CN102354607B - 锂离子电容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锂离子电容器。所述锂离子电容器包括电解液以及芯子。芯子包括：正极，包括正极集流体和正极涂覆层；负极，包括负极集流体和含有能够可逆掺杂锂离子的物质的且和正极涂覆层相对向设置的负极涂覆层；隔膜，设置在正极和负极之间。正极集流体包括在靠近正极集流体的边缘处形成的未涂覆有正极涂覆层的第一金属区；负极集流体包括在靠近负极集流体的边缘处形成的未涂覆有负极涂覆层的第二金属区；在芯子中，负极涂覆层的面积大于正极涂覆层的面积，负极涂覆层的面积覆盖正极涂覆层的面积，负极涂覆层将正极涂覆层包含于负极涂覆层内侧；在芯子中，隔膜的面积大于负极涂覆层的面积，隔膜的面积覆盖负极涂覆层的面积。

Description

锂离子电容器

技术领域

本发明涉及一种储能器件，尤其涉及一种锂离子电容器。

背景技术

随着新能源技术的发展，锂离子二次电池是作为一种新型的储能器件，因其具有能量密度高、循环寿命长、节能环保等多种优点，在手机、笔记本电脑、数码相机等领域得到了越来越广泛的应用；但由于锂离子二次电池自身性能决定了其大电流充放电性能、安全性能相对较差，故也限制了其在太阳能、风能、动力汽车、电动车等领域的应用。

作为另一种新型的储能器件，超级电容器因其具有功率密度高、静电容量高且比锂离子二次电池具有更长的循环寿命，其在很多领域已取得了很广泛的应用，且由于其具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点，在新能源汽车、太阳能、风能等领域有望得到更为广泛的应用；但由于其能量密度低，很难进行持续放电，因此，限制了超级电容器的应用。

由于上述储能器件各自所存在的很难克服的技术缺陷，人们希望有一种新型储能器件能结合锂离子二次电池和超级电容器所存在的优点，而克服其各自的技术缺陷；于是，人们开发出了一种新型储能组件，该储能组件通过使锂离子二次电池单体和超级电容器相连，然后通过电源管理系统对其进行管理，其很好的使锂离子二次电池和超级电容器的优点得到有效的发挥，但其制造成本较高，且并没有从根本上解决锂离子二次电池和超级电容器所存在的技术缺陷。

为了从根本上解决解决锂离子二次电池和超级电容器所存在的技术缺陷，且使二者的优点得到更好的发挥，人们开发出了锂离子电容器，该锂离子电容器的负极一般采用碳材料，正极采用活性炭，为了提高锂离子电容器的能量密度，通常对负极的碳材料掺杂锂离子或通过电化学方法使其吸附锂离子，使负极电位下降，由于吸附锂离子的负极的电位低于正极所使用的活性碳，因此，其与正极活性碳组合而形成的电容器耐压性提高，并且负极的容量远大于正极容量，锂离子电容器的能量密度得到了提高；锂离子电容器虽然有效的结合了锂离子二次电池和超级电容器的的优点，具有高能量密度、高输出特性等优点，但在使用过程中发现，其等效串联内阻较大，且在锂离子电容器反复充放电过程中，锂离子很容易在正极表面析出，进而形成枝晶，导致锂离子电容器内部短路。

为此，于2008年8月27日公开的中国发明专利申请公开CN101253588A公开了一种锂离子电容器，该专利文献通过使锂离子电容器的正极面积小于负极面积，试图解决锂离子电容器正极表面析锂而导致锂离子电容器内部短路问题，但在实践中发现，由于其正负级的涂覆层包覆了整个集流体，当在集流体上焊接正负极端子时，通常需要刮去部分涂覆层才可进行，因此，其加工工艺复杂，制造成本较高；且该种结构的锂离子电容器的正负极端子通常采用超声焊焊接数个点进行，由于该数个点多为直线排列，且与正负极极片接触内阻较大，进而使得锂离子电容器的能量密度降低，使用过程中发热量增加，进而使锂离子电容器的整体寿命降低。

