各組份分散均勻，能形成均勻、穩(wěn)定的漿料，有效的克服了如背景技術(shù)中所述的現(xiàn)有正極漿料各組份比重相差較大，分散不均，穩(wěn)定性差的不足。上述鋰離子電池正極漿料配制方法是先按照其配方稱取各組份，再將各組份混合，攪拌均勻即可。上述正極集流體基體112優(yōu)選為集流體鋁箔，當(dāng)然也可以是本領(lǐng)域常用的其他材質(zhì)和形狀的正極集流體基體。上述步驟S12中，涂布正極電容器活性材料漿料、鋰離子電池正極漿料的方法可以按照本領(lǐng)域常用的方法涂布。其中，該正極電容器活性材料漿料和鋰離子電池正極漿料在正極集流體基體112表面的涂布量優(yōu)選保證待干燥后的厚度如上文所述的20 80 μ m。在上述步驟SI中，負(fù)極片12的制備方法優(yōu)選包括如下步驟S13:配制負(fù)極電容器活性材料漿料、鋰離子電池負(fù)極漿料和獲取負(fù)極集流體基體122 ；S14 :將該負(fù)極電容器活性材料漿料涂布在負(fù)極集流體基體122 —表面上，并將鋰離子電池負(fù)極漿料涂布在負(fù)極集流體基體122的與涂布有負(fù)極電容器活性材料漿料面相對的表面上，并經(jīng)烘干、冷壓、二次烘干、裁片、分條，制得負(fù)極片12。上述步驟S13中的鋰離子電池負(fù)極漿料優(yōu)選包含如下質(zhì)量百分比的配方組份鋰離子負(fù)極材料85 95%第三導(dǎo)電劑 3 10%第二粘接劑 2 5%;其中，鋰離子負(fù)極材料優(yōu)選為天然石墨、人造石墨、硬碳、中間相碳微球、硅、氧化硅、二氧化硅、錫、氧化錫、導(dǎo)電聚合物或其混合。第三導(dǎo)電劑優(yōu)選為導(dǎo)電炭黑、乙炔炭黑中的至少一種；第三粘接劑優(yōu)選為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的至少一種。上述鋰離子電池負(fù)極漿料配制方法是先按照其配方稱取各組份，再將各組份混合，攪拌均勻即可。上述負(fù)極電容器活性材料漿料的配方和配制方法如同上述步驟Sll中的正極電容器活性材料漿料配方和配制方法，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。上述負(fù)極集流體基體122優(yōu)選為集流體銅箔，當(dāng)然也可以是本領(lǐng)域常用的其他材質(zhì)和形狀的負(fù)極集流體基體。上述步驟S14中，涂布負(fù)極電容器活性材料漿料、鋰離子電池負(fù)極漿料的方法可以按照本領(lǐng)域常用的方法涂布。其中，該負(fù)極電容器活性材料漿料和鋰離子電池負(fù)極漿料 在負(fù)極集流體基體122表面的涂布量優(yōu)選保證待干燥后的厚度如上文所述的20 80 μ m。在上述步驟SI中，經(jīng)上述步驟SI I、S12制備的正極片11包括依次疊加結(jié)合的正極電容器活性材料層113、正極集流體基體112和鋰離子電池正極材料層111。經(jīng)上述步驟S13、S14制備的負(fù)極片12包括依次疊加結(jié)合的負(fù)極電容器活性材料層123、負(fù)極集流體基體122和鋰離子電池負(fù)極材料層121。在上述步驟SI中，正極片11和負(fù)極片12制備過程中即上述步驟S12正極片11制備和烘干上述步驟S14負(fù)極片12制備過程中，烘干、冷壓、二次烘干、裁片、分條等工藝步驟可以按照本領(lǐng)域常用的方法進(jìn)行。第一隔膜2和第二隔膜13在本發(fā)明中沒有特別限制，選取本領(lǐng)常用的隔膜即可。具體地，上述步驟S2中，將步驟SI中制備芯包單體堆疊設(shè)置，具體的堆疊設(shè)置方式參照圖3。其中，在芯包單體I中，正極片11的鋰離子電池正極材料層111與一負(fù)極片12的鋰離子電池負(fù)極材料層121相對設(shè)置，中間用第二隔膜13隔開，正極鋰電材料層111與另一相鄰負(fù)極片12中的負(fù)極鋰電材料層121相對，中間用另一第二隔膜13隔開。上述步驟S3中，芯包的裝設(shè)，注液，封裝工藝沒有特別要求，按照本領(lǐng)域常規(guī)方法進(jìn)行即可。