CN219180365U - 锂离子电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电容器技术领域，具体提供一种锂离子电容器，旨在解决现有技术中的预锂化技术的安全性较差、嵌锂均匀性较差等问题。为此目的，本实用新型的锂离子电容器包括壳体以及设置于壳体内的极芯，至少负极多孔集流体的一侧设置有第一负极留白区，第一负极留白区上设置有锂箔，极芯设置成由依次层叠设置的设置有锂箔的负极多孔集流体沿折弯线折叠后的负极片、第一隔膜、正极片以及第二隔膜卷绕而成。本实用新型通过在负极多孔集流体上设置第一负极留白区、第一负极留白区上设置锂箔，从而也就为预嵌锂过程提供了锂源，并且能够有效提高预嵌锂效率，简化预嵌锂过程，自动化程度高、安全性高、嵌锂均匀性好。

Description

锂离子电容器

技术领域

本实用新型涉及锂离子电容器技术领域，具体提供一种锂离子电容器。

背景技术

锂离子电容器由于其综合了锂离子电池和双电层电容器的技术特点，更兼具高功率密度、高能量密度和长循环寿命等优势，在新能源、新基建、智能制造等领域局域广阔的应用前景。锂离子电容器的负极在首次充放电过程中会生成SEI膜(solidelectrolyteinterphase)，并且还有一部分不可逆嵌锂，无法在放电时脱出，这会大大消耗电解液中的锂离子，经过消耗后势必导致整体性能的下降。为了弥补锂源不足缺点，通常会对负极进行预锂化。

预锂化技术可以大大解决锂离子首次不可逆消耗和循环过程中锂损失的问题，并且能够降低负极电势，扩大工作电压窗口，提高能量密度，使负极兼具传统双电层电容器高功率密度和能量密度高的优点。例如，公开号为CN104835652A的专利文献中公开了可以将锂粉铺洒在未嵌锂的电极片表面、然后辊压进而完成预嵌锂的技术方案，不过，该方法面临的最大的问题是金属锂粉活性较高，在空气中即可自燃，不利于规模化制备与应用。又如，公开号为CN105551815A的专利文献中可以通过碾压、辊压等方式将锂箔、锂片等压合在多孔集流体上作为辅助电极，以便在负极形成嵌锂材料，不过，这样的方式在负极的嵌锂并不均匀，容易发生析锂等问题，影响锂离子电容器的综合性能。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有技术中的预锂化技术的安全性较差、嵌锂均匀性较差等问题。

本实用新型提供一种锂离子电容器，所述锂离子电容器包括壳体以及设置于所述壳体内的极芯，所述极芯包括正极片、负极片、第一隔膜以及第二隔膜，所述正极片包括正极多孔集流体以及设置于所述正极多孔集流体上的正极材料层，所述负极片包括负极多孔集流体以及设置于所述负极多孔集流体上的负极材料层，所述负极多孔集流体至少沿其厚度方向的一侧设置有第一负极留白区，所述第一负极留白区设置于靠近所述负极多孔集流体沿其长度方向的端部的位置，所述第一负极留白区上设置有锂箔，所述锂箔与所述负极材料层之间设置有折弯线，所述折弯线沿所述负极多孔集流体的宽度方向延伸，所述第一隔膜设置成包覆所述锂箔之后沿所述负极多孔集流体的长度方向延伸，所述极芯设置成由依次层叠设置的设置有所述锂箔的所述负极多孔集流体沿所述折弯线折叠后的所述负极片、所述第一隔膜、所述正极片以及所述第二隔膜卷绕而成。

在上述的优选技术方案中，所述第一负极留白区沿所述负极多孔集流体的宽度方向的尺寸与所述负极多孔集流体的宽度相同。

在上述的优选技术方案中，所述锂箔沿所述负极多孔集流体的长度方向的尺寸小于等于所述第一负极留白区沿所述负极多孔集流体的长度方向的尺寸；并且/或者所述锂箔沿所述负极多孔集流体的宽度方向的尺寸小于等于所述第一负极留白区沿所述负极多孔集流体的宽度方向的尺寸。

在上述的优选技术方案中，所述正极多孔集流体上设置有正极留白区，所述正极留白区设置于靠近所述正极多孔集流体沿其宽度方向的端部的位置，所述正极留白区沿所述正极多孔集流体的长度方向延伸。

在上述的优选技术方案中，所述负极多孔集流体上还设置有第二负极留白区，所述第二负极留白区设置于靠近所述负极多孔集流体沿其宽度方向的端部、远离所述正极留白区的位置，所述第二负极留白区沿所述负极多孔集流体的长度方向延伸。