因此，基于传统技术锂离子电容器中所存在的加工工艺复杂、内阻大、锂离子电容器正极表面析锂而导致锂离子电容器内部短路等诸多问题，有必要对该锂离子电容器结构进行改进。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电容器，其能有效避免因锂离子电容器正极表面析锂而导致的锂离子电容器内部短路的缺陷。

针对现有技术存在的问题，本发明的另一目的在于一种锂离子电容器，其能简化结构和加工工艺。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种锂离子电容器，包括：电解液，为含有锂离子化合物的有机溶液；以及芯子，浸渍有所述电解液。其中，所述芯子包括：正极，所述正极包括正极集流体和形成在所述正极集流体的表面上的正极涂覆层；负极，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体的表面上的负极涂覆层，所述负极涂覆层含有能够可逆掺杂锂离子的物质，在所述芯子中，所述负极涂覆层和所述正极涂覆层相对向设置；隔膜，设置在所述正极和所述负极之间。其中，所述正极集流体的面积大于所述正极涂覆层的面积，而且所述正极集流体包括在靠近所述正极集流体的边缘处形成的未涂覆有所述正极涂覆层的第一金属区；所述负极集流体的面积大于所述负极涂覆层的面积，而且所述负极集流体包括在靠近所述负极集流体的边缘处形成的未涂覆有所述负极涂覆层的第二金属区；所述负极涂覆层的面积大于所述正极涂覆层的面积，在所述芯子中所述负极涂覆层的面积覆盖所述正极涂覆层的面积，而且在所述芯子中所述负极涂覆层将所述正极涂覆层包含于所述负极涂覆层内侧；所述隔膜的面积大于所述负极涂覆层的面积，且在所述芯子中所述隔膜的面积覆盖所述负极涂覆层的面积；其中，所述芯子还包括：正极端子，通过将所述第一金属区裁切掉一部分而形成；负极端子，通过将所述第二金属区裁切掉一部分而形成；或者，所述芯子还包括：正极端子，焊接于所述第一金属区，所述正极端子与所述第一金属区之间的焊接为焊接轨迹为曲线的激光焊接；负极端子，焊接于所述第二金属区，所述负极端子与所述第二金属区之间的焊接为焊接轨迹为曲线的激光焊接；所述第一金属区和所述第二金属区分别定位于所述芯子的同一端；所述正极端子和所述负极端子交错设置。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，优选地，在所述正极中，所述正极涂覆层的一侧边缘与所述正极集流体的对应一侧边缘齐平、而所述正极涂覆层的另一侧边缘位于所述正极集流体的面积内；在所述负极中，所述负极涂覆层的一侧边缘与所述负极集流体的对应一侧边缘齐平、而所述负极涂覆层的另一侧边缘位于所述负极集流体的面积内。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，优选地，所述正极端子大于一个，所述负极端子大于一个；各正极端子开设有连接孔，在连接孔内穿设有与该连接孔相适配的连接螺栓，各正极端子通过连接螺栓连接为一体；各负极的负极端子亦对应开设有连接孔，在连接孔内穿设有与该连接孔相适配的连接螺栓，各负极端子通过连接螺栓连接为一体。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，优选地，所述正极端子大于一个，所述负极端子大于一个；各正极端子焊接为一体，各负极端子焊接为一体。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，优选地，所述正极采用以下加工方式：在正极集流体表面且沿正极集流体长度方向持续涂覆而在正极集流体表面形成正极涂覆层，所述正极涂覆层的两侧的正极集流体裸露形成金属区，沿所述正极集流体长度方向的中线裁切形成各正极；所述负极的加工方式与所述正极加工方式相对应。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，优选地，所述正极采用以下加工方式：在正极集流体表面间隔涂覆正极浆料形成间隔设置的正极涂覆层，所述各正极涂覆层之间的正极集流体裸露形成金属区，然后，沿各金属区的一侧边裁切形成各正极；所述负极的加工方式与所述正极加工方式相对应。

根据本发明的锂离子电容器的有益效果如下。

在本发明中，由于造成锂离子电容器正极边缘析锂现象的根本原因是正极涂覆层的面积大于负极涂覆层的面积，而并非简单的是正极大于负极而引起；由于本申请的正极涂覆层的面积小于负极涂覆层的面积，其解决了锂离子电容器正极表面析锂的问题。