上述鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法將芯包單體I堆疊設(shè)置，并采用第一隔膜2將相鄰的芯包單體I隔開即可，其制備工序簡單、條件易控，生產(chǎn)效率高。現(xiàn)以具體的鋰離子儲(chǔ)能器件及其制備方法為例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例I一種鋰離子儲(chǔ)能器件，其結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，該鋰離子儲(chǔ)能器件包括殼體(圖未顯示)、置于所述殼體內(nèi)的芯包，該芯包包括兩個(gè)芯包單體I和一個(gè)第一隔膜2，該第一隔膜2貼設(shè)于兩個(gè)芯包單體I之間，從而構(gòu)成芯包。該芯包單體I包括一正極片U、兩負(fù)極片12和兩第二隔膜13，正極片11設(shè)置在兩負(fù)極片12之間，兩個(gè)第二隔膜13分別貼設(shè)于相鄰的正極片11與負(fù)極片12之間，其中，正極片11包括依次疊加結(jié)合的厚度為50 μ m的正極電容器活性材料層113、集流體鋁箔112和厚度為80 μ m的鋰離子電池正極材料層111，負(fù)極片12包括依次疊加結(jié)合的厚度為50 μ m的負(fù)極電容器活性材料層123、集流體銅箔122和厚度為80 μ m的鋰離子電池負(fù)極材料層121，且正極片11的鋰離子電池正極材料層111與一負(fù)極片12的鋰離子電池負(fù)極材料層121分別貼設(shè)于設(shè)置在該相鄰的正極片11、負(fù)極片12之間的第二隔膜13相對的兩表面上，正極電容器活性材料層113與另一相鄰負(fù)極片12的負(fù)極電容器活性材料層123分別貼設(shè)于設(shè)置在所述正極片11、另一相鄰負(fù)極片12之間的另一第二隔膜13相對的兩表面上。上述鋰離子儲(chǔ)能器件制備步驟如下Sll.制備兩個(gè)芯包單體1，獲取一第一隔膜2、電池殼體；其中，芯包單體I制備步驟如下S111.正極片11的制備先將石墨烯與導(dǎo)電炭黑、粘接劑聚偏氟乙烯(PVDF)按質(zhì)量比85 10 5混合均勻配制成正極電容器活性材料漿料，將鈷酸鋰、導(dǎo)電炭黑、粘接劑PVDF按質(zhì)量比95 2. 5 2. 5混合均勻配制成鋰離子電池正極材料漿料，再將正極電容器活性材料漿料涂布在集流體鋁箔112 —表面上，并將鋰離子電池正極漿料涂布在流體鋁箔112的與涂布有正極電容器活性材料漿料面相對的表面上，并經(jīng)烘干、冷壓、二次烘干、裁片、分條，制得正極片11 ;
S112.負(fù)極片12的制備先將配制成負(fù)極電容器活性材料漿料(即照正極電容器活性材料漿料)，將人造石墨、導(dǎo)電炭黑、粘接劑聚偏氟乙烯(PVDF)按質(zhì)量比90 6 4混合均勻配制成鋰離子電池負(fù)極材料漿料，再將負(fù)極電容器活性材料漿料涂布在集流體銅箔122 —表面上，并將鋰離子電池負(fù)極漿料涂布在流體銅箔122的與涂布有負(fù)極電容器活性材料漿料面相對的表面上，并經(jīng)烘干、冷壓、二次烘干、裁片、分條，制得負(fù)極片12 ；S113.將上述制備的一正極片11設(shè)置在兩負(fù)極片12之間，相鄰的正極片11與負(fù)極片12之間分別用第二隔膜13隔開，且使得正極片11的鋰離子電池正極材料層111與一負(fù)極片12的鋰離子電池負(fù)極材料層121相對，正極鋰電材料層111與另一相鄰負(fù)極片12中的負(fù)極鋰電材料層121相對；S12 :將若干個(gè)芯包單體I堆疊設(shè)置，并將第一隔膜2貼設(shè)于相鄰兩芯包單體I之間，制得芯包；S13:將該芯包裝設(shè)于所述電池殼體內(nèi)，并經(jīng)注液，封裝，得到所述鋰離子儲(chǔ)能器件。該具體結(jié)構(gòu)的鋰離子儲(chǔ)能器件的功率密度，性能穩(wěn)定，壽命長，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)固。