CN111755258A - 集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池与锂离子电容制造及应用技术领域，具体来说是一种集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池及制备方法，集流体的两面分别相对应地设有锂离子电池的电极材料层和锂离子电容的电极材料层。本发明提出了一种集锂离子电池和锂离子电容于一体混合的储能器件，在正面锂电池正极材料层的对面配套相关生产锂电池所需各种材料及零件，使之形成一个完整的锂电池；在反面锂离子电容正极材料的对面配套相关生产锂离子电容所需的各种材料及零件，使之形成一个完整的锂离子电容。所述混合体锂离子电容电池的内部至少同时拥有一个锂电池和一个锂离子电容，为锂电池与锂离子电容的配合使用提供了更加完美的解决方案。

Description

集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池及制备 方法
技术领域
本发明涉及锂电池与锂离子电容制造及应用技术领域，具体来说是一种集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池及制备方法。
背景技术
随着电动汽车、电子、太阳能、风能及各种新兴高科技领域对动力及储能电源的重视和发展，世界范围内引起了对锂电池和锂离子电容这两种储能装置的广泛重视。
其中，锂离子电容则具有大电流放电能力强、循环寿命长、充电速度快、温度范围宽等特点。而锂电池却在高功率输出、循环寿命、快速充电、宽温度范围使用等方面存在一定的局限性。
因此，申请人认为，如果将二者结合使用，可以将锂离子电容的大电流放电能力强，循环周期长和锂电池的高能量存储的特点结合起来，从而更好地满足各领域对动力和储能的应用需求。
故而，开发一种既具有锂电池性能同时又具有锂离子电容性能的混合一体化产品，对将锂电池与锂离子电容的配合使用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池及制备方法，实现锂电池与锂离子电容的配合使用。
为了实现上述目的，设计一种集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，包括集流体，所述的集流体的两面分别相对应地设有锂离子电池的电极材料层和锂离子电容的电极材料层。
所述的集流体包括成对设置的正极集流体和负极集流体，所述的正极集流体的两面分别设有锂离子电池正极材料层和锂离子电容正极材料层，所述的负极集流体的两面分别设有锂离子电池负极材料层和锂离子电容负极材料层。
所述的正极集流体采用铝箔制成，所述的负极集流体采用铜箔制成。
每对所述的正极集流体和所述的负极集流体之间设有锂电池隔膜，所述的锂电子锂离子电容负极材料层的外侧设有锂离子电容隔膜。
所述的锂离子电池正极材料层的材质包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料和金属氧化物中的至少一种。
所述的锂离子电池负极材料层的材质包括石墨、硅基材料与石墨、金属和金属氧化物中的至少一种。
所述锂离子电容正极材料层的材质包括三元材料、活性碳、石墨烯基材料、纳米碳管和金属有机框架材料中的至少一种。
所述锂离子电容负极材料层的材质包括碳、生物碳、石墨、硅基材料与石墨、或金属氧化物中的至少一种。
本发明还涉及一种所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：S1.在所述的正极集流体的两面分别形成锂离子电池正极材料层和锂离子电容正极材料层，在所述的负极集流体的两面分别形成锂离子电池负极材料层和锂离子电容负极材料层；S2.对所述的集流体进行烘干和压制。
所述的制备方法还包括如下步骤：S3.在每对所述的正极集流体和所述的负极集流体之间加入锂电池隔膜，在所述的锂电子锂离子电容负极材料层的外侧加入锂离子电容隔膜。
本发明同现有技术相比，其优点在于：