在本发明中，正极设置有第一金属区，负极设置有第二金属区，在焊接正/负极端子时，不需要另外刮去部分正/负涂覆层，即可直接把正/负极端子分别焊接在正/负极处，加工工艺简单；同时也免去刮去部分正/负涂覆层时，因残留微量碳元素，导致正极端子与正极或负极端子与负极的接触内阻变大的缺陷。

在本发明中，第一金属区可加工形成正极端子、第二金属区还可加工形成负极端子，从而降低正极端子与正极集流体、负极端子与负极集流体的连接内阻，提高了锂离子电容器的能量密度。

在本发明中，隔膜宽度大于负极涂覆层的宽度，可避免正极表面析锂而导致的锂离子电容器内部短路的缺陷，进而避免安全事故的发生。

在本发明中，正极涂覆层的一侧边缘与正极集流体的一侧边缘相齐平，且负极涂覆层的一侧边缘与负极集流体的一侧边缘相齐平，因此，在装配时，可使正极的第一金属区和负极的第二金属区分别位于芯子两端，且使正极涂覆层和负极涂覆层相对向设置，装配工艺简单、方便。

在本发明中，由于第一金属区供焊接正极端子而第二金属区可供焊接负极端子时使用，本申请的正极端子与第一金属区、负极端子与第二金属区相连时，采用激光焊接的方式，且由于其焊接轨迹采用曲线轨迹，因焊接的接触点较多，故有效降低了正极端子与第一金属区和负极端子与第二金属区之间的接触内阻，提高了锂离子电容器的能量密度。