實(shí)施例2一種鋰離子儲(chǔ)能器件，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同，其示意圖如圖3所示，不同之處在于每片正極片11包括依次疊加結(jié)合的厚度為20 μ m的正極電容器活性材料層113、集流體鋁箔112和厚度為10 μ m的鋰離子電池正極材料層111 ;每片負(fù)極片11包括依次疊加結(jié)合的厚度為20 μ m的負(fù)極電容器活性材料層23、集流體銅箔22和厚度為10 μ m的鋰離子電池負(fù)極材料層21。該鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法參照實(shí)施例I鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法，不同之處在于正、負(fù)極電容器活性材料漿料由石墨烯與乙炔炭黑、粘接劑聚偏氟乙烯(PVDF)按質(zhì)量比90 7 3混合均勻配制成；鋰離子電池正極材料漿料由鎳鈷錳酸鋰、乙炔炭黑、粘接劑聚四氟乙烯按質(zhì)量比85 10 5混合均勻配制成；鋰離子電池負(fù)極材料漿料由氧化硅、導(dǎo)電炭黑、粘接劑聚四氟乙烯按質(zhì)量比95 3 2混合均勻配制成。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子儲(chǔ)能器件，包括殼體和置于所述殼體內(nèi)的芯包，其特征在于所述芯包包括若干芯包單體和第一隔膜，若干個(gè)所述芯包單體之間堆疊設(shè)置，所述第一隔膜貼設(shè)于相鄰兩芯包單體之間；所述芯包單體包括一正極片、兩負(fù)極片和兩第二隔膜，所述正極片設(shè)置在兩負(fù)極片之間，兩個(gè)所述第二隔膜分別貼設(shè)于相鄰的正極片與負(fù)極片之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子儲(chǔ)能器件，其特征在于在所述芯包單體中，所述正極片包括依次疊加結(jié)合的正極電容器活性材料層、正極集流體基體和鋰離子電池正極材料層；所述負(fù)極片包括依次疊加結(jié)合的負(fù)極電容器活性材料層、負(fù)極集流體基體和鋰離子電池負(fù)極材料層；所述鋰離子電池正極材料層與所述鋰離子電池負(fù)極材料層分別貼設(shè)于設(shè)置在相鄰的所述正極片、負(fù)極片之間的所述第二隔膜相對的兩表面上；所述正極電容器活性材料層與另一相鄰負(fù)極片的負(fù)極電容器活性材料層分別貼設(shè)于設(shè)置在相鄰的所述正極片、另一相鄰負(fù)極片之間的另一所述第二隔膜相對的兩表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子儲(chǔ)能器件，其特征在于所述正極電容器活性材料層和負(fù)極電容器活性材料層含有石墨烯； 所述鋰離子電池正極材料層含有鋰離子正極材料； 所述鋰離子電池負(fù)極材料層含有鋰離子負(fù)極材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子儲(chǔ)能器件，其特征在于所述鋰離子正極材料為鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鎳錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸釩鋰、導(dǎo)電聚合物中的至少一種； 所述鋰離子負(fù)極材料為天然石墨、人造石墨、硬碳、中間相碳微球、硅、氧化硅、二氧化硅、錫、氧化錫、導(dǎo)電聚合物或其混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的鋰離子儲(chǔ)能器件，其特征在于所述正極電容器活性材料層的厚度為20 80 μ m，所述鋰離子電池正極材料層的厚度為10 150 μ m ; 所述負(fù)極電容器活性材料層的厚度為20 80 μ m，所述鋰離子電池負(fù)極材料層的厚度為 10 150 μ m。