本发明提出了一种集锂离子电池和锂离子电容于一体混合的储能器件，在正极集流体的正反两面涂敷有锂电池和锂离子电容的正极材料层，在负极集流体正反面涂敷有锂电池和锂离子电容的负极材料层。在正面锂电池正极材料层的对面配套锂电池负极、隔膜、电解液等相关生产锂电池所需各种材料及零件，使之形成一个完整的锂电池；在反面锂离子电容正极材料的对面配套锂离子电容负极、隔膜、电解液等相关生产锂离子电容所需的各种材料及零件，使之形成一个完整的锂离子电容。所述混合体锂离子电容电池的内部至少同时拥有一个锂电池和一个锂离子电容，为锂电池与锂离子电容的配合使用提供了更加完美的解决方案。
此混合体既可以单独作为锂电池使用，又可以单独作为锂离子电容使用，只需将锂电池部分或锂离子电容部分封住，不注入电解液即可。
可以将一个或若干个独立的锂电池和一个或若干个独立的锂离子电容完美的结合成一个产品，即本发明提出的锂离子电容电池。并且，由于减少了集流体的使用，可以使锂离子电容电池产品的厚度、重量、尺寸等做的更薄、更轻，更大，利于后续产品设计和使用。
在生产制造锂离子电容电池时可以把若干个锂电池和若干个锂离子电容叠加在一个产品之内，形成更大电源模块，充分发挥锂电池和锂离子电容的高能量，放电功率大，循环周期长的特点。
产品形式可以是成卷绕式、叠片式、纽扣式或其他各种形式，产品形状可以制作成圆柱形、方形、异性等各种形状，满足各类产品需求。与传统的锂电池和锂离子电容器相比具有更大的应用前景，对将锂电池与锂离子电容器的配合使用具有重要意义。
附图说明
图1是一实施方式中本发明的集流体部分的示意图。
图2是一实施方式中本发明的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池的示意图。
图中：1.集流体2.锂离子电池的电极材料层3.锂离子电容的电极材料层4.电解液5.锂电子电容正极材料层6.正极集流体7.锂电池正极材料层8.锂电池隔膜9.锂电池负极材料层10.负极集流体11.锂电子电容负极材料层12.锂离子电容隔膜13.锂电池正极引线14.锂离子电容正极引线15.锂电池负极引线16.锂离子电容负极引线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施方式提供一种集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，包括集流体，参见图1，所述的集流体的两面分别相对应地设有锂离子电池的电极材料层和锂离子电容的电极材料层。即电极拥有三层结构，第一层是锂电池正极材料层或锂电池负极材料层，第二层是集流体，第三层是锂离子电容正极材料层或锂离子电容负极材料层。具体而言，所述的集流体包括成对设置的正极集流体和负极集流体，在所述的正极集流体的两面分别设有锂离子电池正极材料层和锂离子电容正极材料层，而在所述的负极集流体的两面分别设有锂离子电池负极材料层和锂离子电容负极材料层。
其中，所述电极第一层的锂离子电池正极材料层和第三层的锂离子电容正极材料层是不同材料，但如果电极第一层的锂离子电池负极材料和第三层的锂离子电容负极材料可以是相同材料。
所述锂离子电池正极材料层采用的活性金属氧化物材料包括钴酸锂(LiCoO2),锰酸锂(LiMnO4)，磷酸铁锂(LiFPO4)和三元材料(NCM or NCA)或其他金属氧化物,锂电池负极材料层采用的活性材料包括石墨，硅基材料加石墨，其他金属或金属氧化物。所述锂离子电容正极材料层的材料包括活性碳，石墨烯基材料，纳米碳管以及其他金属有机框架材料，锂离子电容负极材料层的材料包括低比表面积的碳和生物碳，石墨，硅基材料加石墨，或其他金属氧化物。此外，上述材料层中还能添加粘接剂、导电剂等成分。
在一个优选的实施方式中，所述的正极集流体采用铝箔制成，所述的负极集流体采用铜箔制成。所述的作为正极集流体的铝箔和作为负极集流体的铜箔是成品铝箔和铜箔或通过3D打印制作的铝箔和铜箔二种之中的任意一种。
通过所述的正极集流体和负极集流体的组合可以得到所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，在每对所述的正极集流体和所述的负极集流体之间设有锂电池隔膜，所述的锂电子锂离子电容负极材料层的外侧设有锂离子电容隔膜。当然，除此之外所述的锂离子电容电池还包括正极引线、负极引线、电解液以及其他制备锂电池和锂离子电容所需的常规材料及零件。