在本发明中，各正负极端子通过焊接或连接螺栓连接为一体，其生产工艺简单，生产效率高。

附图说明

图1示出根据一个实施例的形成本发明的锂离子电容器的正极的示意图；

图2和图3示出根据另一个实施例的形成本发明的锂离子电容器的正极的示意图；

图4和图5示出根据又一个实施例的形成本发明的锂离子电容器的正极的示意图；

图6示出根据一个实施例的形成本发明的锂离子电容器的正极端子的示意图；

图7示出根据一个实施例的形成本发明的锂离子电容器的负极的示意图；

图8和图9示出根据另一个实施例的形成本发明的锂离子电容器的负极的示意图；

图10和图11示出根据又一个实施例的形成本发明的锂离子电容器的负极的示意图；

图12示出根据一个实施例的形成本发明的锂离子电容器的负极端子的示意图；

图13示出根据一个实施例的在本发明的锂离子电容器正极、负极和隔膜的相对布置示意图；

图14示出根据另一个实施例的在本发明的锂离子电容器正极、负极和隔膜的相对布置示意图。

其中，附图标记说明如下：

具体实施方式

首先说明根据本发明的锂离子电容器。图13和图14示意示出了本发明的锂离子电容器的正极、负极、以及隔膜的相互布置关系。

根据本发明所述的锂离子电容器包括：电解液（未示出），为含有锂离子化合物的有机溶液；以及芯子，浸渍有所述电解液。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，如图13和图14所示，所述芯子包括：正极1，正极1包括正极集流体11和形成在正极集流体11的表面上的正极涂覆层12，正极涂覆层12含有能够可逆掺杂锂离子的物质；负极2，负极2包括负极集流体21和形成在负极集流体21的表面上的负极涂覆层22，负极涂覆层22含有能够可逆掺杂锂离子的物质；隔膜3，设置在正极1和负极2之间。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，正极集流体11的面积大于正极涂覆层12的面积，而且正极集流体11包括在靠近正极集流体11的边缘处形成的未涂覆有正极涂覆层11的第一金属区13；负极集流体21的面积大于负极涂覆层22的面积，而且负极集流体21包括在靠近负极集流体21的边缘处形成的未涂覆有负极涂覆层22的第二金属区23；在所述芯子中，负极涂覆层22和正极涂覆层12相对向设置，负极涂覆层22的面积大于正极涂覆层12的面积，负极涂覆层22的面积覆盖正极涂覆层11的面积，而且在所述芯子中负极涂覆层22将正极涂覆层12包含于负极涂覆层22内；隔膜3的面积大于负极涂覆层22的面积，且在所述芯子中隔膜3的面积覆盖负极涂覆层22的面积。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，优选地，在正极1中，在正极集流体11的同一表面上沿正极集流体11的涂覆有正极涂覆层12的一侧边缘与正极集流体11的形成有第一金属区13的相对侧边缘方向，正极涂覆层12的一侧边缘与正极集流体11的对应一侧边缘齐平、而正极涂覆层12的另一侧边缘位于正极集流体11的面积内。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，优选地，在负极2中，在负极集流体21的同一表面上沿负极集流体21的涂覆有负极涂覆层22的一侧边缘与负极集流体21的形成有第二金属区23的相对侧边缘方向，负极涂覆层22的一侧边缘与负极集流体21的对应一侧边缘齐平、而负极涂覆层22的另一侧边缘位于负极集流体21的面积内。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，第一金属区13和第二金属区23分别定位于所述芯子的相对两端，如图13所示。可替代地，第一金属区13和第二金属区23分别定位于所述芯子的同一端，如图14所示。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，所述芯子还包括：正极端子（图未示），设置于第一金属区13；负极端子（图未示），设置于第二金属区23。在一个实施例中，正极端子焊接于第一金属区13，负极端子焊接于第二金属区23。在焊接正/负极端子时，优选采用激光焊接，且焊接轨迹优选为曲线（例如圆形、椭圆形曲线）。在一个实施例中，正极端子通过将第一金属区23裁切掉一部分而形成；负极端子通过将第二金属区23裁切掉一部分而形成。在一个实施例中，正极端子通过曲线激光焊接于裁切掉一部分的第一金属区23，负极端子通过曲线激光焊接于裁切掉一部分的第二金属区23，换句话说，这是前两种方式的结合。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，设置在第一金属区13上的正极端子可为至少一个，设置在第二金属区23上的负极端子为至少一个。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，当正极端子大于一个时，各正极端子开设有连接孔，在连接孔内穿设有与该连接孔相适配的连接螺栓，各正极端子通过连接螺栓连接为一体；当负极端子大于一个时，各负极端子对应开设有连接孔，在连接孔内穿设有与该连接孔相适配的连接螺栓，各负极端子通过连接螺栓连接为一体。在另一实施例中，当正极端子大于一个时，各正极端子焊接在一起；当负极端子大于一个时，各负极端子焊接在一起。

在根据本发明所述的锂离子电容器中，当正极1的第一金属区13和负极2的第二金属区23定位在芯子的同一端时，所设置的正极端子和负极端子优选交错设置；对于多个正极端子和多个负极端子的情况，也优选正极端子和负极端子交错设置。

在图13和图14所示的结构中，在剖面图中，五个负极和四个正极叠置，图13和图14仅是示意说明第一金属区、第二金属区、正极涂覆层、负极涂覆层、以及隔膜之间的相互位置关系，从结构上看属于层叠式锂离子电容器，但是这并不妨碍采用卷绕式锂离子电容器。

此外，在根据本发明所述的锂离子电容器中，负极涂覆层可涂覆在负极集流体的一个或两个相对的表面（通常可称为上表面和下表面）上；正极涂覆层可涂覆在正极集流体的一个或两个相对的表面（通常可称为上表面和下表面）上。

其次说明根据本发明的锂离子电容器的制备方法。

根据本发明所述的锂离子电容器的制备方法包括步骤：

（1）制备正极：在正极集流体上涂覆有正极涂覆层，并在靠近正极集流体的边缘处形成未涂覆有正极涂覆层的第一金属区；

（2）设置正极端子：在第一金属区设置正极端子；

（3）制备负极：在负极集流体上涂覆有负极涂覆层且负极涂覆层含有能够可逆掺杂锂离子的物质，并在靠近负极集流体的边缘处形成未涂覆有负极涂覆层的第二金属区；

（4）设置负极端子：在第二金属区设置负极端子；

（5）制备芯子：将隔膜设置在所制备的正极和负极之间并使负极涂覆层和正极涂覆层相对向设置且隔膜的面积大于负极涂覆层的面积，通过卷绕或叠置方式使负极包覆正极而形成芯子；