6.一種鋰離子儲(chǔ)能器件的制備方法，包括如下步驟 制備若干芯包單體，獲取若干第一隔膜、電池殼體；其中，所述芯包單體包括一正極片、兩負(fù)極片和兩第二隔膜，所述正極片設(shè)置在兩負(fù)極片之間，兩個(gè)所述第二隔膜分別貼設(shè)于相鄰的正極片與負(fù)極片之間； 將若干個(gè)芯包單體堆疊設(shè)置，并將第一隔膜貼設(shè)于相鄰兩芯包單體之間，制得芯包； 將所述芯包裝設(shè)于所述電池殼體內(nèi)，并經(jīng)注液，封裝，得到所述鋰離子儲(chǔ)能器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子儲(chǔ)能器件的制備方法，其特征在于所述正極片的制備方法包括如下步驟 配制正極電容器活性材料漿料、鋰離子電池正極漿料和獲取正極集流體基體； 將所述正極電容器活性材料漿料涂布在所述正極集流體基體一表面上，將所述鋰離子電池正極漿料涂布在所述正極集流體基體的與涂布有正極電容器活性材料漿料面相對的表面上，并經(jīng)烘干，冷壓，二次烘干，裁片，分條，制得正極片； 所述負(fù)極片的制備方法包括如下步驟 配制負(fù)極電容器活性材料漿料、鋰離子電池負(fù)極漿料和獲取負(fù)極集流體基體； 將所述負(fù)電容器活性材料漿料涂布在所述負(fù)極集流體基體一表面上，將所述鋰離子電池負(fù)極漿料涂布在所述負(fù)極集流體基體的與涂布有負(fù)電容器活性材料漿料面相對的表面上，并經(jīng)烘干，冷壓，二次烘干，裁片，分條，制得負(fù)極片； 所述芯包單體中，所述正極活性材料層與一負(fù)極片的負(fù)極活性材料層相對，中間用所述第二隔膜隔開，所述正極鋰電材料層與另一相鄰負(fù)極片中的負(fù)極鋰電材料層相對，中間用另一所述第二隔膜隔開。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子儲(chǔ)能器件的制備方法，其特征在于所述正極電容器活性材料漿料和負(fù)極電容器活性材料漿料包含如下質(zhì)量百分比的配方組份 石墨烯 85 95% 第一導(dǎo)電劑3 10% 第一粘接劑2 5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子儲(chǔ)能器件的制備方法，其特征在于所述鋰離子電池正極漿料包含如下質(zhì)量百分比的配方組份 鋰離子正極材料85 95% 第二導(dǎo)電劑 3 10% 第二粘接劑 2 5%; 所述鋰離子正極材料為鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鎳錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸釩鋰、導(dǎo)電聚合物中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子儲(chǔ)能器件的制備方法，其特征在于所述鋰離子電池負(fù)極漿料包含如下質(zhì)量百分比的配方組份 鋰離子負(fù)極材料85 95% 第三導(dǎo)電劑 3 10% 第三粘接劑 2 5%; 所述鋰離子負(fù)極材料為天然石墨、人造石墨、硬碳、中間相碳微球、硅、氧化硅、二氧化硅、錫、氧化錫、導(dǎo)電聚合物中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋰離子儲(chǔ)能器件，包括殼體和置于所述殼體內(nèi)的芯包，所述芯包包括若干芯包單體和第一隔膜，芯包單體堆疊設(shè)置，第一隔膜貼設(shè)于相鄰兩芯包單體之間；芯包單體包括一正極片、兩負(fù)極片和兩隔膜，正極片設(shè)置在兩負(fù)極片之間，第二隔膜分別貼設(shè)于相鄰的正極片與負(fù)極片之間，正極片包括依次疊加結(jié)合的正極電容器活性材料層、正極集流體基體和鋰離子電池正極材料層；負(fù)極片包括依次疊加結(jié)合的負(fù)極電容器活性材料層、負(fù)極集流體基體和鋰離子電池負(fù)極材料層。本發(fā)明儲(chǔ)能器件的功率密度高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)固。該鋰離子儲(chǔ)能器件制備方法工序簡單、條件易控，生產(chǎn)效率高。
文檔編號H01M16/00GK102969548SQ20111025710
公開日2013年3月13日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者周明杰, 俞兆喆, 王要兵 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司