CN204045667U - 一种复合极片制造的电容电池 - Google Patents
一种复合极片制造的电容电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204045667U CN204045667U CN201420450901.6U CN201420450901U CN204045667U CN 204045667 U CN204045667 U CN 204045667U CN 201420450901 U CN201420450901 U CN 201420450901U CN 204045667 U CN204045667 U CN 204045667U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- material layer
- composite
- negative
- negative electrode
- pole substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 22
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 7
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 229910002097 Lithium manganese(III,IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种复合极片制造的电容电池，包括外壳、复合正极片、复合负极片、隔膜和电解质，所述复合正极片包括正极基片、电容正极材料层和电池正极材料层，所述复合负极片包括负极基片、电容负极材料层和电池负极材料层，所述复合正极片按照如下顺序叠放：电池正极材料层、正极基片、电容正极材料层；所述复合负极片按照如下顺序叠放：电容负极材料层、负极基片、电池负极材料层。本实用新型将锂离子电池和超级电容器完全内联，在性能上互补，将高功率密度和超长寿命的优势结合在一起，并且减少了锂离子电容电池的体积，使成本大大降低。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电化学储能电池的技术领域，特别是复合极片制造的电容电池的技术领域。
【背景技术】
石化资源的日益紧张和环境污染的日趋严重是人类生存面临的严峻挑战，新能源领域受到人们越来越多的重视。锂离子电池以其高比能量越来越得到各领域的广泛使用，但其功率密度有限，循环寿命还不能满足电动汽车等某些领域的要求。超级电容器和锂离子电池在性能上正好形成互补，使用寿命可达数万次以上，功率密度是锂离子电池的上百倍，但能量密度却很低。所以超级电容器只在特定的领域才有需求。
将锂离子电池的高能量密度的优势和超级电容器高功率密度和超长寿命的优势结合在一起，是动力电源系统最近研究的重点。
目前锂离子电池和超级电容器人们尝试着两部结合的方法，一种是外部结合，就是把若干锂离子电池单体和若干超级电容器单体能过管理系统组装在一个电源系统里，起到一定的互补作用，但此举并没从根本上解决各自的缺陷。另一种则是内联式，发明人分别把锂离子电池正极的活性物质和超级电容器正极的活性物质通过导电剂，粘合剂，溶剂配成浆料涂布在正极基材上，把锂离子电池负极的活性物质和超级电容器负极的活性物质通过导电剂，粘合剂，溶剂配成浆料涂布在负极基材上，再按锂离子电池的正常工艺做成所谓的超级电容电池，但是如此做成的东西最终本质上还是锂离子电池，功率密度和循环寿命仍然有限。
目前，超级电容电池极片制备一般采用把锂离子电池电极材料和超级电容器材料通过简单混合或复合制浆涂布在集流体上，然后再组装成超级电池电芯。然而，锂离子电池电极材料与超级电容器电极材料存在很大差别，在制浆过程中对粘合剂、溶剂、导电剂等在技术和工艺上的要求差异较大，如果简单的把这两种材料混合或者复合配料制浆则存在电极材料在溶剂中分散困难，涂布参数难以控制、电极材料与集流体粘结差等问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种复合极片制造的电容电池，能够使两种储能元件充放电压统一，解决了由于电池材料和电容器材料的物理化学性质不同而带来的极片制备困难和涂覆困难的问题，真正实现了将锂离子电池和超级电容器的内联，提高了活性物质的利用率，进而提高电容电池综合性能的发挥。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种复合极片制造的电容电池，包括外壳、复合正极片、复合负极片、隔膜和电解质，所述复合正极片包括正极基片、电容正极材料层和电池正极材料层，所述复合负极片包括负极基片、电容负极材料层和电池负极材料层，所述复合正极片按照如下顺序叠放：电池正极材料层、正极基片、电容正极材料层；所述复合负极片按照如下顺序叠放：电容负极材料层、负极基片、电池负极材料层。
作为优选，叠放层按照如下顺序叠放：复合正极片、隔膜、复合负极片、隔膜。
作为优选，所述正极基片上设有正极耳，多层正极耳与正极基片焊接连接，所述负极基片上设有负极耳，多层负极耳与负极基片焊接连接。
作为优选，所述正极基片上设有正极耳，多层正极耳与正极基片为一体结构，所述负极基片上设有负极耳，多层负极耳与负极基片为一体结构。
作为优选，所述正极基片的厚度是16—40um，负极基片的厚度是16—40um，正极基片和负极基片的材料都是铝箔。
作为优选，电池正极材料层的厚度是10—300um，电池负极材料层的厚度是10—300um；电容正极材料层和电容负极材料层的材料都是活性炭。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过改进实现了内联锂电池和超级电容电池，在现有正极片的正极基片一面涂布锰酸锂作为电池正极材料层，另一面涂布活性炭作为电容正极材料层，在现有的负极片的负极基片的一面涂布钛酸锂作为电池负极材料层，另一面涂布活性炭作为电容负极材料层。将锂离子电池和超级电容器进行内联完全结合了起来，在性能上互补，将高功率密度和超长寿命的优势结合在一起，并且减少了锂离子电容电池的体积，使成本大大降低，复合正极片和复合负极片制作简单、效率高。
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本实用新型一种复合极片制造的电容电池的复合正极片的剖面图；
图2是本实用新型一种复合极片制造的电容电池的复合负极片的剖面图；
图3是本实用新型一种复合极片制造的电容电池的叠放层的示意图；
图4是实施例1的复合电芯卷绕后剖面图；
图5是实施例1的示意图；
图6是实施例2的示意图。