（6）浸渍电解液：将所形成的芯子浸渍电解液，电解液为含有锂离子化合物的有机溶液。

在制备正极的步骤中，在正极集流体上涂覆有正极涂覆层，正极涂覆层可涂覆在正极集流体的一个表面上，也可涂覆在正极集流体的两个相对表面上（通常称为上表面和下表面）。

在制备正极的步骤中，形成第一金属区的过程可按照以下方式进行。

第一种方式，如图1所示，利用涂布设备把调配好的正极浆料沿正极集流体11的长度方向持续涂覆在正极集流体11的表面上，以形成未全部覆盖正极集流体11的正极涂覆层12，其中沿宽度方向正极涂覆层12的一侧边缘与正极集流体11的对应一侧边缘齐平、正极涂覆层12的另一侧相对边缘位于正极集流体11的面积内，即正极集流体11沿宽度方向上的一侧边缘处预留正极集流体11的一部分（即裸露部分）作为第一金属区13。涂覆完成后，经烘干处理之后，即获得具有第一金属区13的正极1。

第二种方式，如图2和图3所示，利用涂布设备把调配好的正极浆料沿正极集流体11的长度方向持续涂覆在正极集流体11的表面上，以形成未全部覆盖正极集流体11的正极涂覆层12，其中正极集流体11沿宽度方向上的两侧边缘处各自预留正极集流体11的一部分（即裸露部分）作为第一金属区13；涂布完成后，经烘干处理，然后沿正极集流体11长度方向的中线A-A（图3所示）位置进行裁切，即形成两个具有第一金属区13的正极1。在第二种方式中，正极集流体11沿宽度方向上的两侧边缘处各自预留正极集流体11的一部分优选相同。

第三种方式，如图4和图5所示，利用涂布设备把调配好的正极浆料沿正极集流体11的长度方向间隔涂覆在正极集流体11的表面上，以形成间隔设置的正极涂覆层12，正极集流体11的处于相邻正极涂覆层12之间的部分112（即裸露部分）将作为第一金属区；在间隔涂布完成后，进行烘干处理；烘干处理之后，进行剪切处理。在剪切处理中，可以沿所述多个部分112的同一侧（例如右侧或B-B线所示的左侧）进行裁切，从而获得如图5所示的正极1；或者可替代地，在生产规定的正极涂覆层12以及第一金属区的尺寸下，如果允许，可以沿所述多个部分112的中线（与B-B线平行）进行裁切、并沿正极涂覆层12的中线（与B-B线平行）进行切割。在所述第三种方式中，所述多个部分112沿长度方向上的尺寸优选相同。

此外，在上述三种方式中，通过选择正极集流体11的尺寸并控制涂布设备，可以理想地实现所需尺寸的正极涂覆层12和第一金属区13，从而避免正极涂覆层12和/或第一金属区13的尺寸不符合实际制备要求而导致的进一步涂覆和/或剪切，从而简化制备工艺，尤其是第一种方式更是如此（即在第一种方式中，选定合适的正极集流体11的尺寸，并通过控制涂布设备对正极集流体11的涂覆，从而涂覆之后烘干处理，即可获得具有第一金属区13的正极1，而不像第二种和第三种方式，还需要剪切处理）。

当然，除了上述三种方式之外，还可在正极集流体11进行涂布正极涂覆层12，以形成未全部覆盖正极集流体11的正极涂覆层12，之后进行烘干，最后对正极涂覆层12和未被正极涂覆层12覆盖的正极集流体11的部分按规定尺寸进行剪切。

在设置正极端子的步骤中，因为正极1具有第一金属区13，因此可以将正极端子（图未示）直接焊接于第一金属区13。在焊接正极端子时，优选采用激光焊接，且焊接轨迹优选为曲线（例如圆形、椭圆形曲线），这样，可避免传统直线轨迹焊接方式因其接触触点较少而导致的内阻较大的现象。在替代方式中，可把正极1的第一金属区13的部分金属裁去而形成与正极1一体设置的正极端子131，如图6所示。由于正极端子131是由与正极1一体设置的第一金属区裁切而形成，因此，正极端子和正极之间的接触内阻大大降低，进而提高了锂离子电容器的性能，当采用这种方式时，可将本发明的锂离子电容器的制备方法中的制备正极的步骤和设置正极端子的步骤合并。在另一替代方式中，可以采用上面两种方式的结合，即采用激光曲线焊接的方式将正极端子焊接在裁切后形成的金属区域内。