在上述的优选技术方案中，所述锂离子电容器还包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳与由多层所述正极留白区形成的正极留白熔合区电连接，所述负极极耳与由多层所述负极留白区形成的负极留白熔合区电连接；或者所述锂离子电容器还包括正极汇流排和负极汇流排，所述正极汇流排与由多层所述正极留白区形成的正极留白熔合区电连接，所述负极汇流排与由多层所述负极留白区形成的负极留白熔合区电连接。

在上述的优选技术方案中，所述正极留白区沿所述正极多孔集流体的宽度方向的尺寸为1～10mm；并且/或者所述第二负极留白区沿所述负极多孔集流体的宽度方向的尺寸为1～10mm。

在上述的优选技术方案中，所述正极多孔集流体的厚度为6～50μm；并且/或者所述负极多孔集流体的厚度为5～40μm。

在上述的优选技术方案中，所述正极多孔集流体上设置有多个第一孔，所述第一孔的直径为5～200μm；或者所述正极多孔集流体由铝网制成，所述铝网的孔隙率为10％～80％。

在上述的优选技术方案中，所述负极多孔集流体上设置有多个第二孔，所述第二孔的直径为5～200μm；或者所述负极多孔集流体由铜网制成，所述铜网的孔隙率为10％～80％。

在本实用新型的技术方案中，锂离子电容器包括壳体以及设置在壳体内的极芯，该极芯包括正极片、负极片、第一隔膜以及第二隔膜，正极片包括正极多孔集流体以及设置于其上的正极材料层，负极片包括负极多孔集流体以及设置于其上的负极材料层，负极多孔集流体至少沿其厚度方向的一侧设置有第一负极留白区，第一负极留白区设置于靠近负极多孔集流体沿其长度方向的端部的位置，第一负极留白区上设置有锂箔，该锂箔与负极材料层之间设置有折弯线，第一隔膜设置成包覆锂箔之后沿负极多孔集流体的长度方向延伸，极芯设置成由依次层叠设置的设置有锂箔的负极多孔集流体沿折弯线折叠后的负极片、第一隔膜、正极片以及第二隔膜卷绕而成。这样通过将锂箔设置在负极多孔集流体上、将设置有锂箔的负极多孔集流体沿折弯线折叠、将依次层叠设置的负极片、第一隔膜、正极片以及第二隔膜卷绕形成极芯，这样在卷绕好之后，也就能够使锂箔位于整个极芯的中心，通过该锂箔也就能够为预嵌锂过程提供锂源。在进行预嵌锂时，由于锂箔与负极材料之间存在电势差，在电场作用下，锂箔中的锂也就能够变成锂离子、并从锂箔脱出并经电解液均匀地迁移至负极材料层，进而完成负极片的预嵌锂。并且，由于锂箔位于整个极芯的中心，这样在预嵌锂过程中，从锂箔产生的锂离子是从内向外迁移的，这样也就能够缩短锂离子的迁移路径，有效提高了预嵌锂效率。同时，这样的设置方式也能够简化预嵌锂过程，并且预嵌锂过程的自动化程度高、安全性高。此外，这样方式能够使锂离子均匀地分布在负极材料层，由该极芯制成的锂离子电容器工作过程中不易析锂，从而能够有效提高锂离子电容器的综合性能。

进一步地，第一负极留白区沿负极多孔集流体的宽度方向的尺寸与负极多孔集流体的宽度相同，这样也就能够在尽量不影响负极材料层的面积的前提下形成足够大的第一负极留白区，进而也就能够将尽可能大的锂箔设置在负极多孔集流体上，为锂离子电容器的嵌锂过程提供足够的锂源，更好地确保预嵌锂过程的进行，获得更好的嵌锂效果。

进一步地，锂箔沿负极多孔集流体的长度方向的尺寸小于等于第一负极留白区沿负极多孔集流体的长度方向的尺寸，锂箔沿负极多孔集流体的宽度方向的尺寸小于等于第一负极留白区沿负极多孔集流体的宽度方向的尺寸，这样锂箔的覆盖区域也就仅仅只在第一负极留白区，从而也就能够更好地确保嵌锂的均匀性，避免锂离子电容器在使用过程中析锂，从而能够有效提高锂离子电容器的综合性能。