在一个壳体内设置有至少一对所述的正极集流体和负极集流体的组合，当然，还可以设置若干对所述的正极集流体和负极集流体的组合，即在一个大的外壳之中，有若干个独立的正极集流体和负极集流体的组合结构，使用中可以随意将它们串联或并联结合。
而所述的制备方法则包括如下步骤：
S1.在所述的正极集流体的两面分别形成锂离子电池正极材料层和锂离子电容正极材料层，在所述的负极集流体的两面分别形成锂离子电池负极材料层和锂离子电容负极材料层；
S2.对所述的集流体进行烘干和压制。
其中的在压制时，正极集流体正面的锂电池正极材料层，以及反面的锂离子电容的正极材料层；和负极集流体正面的锂电池负极材料层，以及反面的锂离子电容负极材料层都要进行压制。
通过上述步骤完成对集流体部分的制备，而后通过步骤S3实现正极集流体和负极集流体的连接，具体如下：
S3.在每对所述的正极集流体和所述的负极集流体之间加入锂电池隔膜，在所述的锂电子锂离子电容负极材料层的外侧加入锂离子电容隔膜。
此外，除步骤S3外，还需要进行正极引线、负极引线、电解液以及其他制备锂电池和锂离子电容所需的常规材料及零件的装配，该部分内容与常规的制备锂电池和锂离子电容制造方法相同，例如可以采用3D打印制备方法等，这里不再赘述。
在使用本锂离子电容电池时，在为混合体内的锂电池进行充电时，可以同时完成混合体内的锂离子电容的充电。并且锂离子电容电池内的锂电池和锂离子电容也可以分别单独使用，只需将锂电池部分或锂离子电容部分封住，不注入电解液即可。例如，将锂电池或锂离子电容正极集流体的相对应的涂布面的侧面贴上宽度为5mm以上的密封胶带，然后进行卷绕，这样电解液就不能进入锂电池或锂离子电容，从而能使其成为一个单独的锂电池或锂离子电容。
实施例1
本实施例中示出一种所述的制备方法的示意，包括如下步骤：
步骤一：使用铝箔和铜箔作为所述混合体的正极集流体和负极集流体。
步骤二：制备锂电池正极浆料和锂离子电容正极浆料，以及锂电池负极浆料和锂离子电容负极浆料。
步骤三：将步骤二所述锂电池正极浆料涂布在正极集流体正面，再将步骤二所述锂离子电容正极浆料涂布在正极集流体的反面。
步骤四：将步骤二所述锂电池负极浆料涂布在负极集流体正面，再将步骤二所述锂离子电容负极浆料涂布在负极集流体的反面。
步骤五：将步骤三和步骤四所述正面和反面都涂布好的集流体进行烘干和压制，烘干温度为100-120C。
其中，步骤三和步骤四所述的涂布方法包括涂布、静电喷涂和3D打印中的至少一种。
实施例1
将镍钴锰(NCM523)材料、PVDF、和SP按96.8:1.2:2的质量比例配制成锂离子电池正极浆料，然后涂敷在15um厚度的铝箔正面作为锂电池正极，其中镍钴锰(NCM523)材料为三元材料的一种，后面的数字就是三种材料各占的配比，NCM523就是镍50％，钴20％，锰30％；PVDF是聚偏氟乙烯树脂，起到粘结剂的作用；SP是超细碳粉，起到导电剂作用。
将镍钴锰(NCM523)、活性碳、PVDF和SP按23:73:2:2的质量比例配制成锂离子电容正极浆料，然后涂敷在铝箔的反面作为锂离子电容正极。
将硅碳加石墨材料、SBR、CMC和SP按95.8:2:1:1.2的质量比例配制成锂电池负极材料，然后涂敷在10um厚度的铜箔正面作为锂电池负极，其中SBR是一种丁笨橡胶，在锂电负极材料里起到水性粘结剂的作用；CMC是一种羧甲基纤维素，在锂电材料里作为一种非水性粘结剂的作用。
同上，将硅碳加石墨材料，SBR，CMC和SP按95.8:2:1：1.2的质量比例配制成锂离子电容负极材料，然后涂敷在铜箔的反面作为锂离子电容负极。
其中，正极片宽度：56mm，负极片宽度：58mm；正极片长度：698mm，负极片长度：700mm。
将涂有锂电池和锂离子电容正极材料的铝箔，以及涂有锂电池和锂离子电容负极材料的铜箔后放入真空干燥箱进行烘干，烘干温度120℃，烘干时间12小时。
将涂敷好的锂离子电容电池混合体集流体进行对辊压制。
然后将隔膜和集流体分别对准位置后进行卷绕。
裁剪毛刺，极耳焊接，入壳。
放入真空干燥箱烘烤，烘烤温度85度，烘烤时间4小时。
注入电解液，注液量5克。
激光焊接，封口。得到所述集锂电池和锂离子电容于一体的锂离子电容电池。
实施例2
将镍钴锰(NCM523)材料，PVDF，和SP按95.9:2:2.1的质量比例配制成锂电池正极浆料，然后涂敷在15um厚度的铝箔正面作为锂电池正极。