在设置正极端子的步骤中，当芯子采用卷绕方式形成时，每个正极可以设置一个或一个以上的正极端子；当芯子采用层叠方式形成时，每个正极可以设置一个或一个以上的正极端子。

在制备负极的步骤中，在负极集流体上涂覆有负极涂覆层，负极涂覆层可涂覆在负极集流体的一个表面上，也可涂覆在负极集流体的两个相对表面上（通常称为上表面和下表面）。

在制备负极的步骤中，形成第二金属区的过程可按照以下方式进行。

第一种方式，如图7所示，利用涂布设备把调配好的负极浆料沿负极集流体21的长度方向持续涂覆在负极集流体21的表面上，以形成未全部覆盖负极集流体21的负极涂覆层22，其中沿宽度方向负极涂覆层22的一侧边缘与负极集流体21的对应一侧边缘齐平、负极涂覆层22的另一侧相对边缘位于负极集流体21的面积内，即负极集流体21沿宽度方向上的一侧边缘处预留负极集流体21的一部分（即裸露部分）作为第二金属区23。涂覆完成后，经烘干处理之后，即获得具有第二金属区23的负极2。

第二种方式，如图8和图9所示，利用涂布设备把调配好的负极浆料沿负极集流体21的长度方向持续涂覆在负极集流体21的表面上，以形成未全部覆盖负极集流体21的负极涂覆层22，其中负极集流体21沿宽度方向上的两侧边缘处各自预留负极集流体21的一部分（即裸露部分）作为第二金属区23；涂布完成后，经烘干处理，然后沿负极集流体21长度方向的中线A-A（如图8所示）位置进行裁切，即形成两个具有第二金属区23的负极2,如图9所示。在第二种方式中，负极集流体21沿宽度方向上的两侧边缘处各自预留负极集流体21的一部分优选相同。

第三种方式，如图10所示，利用涂布设备把调配好的负极浆料沿负极集流体21的长度方向间隔涂覆在负极集流体21的表面上，以形成间隔的负极涂覆层22，负极集流体21的相邻负极涂覆层22之间的部分212将作为第二金属区23；在间隔涂布完成后，进行烘干处理；烘干处理之后，进行剪切处理。可以沿所述多个部分212的同一侧（例如右侧或C-C线所示的左侧）进行裁切，从而获得如图11所示的正极1；或者可替代地，在生产规定的负极涂覆层22以及第二金属区的尺寸下，如果允许，可以沿所述多个部分212的中线（与C-C线平行）进行裁切、并沿正极涂覆层22的中线（与C-C线平行）进行切割。在所述第三种方式中，所述多个部分212沿长度方向上的尺寸优选相同。

此外，在上述三种方式中，通过选择负极集流体21的尺寸并控制涂布设备，可以理想地实现所需尺寸的负极涂覆层22和第二金属区23，从而避免负极涂覆层22和/或第二金属区23的尺寸不符合实际制备要求而导致的进一步涂覆和/或剪切，从而简化制备工艺，尤其是第一种方式更是如此（即在第一种方式中，选定合适的负极集流体21的尺寸，并通过控制涂布设备对负极集流体21的涂覆，从而涂覆之后烘干处理，即可获得具有第二金属区23的负极2，而不像第二种和第三种方式，还需要剪切处理）。

当然，除了上述三种方式之外，还可在负极集流体21上进行涂布正极涂覆层22，以形成未全部覆盖负极集流体21的负极涂覆层22，之后进行烘干，最后对负极涂覆层22和未被负极涂覆层22覆盖的负极集流体21的部分按规定尺寸进行剪切。