进一步地，正极多孔集流体上设置有正极留白区，该正极留白区设置于靠近正极多孔集流体沿其宽度方向的端部的位置，正极留白区沿正极多孔集流体的长度方向延伸。在极芯卷绕好之后，多层正极留白区能够通过超声波熔接等方式形成正极留白熔合区。该正极留白熔合区能够与正极极耳或者是正极汇流排电连接，通过正极极耳或者是正极汇流排与设置在壳体上的正极端电连接，这样也就完成了锂离子电容器的正极端的装配。

进一步地，负极多孔集流体上还设置有第二负极留白区，第二负极留白区设置于靠近负极多孔集流体沿其宽度方向的端部、远离正极留白区的位置，第二负极留白区沿负极多孔集流体的长度方向延伸。在极芯卷绕好之后，多层第二负极留白区能够通过超声波熔接等方式形成负极留白熔合区。该负极留白熔合区能够与负极极耳或者是负极汇流排电连接，通过负极极耳或者是负极汇流排与设置在壳体上的负极端电连接，这样也就完成了锂离子电容器的负极端的装配。并且，由于负极留白熔合区与正极留白区分别设置在极芯的两端，这样更方便后期装配。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的可选实施方式，附图中：

图1是本实用新型一种实施例的正极片的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的负极片的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例的极芯卷绕好时的剖面示意图；

图4是本实用新型一种实施例的极芯卷绕好时的结构示意图。

附图标记列表：

100、正极片；101、正极留白区；102、正极材料层；200、负极片；201、第二负极留白区；202、负极材料层；203、第一负极留白区；204、锂箔；205、折弯线；301、正极多孔集流体；302、负极多孔集流体；303、第一隔膜；304、第二隔膜；400、极芯；401、正极留白熔合区；402、负极留白熔合区。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

由于目前的预锂化技术存在安全性较差、容易析锂等问题，本实用新型的通过将锂箔设置在负极片的第一负极留白区，并且在卷绕好时锂箔位于整个极芯的中心，这样也就能够为预嵌锂过程提供锂源，简化了预嵌锂过程，预嵌锂过程的自动化程度高、安全性高，并且能够提高预嵌锂的均匀性，获得较高的预嵌锂效率。

下面以方形卷绕式锂离子电容器为例并结合图1至图4来阐述本实用新型的锂离子电容器的可能的实现方式。

如图1至图4所示，锂离子电容器包括壳体(未图示)和极芯400，该极芯400设置在壳体内，极芯400包括正极片100、负极片200、第一隔膜303以及第二隔膜304。其中，正极片100包括正极多孔集流体301以及设置在该正极多孔集流体301沿其厚度方向的两个侧面上的正极材料层102，负极片200包括负极多孔集流体302以及设置于该负极多孔集流体302沿其厚度方向的两个侧面上的负极材料层202，正极多孔集流体301和负极多孔集流体302均大致为矩形。负极多孔集流体302沿其厚度方向的两个侧面上均设置有第一负极留白区203，按照图2所示的方位，该第一负极留白区203设置于负极多孔集流体302沿其长度方向的左端的位置，负极材料层202位于该第一负极留白区203的右侧。该第一负极留白区203上设置有锂箔204，该锂箔204与负极材料层202之间设置有折弯线205，该折弯线205沿负极多孔集流体302的宽度方向延伸。第一隔膜303设置成将设置在负极多孔集流体302两侧的锂箔204包覆后延负极片200的长度方向延伸，极芯400设置成由依次层叠设置的设置有锂箔204的负极多孔集流体302沿折弯先折叠后的负极片200、第一隔膜303、正极片100以及第二隔膜304卷绕而成。需要说明的是，在卷绕极芯400时，先将第一隔膜303包覆在设置在负极多孔集流体302两侧的锂箔204的外侧、然后沿负极多孔集流体302的长度方向延伸，然后将设置有锂箔204的负极多孔集流体302的沿折弯线205向右折叠，并使之与位于第一负极留白区203右侧的负极材料层202贴合，按照折叠后的负极片200、第一隔膜303、正极片100以及第二隔膜304的顺序依次叠放，然后进行卷绕，进而得到方形卷绕式极芯400。在卷绕好之后，锂箔204位于整个极芯400的中心，通过该锂箔204也就能够为预嵌锂过程提供锂源。这样在进行预嵌锂时，由于锂箔204与负极材料之间存在电势差，在电场作用下，锂箔204中的锂也就能够变成锂离子、并从锂箔204脱出并经电解液均匀地迁移至负极材料层202，进而完成负极片200的预嵌锂。并且，由于锂箔204位于整个极芯400的中心，这样在预嵌锂过程中，从锂箔204产生的锂离子是从内向外迁移的，这样也就能够缩短锂离子的迁移路径，有效提高了预嵌锂效率。同时，这样的设置方式也能够简化预嵌锂过程，并且预嵌锂过程的自动化程度高、安全性高。此外，这样的方式还能够使锂离子均匀地分布在负极材料层202，由该极芯400制成的锂离子电容器工作过程中不易析锂，从而能够有效提高锂离子电容器的综合性能。显然，第一负极留白区203也可以设置在负极多孔集流体302沿其长度方向的右端的位置。