将镍钴锰(NCM523)材料，活性碳，PVDF，和SP按24.3:71.7:2:2的质量比例配制成锂离子电容正极浆料，涂敷在铝箔反面作为锂离子电容正极。
将硅碳加石墨材料，SBR，CMC和SP按95.3:2：1.2:1.5的质量比例配制成锂电池负极浆料，涂敷在10um厚的铜箔正面作为锂电池负极。
同上，将硅碳加石墨材料，SBR，CMC和SP按95.3:2：1.2:1.5的比例配制成锂离子电池的负极浆料，涂敷在铜箔反面作为锂离子电容的负极。
其中，正极片宽度：56mm,负极片宽度：58mm；正极片长度：698mm,负极片长度：700m。
将涂有锂电池和锂离子电容正极材料的铝箔，以及涂有锂电池和锂离子电容负极材料的铜箔后放入真空干燥箱进行烘干，烘干温度120℃，烘干时间12小时。
将涂敷好的锂离子电容电池混合体集流体进行对辊压制。
然后将隔膜和集流体分别对准位置后进行卷绕。
裁剪毛刺，极耳焊接，入壳。
放入真空干燥箱烘烤，烘烤温度85度，烘烤时间4小时。
注入电解液，注液量5克。
激光焊接，封口。得到所述集锂电池和锂离子电容于一体的锂离子电容电池。
实施例3
将镍钴锰(NCM523)材料，PVDF，和SP按96.6:1.4:2的质量比例配制成锂电池正极浆料，然后涂敷在15um厚度的铝箔正面作为锂电池正极。
将镍钴锰(NCM523)，活性碳，PVDF和SP按24:72.2:1.8:2的质量比例配制成锂离子电容正极浆料，然后涂敷在铝箔的反面作为锂离子电容正极。
将硅碳加石墨材料，SBR，CMC和SP按96.1:1.8:1:1.1的质量比例配制成锂电池负极材料，然后涂敷在10um厚度的铜箔正面作为锂电池负极。
同上，将硅碳加石墨材料，SBR，CMC和SP按96.1:1.8:1:1.1的质量比例配制成锂离子电容负极材料，然后涂敷在铜箔的反面作为锂离子电容负极。
其中，正极片宽度：56mm,负极片宽度：58mm；正极片长度：698mm,负极片长度：700m。
将涂有锂电池和锂离子电容正极材料的铝箔，以及涂有锂电池和锂离子电容负极材料的铜箔压制后放入真空干燥箱进行烘干，烘干温度120℃，烘干时间12小时。
将涂敷好的锂离子电容电池混合体集流体进行对辊压制。
然后将隔膜和集流体分别对准位置后进行卷绕。
裁剪毛刺，极耳焊接，入壳。
放入真空干燥箱烘烤，烘烤温度85度，烘烤时间4小时。
注入电解液，注液量5克。
激光焊接，封口。得到所述集锂电池和锂离子电容于一体的锂离子电容电池。
申请人声明，本说明书所述的实施例只是本发明的较佳具体实施例，上述实施例仅用来说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。本发明并不局限于上述详细方法，凡本领域的技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理、或者有限的实验及对本发明产品各原料的等效替换、辅助材料的添加减少、具体方式的选择等得到的技术方案，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，其特征在于包括集流体，所述的集流体的两面分别相对应地设有锂离子电池的电极材料层和锂离子电容的电极材料层。
2.如权利要求1所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，其特征在于所述的集流体包括成对设置的正极集流体和负极集流体，所述的正极集流体的两面分别设有锂离子电池正极材料层和锂离子电容正极材料层，所述的负极集流体的两面分别设有锂离子电池负极材料层和锂离子电容负极材料层。
3.如权利要求2所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，其特征在于所述的正极集流体采用铝箔制成，所述的负极集流体采用铜箔制成。
4.如权利要求2所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，其特征在于每对所述的正极集流体和所述的负极集流体之间设有锂电池隔膜，所述的锂电子锂离子电容负极材料层的外侧设有锂离子电容隔膜。