在制备负极的步骤中，为了避免锂离子电容器正极表面析锂，在后续形成的芯子中，负极涂覆层22的面积大于正极涂覆层12的面积。

在设置负极端子的步骤中，因为在本发明的负极2具有第二金属区23，因此可以将负极端子（图未示）直接焊接于第二金属区23。在焊接负极端子时，优选采用激光焊接，且焊接轨迹优选为曲线（例如圆形、椭圆形曲线），这样，可避免传统直线轨迹焊接方式因接触触点较少而导致的内阻较大现象。在替代方式中，如图12所示，可把负极2的第二金属区23的部分金属裁去而形成与负极2一体设置的负极端子231，由于负极端子231是由与负极2一体设置的第二金属区裁切而形成，因此，负极端子和负极之间的接触内阻大大降低，进而提高了锂离子电容器的性能，当采用这种方式时，可将本发明的锂离子电容器的制备方法中的制备负极的步骤和设置负极端子的步骤合并。在另一替代方式中，可以采用上面两种方式的结合，即采用激光曲线焊接的方式将负极端子焊接在裁切后形成的金属区域内。

在设置负极端子的步骤中，当芯子采用卷绕方式形成时，每个负极可以设置一个或一个以上的负极端子；当芯子采用层叠方式形成时，每个负极可以设置一个或一个以上的负极端子。

在制备芯子的步骤中，按照层叠方式和卷绕方式分开说明。采用层叠方式时，层叠的负极和正极可依据要求设置若干层，以形成层叠体，层叠体的最外部（最下部和最上部）为负极且在最外部相应设置隔膜，如图13和图14所示。采用卷绕方式形成芯子时，将隔膜设置在所制备的正极和负极之间，其中使负极涂覆层和正极涂覆层相对向设置并在投影关系上使正极涂覆层位于负极涂覆层内，使隔膜的面积大于负极涂覆层的面积并在投影关系上使负极涂覆层位于隔膜内，由负极、隔膜、正极依序叠置形成预卷绕体、使负极在预卷绕体中处于正极之外、并在负极的外侧再设置隔膜，然后进行卷绕，从而负极包覆正极而形成芯子。

在制备芯子的步骤中，隔膜由多孔材料制成，用于防止正极和负极直接接触而导致锂离子电容器内部短路。

在制备芯子的步骤中，因为第一金属区和第二金属区的存在，所以在将正极1和负极2无论是卷绕还是层叠时，可使正极1的第一金属区13和负极2的第二金属区23可定位在芯子的同一端，参照图14所示。在替代实施例中，正极1的第一金属区13和负极2的第二金属区23定位在芯子的相对两端，参照图13所示，从而使正极端子和负极端子分别定位于芯子的两侧，便于识别，且装配工艺简单、方便。在图13和图14中，在正极集流体11的同一表面上沿正极集流体11的涂覆有正极涂覆层12的一侧边缘与正极集流体11的形成有第一金属区13的相对侧边缘方向（在此可定义为芯子的纵向），做出图13和图14所示的剖面。在此需要说明的是，在图13和图14所示的结构中，主要意图是说明第一金属区、第二金属区、正极涂覆层、负极涂覆层、以及隔膜之间的相互位置关系，从结构上看属于层叠式锂离子电容器，但是这并不妨碍采用卷绕式锂离子电容器。

在根据本发明的锂离子电容器的制备方法中，由于第一金属区13和第二金属区的上述定位，并鉴于前述正极端子和负极端子的设置方式，当正极1的第一金属区13和负极2的第二金属区23定位在芯子的同一端时，为了避免短路，所设置的正极端子和负极端子优选交错设置，尤其是正极端子由第一金属区13裁切形成和负极端子第二金属区23裁切形成时，更是如此。

在根据本发明的锂离子电容器的制备方法中，当设置的正极端子大于一个时，此时可称为多个正极端子；当设置的负极端子大于一个时，此时可称为多个负极端子。当正极1的第一金属区13和负极2的第二金属区23定位在芯子的同一端时，为避免短路，多个正极端子和多个负极端子优选彼此错开设置。