图中：1-复合正极片、2-正极基片、21-正极耳、3-电容正极材料层、4-电池正极材料层、5-复合负极片、6-电池负极材料层、7-负极基片、71-负极耳、8-电容负极材料层、9-隔膜、10-叠放层、11-电解质、12-外壳。
【具体实施方式】
参阅图1～图6，本实用新型一种复合极片制造的电容电池，包括外壳12、复合正极片1、复合负极片5、隔膜9和电解质11，所述复合正极片1包括正极基片2、电容正极材料层3和电池正极材料层4，所述复合负极片5包括负极基片7、电容负极材料层8和电池负极材料层6，所述复合正极片1按照如下顺序叠放：电池正极材料层4、正极基片2、电容正极材料层3；所述复合负极片5按照如下顺序叠放：电容负极材料层8、负极基片7、电池负极材料层6。叠放层10按照如下顺序叠放：复合正极片1、隔膜9、复合负极片5、隔膜9。所述正极基片2上设有正极耳21，多层正极耳21与正极基片2焊接连接，所述负极基片7上设有负极耳71，多层负极耳71与负极基片7焊接连接。所述正极基片2上设有正极耳21，多层正极耳21与正极基片2为一体结构，所述负极基片7上设有负极耳71，多层负极耳71与负极基片7为一体结构。所述正极基片2的厚度是16—40um，负极基片7的厚度是16—40um，正极基片和负极基片的材料都是铝箔。所述电池正极材料层4的厚度是10—300um，电池负极材料层6的厚度是10—300um；电容正极材料层和电容负极材料层的材料都是活性炭。
本实用新型工作过程：
实施例1：
制造该专利电池可按现锂离子电池卷绕工艺将叠放层10向内卷绕成复合电芯，压紧封装制造圆柱形电池，卷绕电芯时，必须按上述叠放的顺序：复合正极片1、隔膜9、复合负极片5、隔膜9进行，卷绕式电容电池是由一个电容储能元件和一个电池储能元件组成，最外一圏可以不涂活性物质。
实施例2：
制造该专利电池也可按现锂离子电池叠片工艺制造方形叠片电池，在叠片时，必须按上述叠放的顺序：复合正极片1、隔膜9、复合负极片5、隔膜9进行，使得两基材间必须是电池的正负极材料或电容的正负极材料通过隔膜分别形成电池或电容储能元件。叠片的电容电池中电容储能元件和电池的储能元件可以相同数量，也可以是不同数量。叠片电容电池最外侧一面可以不涂活性物质。
本实用新型一种复合极片制造的电容电池在工作过程中，通过改进实现了内联锂电池和超级电容电池，在现有正极片的正极基片2一面涂布锰酸锂作为电池正极材料层4，另一面涂布活性炭作为电容正极材料层3，在现有的负极片的负极基片7的一面涂布钛酸锂作为电池负极材料层6，另一面涂布活性炭作为电容负极材料层8。超级电容器的电压2.5v，锂离子电池正极用锰酸锂，负极用钛酸锂时标称电压也接近2.5v，这样这两种储能元件的充放电电压完全可以统一起来；另外正极基片2和负极基片7中设置了电容材料层，利用活性碳超级电容器的功能，使得本实用新型正极片和负极片的比表面积增大，导电性增强。
本实用新型电容电池复合正极片1和复合负极片5中的电容材料层活性炭完全可以达到电容的功能，因此使用本实用新型的电容电池不用装电容，将锂离子电池和超级电容器进行内联完全结合了起来，在性能上互补，将高功率密度和超长寿命的优势结合在一起，并且减少了锂离子电容电池的体积，使成本大大降低，复合正极片和复合负极片制作简单、效率高。
上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种复合极片制造的电容电池，其特征在于：包括外壳(12)、复合正极片(1)、复合负极片(5)、隔膜(9)和电解质(11)，所述复合正极片(1)包括正极基片(2)、电容正极材料层(3)和电池正极材料层(4)，所述复合负极片(5)包括负极基片(7)、电容负极材料层(8)和电池负极材料层(6)，所述复合正极片(1)按照如下顺序叠放：电池正极材料层(4)、正极基片(2)、电容正极材料层(3)；所述复合负极片(5)按照如下顺序叠放：电容负极材料层(8)、负极基片(7)、电池负极材料层(6)。
2.如权利要求1所述的一种复合极片制造的电容电池，其特征在于：所述叠放层(10)按照如下顺序叠放：复合正极片(1)、隔膜(9)、复合负极片(5)、隔膜(9)。
3.如权利要求1所述的一种复合极片制造的电容电池，其特征在于：所述正极基片(2)上设有正极耳(21)，多层正极耳(21)与正极基片(2)焊接连接，所述负极基片(7)上设有负极耳(71)，多层负极耳(71)与负极基片(7)焊接连接。
4.如权利要求1所述的一种复合极片制造的电容电池，其特征在于：所述正极基片(2)上设有正极耳(21)，多层正极耳(21)与正极基片(2)为一体结构，所述负极基片(7)上设有负极耳(71)，多层负极耳(71)与负极基片(7)为一体结构。
5.如权利要求1所述的一种复合极片制造的电容电池，其特征在于：所述正极基片(2)的厚度是16—40um，负极基片(7)的厚度是16—40um。
6.如权利要求1所述的一种复合极片制造的电容电池，其特征在于：所述电池正极材料层(4)的厚度是10—300um，电池负极材料层(6)的厚度是10—300um。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420450901.6U CN204045667U (zh) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | 一种复合极片制造的电容电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420450901.6U CN204045667U (zh) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | 一种复合极片制造的电容电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204045667U true CN204045667U (zh) | 2014-12-24 |
Family
ID=52246299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420450901.6U Expired - Lifetime CN204045667U (zh) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | 一种复合极片制造的电容电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204045667U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104795249A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-07-22 | 宁波南车新能源科技有限公司 | 一种基于复合正、负极材料的新型电池电容 |