5.如权利要求2所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，其特征在于所述的锂离子电池正极材料层的材质包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料和金属氧化物中的至少一种。
6.如权利要求2所述的一种集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，其特征在于所述的锂离子电池负极材料层的材质包括石墨、硅基材料与石墨、金属和金属氧化物中的至少一种。
7.如权利要求2所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，其特征在于所述锂离子电容正极材料层的材质包括三元材料、活性碳、石墨烯基材料、纳米碳管和金属有机框架材料中的至少一种。
8.如权利要求2所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池，其特征在于所述锂离子电容负极材料层的材质包括碳、生物碳、石墨、硅基材料与石墨、或金属氧化物中的至少一种。
9.一种如权利要求4所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括如下步骤：
S1.在所述的正极集流体的两面分别形成锂离子电池正极材料层和锂离子电容正极材料层，在所述的负极集流体的两面分别形成锂离子电池负极材料层和锂离子电容负极材料层；
S2.对所述的集流体进行烘干和压制。
10.如权利要求9所述的集锂离子电容和锂电池混合一体的锂离子电容电池的制备方法，其特征在于还包括如下步骤：
S3.在每对所述的正极集流体和所述的负极集流体之间加入锂电池隔膜，在所述的锂电子锂离子电容负极材料层的外侧加入锂离子电容隔膜。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102969548A (zh) * 2011-09-01 2013-03-13 海洋王照明科技股份有限公司 一种锂离子储能器件及其制备方法
US20140315083A1 (en) * 2011-05-12 2014-10-23 Ningbo Institute Of Material Technology And Engineering, Chinese Academy Of Sciences Graphene coating modified electrode plate for lithium secondary battery and method for producing the same
CN105551816A (zh) * 2015-12-21 2016-05-04 中航锂电（洛阳）有限公司 一种混合超级电容器正极片及其制备方法、混合超级电容器
CN209730074U (zh) * 2019-05-05 2019-12-03 深圳市中金岭南科技有限公司 一种锂离子电池电容结构

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140315083A1 (en) * 2011-05-12 2014-10-23 Ningbo Institute Of Material Technology And Engineering, Chinese Academy Of Sciences Graphene coating modified electrode plate for lithium secondary battery and method for producing the same
CN102969548A (zh) * 2011-09-01 2013-03-13 海洋王照明科技股份有限公司 一种锂离子储能器件及其制备方法
CN105551816A (zh) * 2015-12-21 2016-05-04 中航锂电（洛阳）有限公司 一种混合超级电容器正极片及其制备方法、混合超级电容器
CN209730074U (zh) * 2019-05-05 2019-12-03 深圳市中金岭南科技有限公司 一种锂离子电池电容结构

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