在根据本发明的锂离子电容器的制备方法中，多个正极端子可连接成一体，多个负极端子可连接成一体。多个正极端子连接成一体的方式可以通过激光焊接的方式来实现；或者各正极端子开设连接孔（图未示），在连接孔内穿设有与该连接孔相适配的连接螺栓（图未示），多个正极端子通过连接螺栓连接为一体。多个负极端子连接成一体的方式可与多个正极端子连接成一体的方式相同，即多个负极端子可通过激光焊接的方式实现一体连接；或者各负极端子开设连接孔（图未示），在连接孔内穿设有与该连接孔相适配的连接螺栓（图未示），多个负极端子通过连接螺栓连接为一体。无论是通过激光焊接还是通过螺丝和连接孔连接，多个正极端子/负极端子之间的连接工艺简单、便于操作，且接触内阻较小。

Claims (5)

1.一种锂离子电容器，包括：

电解液，为含有锂离子化合物的有机溶液；以及

芯子，浸渍有所述电解液；

其中，所述芯子包括：

正极，所述正极包括正极集流体和形成在所述正极集流体的表面上的正极涂覆层；

负极，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体的表面上的负极涂覆层，所述负极涂覆层含有能够可逆掺杂锂离子的物质，在所述芯子中，所述负极涂覆层和所述正极涂覆层相对向设置；

隔膜，设置在所述正极和所述负极之间；

其特征在于，

所述正极集流体的面积大于所述正极涂覆层的面积，而且所述正极集流体包括在靠近所述正极集流体的边缘处形成的未涂覆有所述正极涂覆层的第一金属区；

所述负极集流体的面积大于所述负极涂覆层的面积，而且所述负极集流体包括在靠近所述负极集流体的边缘处形成的未涂覆有所述负极涂覆层的第二金属区；

所述负极涂覆层的面积大于所述正极涂覆层的面积，在所述芯子中所述负极涂覆层的面积覆盖所述正极涂覆层的面积，而且在所述芯子中所述负极涂覆层将所述正极涂覆层包含于所述负极涂覆层内侧；

所述隔膜的面积大于所述负极涂覆层的面积，且在所述芯子中所述隔膜的面积覆盖所述负极涂覆层的面积；

其中，所述芯子还包括：正极端子，通过将所述第一金属区裁切掉一部分而形成；负极端子，通过将所述第二金属区裁切掉一部分而形成；

或者，所述芯子还包括：正极端子，焊接于所述第一金属区，所述正极端子与所述第一金属区之间的焊接为焊接轨迹为曲线的激光焊接；负极端子，焊接于所述第二金属区，所述负极端子与所述第二金属区之间的焊接为焊接轨迹为曲线的激光焊接；

所述第一金属区和所述第二金属区分别定位于所述芯子的同一端；所述正极端子和所述负极端子交错设置。

2.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，

在所述正极中，所述正极涂覆层的一侧边缘与所述正极集流体的对应一侧边缘齐平、而所述正极涂覆层的另一侧边缘位于所述正极集流体的面积内；

在所述负极中，所述负极涂覆层的一侧边缘与所述负极集流体的对应一侧边缘齐平、而所述负极涂覆层的另一侧边缘位于所述负极集流体的面积内。

3.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，

所述正极端子大于一个，所述负极端子大于一个；

各正极端子开设有连接孔，在连接孔内穿设有与该连接孔相适配的连接螺栓，各正极端子通过连接螺栓连接为一体；

各负极的负极端子亦对应开设有连接孔，在连接孔内穿设有与该连接孔相适配的连接螺栓，各负极端子通过连接螺栓连接为一体。

4.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，

所述正极采用以下加工方式：在正极集流体表面且沿正极集流体长度方向持续涂覆而在正极集流体表面形成正极涂覆层，所述正极涂覆层的两侧的正极集流体裸露形成金属区，沿所述正极集流体长度方向的中线裁切形成各正极；

所述负极的加工方式与所述正极加工方式相对应。

5.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，

所述正极采用以下加工方式：在正极集流体表面间隔涂覆正极浆料形成间隔设置的正极涂覆层，所述各正极涂覆层之间的正极集流体裸露形成金属区，然后，沿各金属区的一侧边裁切形成各正极；

所述负极的加工方式与所述正极加工方式相对应。

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