| 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 |
| CN115064389A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-16 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种复合极片及其应用 |
-
2014
- 2014-08-12 CN CN201420450901.6U patent/CN204045667U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104795249A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-07-22 | 宁波南车新能源科技有限公司 | 一种基于复合正、负极材料的新型电池电容 |
| CN104795249B (zh) * | 2015-01-06 | 2018-11-06 | 宁波中车新能源科技有限公司 | 一种基于复合正、负极材料的新型电池电容 |
| 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 |
| CN115064389A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-16 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种复合极片及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5085651B2 (ja) | キャパシタ−バッテリー構造のハイブリッド型電極アセンブリー | |
| CN105355457B (zh) | 锂离子电容器及其化成方法 | |
| CN102201604A (zh) | 一种电容电池电芯及其制作方法 | |
| CN110729529A (zh) | 具有复合电极结构的储能电芯及电芯预嵌锂的方法 | |
| CN104078246A (zh) | 一种锂离子电池电容器 | |
| CN101154750A (zh) | 高倍率凝胶聚合物锂离子动力电池及其制造方法 | |
| CN104599859A (zh) | 锂离子电容器及其制作方法 | |
| CN102420312A (zh) | 一种高电压锂离子电池、复合电极对及制备方法 | |
| CN103247779A (zh) | 一种电化学活性极片的制作方法 | |
| CN106449126B (zh) | 一种采用第三电极对锂离子电容器的嵌锂方法 | |
| CN104715934A (zh) | 一种混合超级电容器及其制备方法 | |
| CN201838680U (zh) | 一种软包装电池 | |
| CN104599852A (zh) | 超级电容电池及其制作方法 | |
| JP2012138408A (ja) | 電気化学デバイスおよびその製造方法 | |
| JP5308646B2 (ja) | リチウムイオンキャパシタ | |
| CN204045667U (zh) | 一种复合极片制造的电容电池 | |
| CN207368124U (zh) | 一种软包装锂离子电池 | |
| CN103427111B (zh) | 一种锂离子储能电池及其制造方法 | |
| CN101562262B (zh) | 一种锂离子电池 | |
| CN202695606U (zh) | 一种大容量汽车用锂离子电池z形叠片电芯 | |
| WO2012127991A1 (ja) | 蓄電デバイス | |
| CN102013512A (zh) | 一种具有高电位的电能存储装置及制作方法 | |
| CN101582521B (zh) | 用卷针作正负电极的卷绕式锂离子二次电池及其制造方法 | |
| CN202917600U (zh) | 一种铝塑包装锂离子高功率电池 | |
| CN102201605A (zh) | 具有双极性结构的电化学储能与能量转换装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ZHEJIANG XINGHAI ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: XU AOKUI Effective date: 20150507 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150507 Address after: 313100 No. 1346 Taihu Avenue, Changxing County economic and Technological Development Zone, Zhejiang Patentee after: ZHEJIANG XINGHAI ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 313100 Zhejiang city of Huzhou province Changxing County economic and Technological Development Zone Taihu Road No. 1346 Zhejiang Xinghai Energy Technology Co. Patentee before: Xu Aokui |
|
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 313100 Changxin Economic Development Zone, Zhejiang, Huzhou Patentee after: ZHEJIANG XINGHAI ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 313100 No. 1346 Taihu Avenue, Changxing County economic and Technological Development Zone, Zhejiang Patentee before: Zhejiang Xinghai Energy Technology Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141224 |