需要说明的是，按照图2所示的方位，设置有锂箔204的负极多孔集流体302可以沿朝向远离纸面的方向、沿折弯线自左向右折叠，在准备卷绕时，折叠好的锂箔204可以位于负极多孔集流体302背离正极多孔集流体301的一侧，也可以位于负极多孔集流体302朝向正极多孔集流体301的一侧。在卷绕时，以负极多孔集流体302的上侧边为顶侧、下侧边为底侧，从顶侧向底侧观察，沿逆时针的方向进行卷绕。

需要说明的是，也可以仅在负极多孔集流体302沿其厚度方向的一个侧面设置有第一负极留白区203。显然，也可以仅在正极多孔集流体301沿其厚度方向的一个侧面设置正极材料层102，或者是，仅在负极多孔集流体302沿其厚度方向的一个侧面设置负极材料层202。

需要说明的是，第一隔膜303和第二隔膜304可以为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯隔膜、纤维素隔膜中的一种。第一隔膜303和第二隔膜304可以相同也可以不同。

需要说明的是，本申请中，正极多孔集流体301的厚度方向大致为图1中垂直于纸面的方向，正极多孔集流体301的长度方向大致为图1中的左右方向，正极多孔集流体301的宽度方向大致为图1中的竖直方向。负极多孔集流体302的厚度方向大致为图2中垂直于纸面的方向，负极多孔集流体302的长度方向大致为图2中的左右方向，负极多孔集流体302的宽度方向大致为图2中的竖直方向。

为了使极芯400定型，对上述卷绕得到的方形卷绕式极芯进行辊压，从而达到使极芯400定型的目的。为了获得更好的定型效果，辊压的方式通常采用热压与冷压相结合的方式。具体而言，热压与冷压相结合的方式可以是单次热压与单次冷压相结合的方式、单次热压与多次冷压相结合的方式、多次热压与单次冷压相结合的方式、多次热压与多次冷压相结合的方式中的一种。在进行热压和冷压时，热压的温度为50～120℃、时间为10～600s、压力为0.1～20MPa，冷压的温度为≤35℃、时间为10～600s、压力为0～2MPa，在这样的温度、时间、压力下分别进行热压和冷压，也就能够更好地在不影响极芯400的性能的基础上使极芯400定型。

继续参照图2和图3并按照图2所示的方位，第一负极留白区203为设置在负极材料层202的左侧、大致为矩形的区域，其沿负极多孔集流体302的宽度方向的尺寸与负极多孔集流体302的宽度相同。也就是说，第一负极留白区203的宽度与负极多孔集流体302的宽度相同，这样也就能够在尽量不影响负极材料层202的面积的前提下形成足够大的第一负极留白区203，这样也就有足够大的区域来设置锂箔204，进而也就能够将尽可能大的锂箔204设置在负极多孔集流体302上，为锂离子电容器的嵌锂过程提供足够的锂源，从而也就能够更好地确保预嵌锂过程的进行，获得更好的嵌锂效果。显然，第一负极留白区203的宽度也可以小于负极多孔集流体302的宽度。

继续参照图2，锂箔204通过机械压合、导电粘接、焊接等方式设置在第一负极留白区203，其形状大致为方形。可以看出，锂箔204沿负极多孔集流体302的长度方向(大致为图2中的左右方向)的尺寸小于等于第一负极留白区203沿负极多孔集流体302的长度方向的尺寸，锂箔204沿负极多孔集流体302的宽度方向(大致为图2中的竖直方向)的尺寸小于等于第一负极留白区203沿负极多孔集流体302的宽度方向的尺寸。也就是说，锂箔204的长度小于等于第一负极留白区203的长度、锂箔204的宽度小于等于第一负极留白区203的宽度，这样在将锂箔204设置在第一负极留白区203之后，锂箔204的覆盖区域也就仅仅只在第一负极留白区203，不会延伸至负极片200的其他区域，这样也就能够更好地确保嵌锂的均匀性，避免锂离子电容器在使用过程中析锂，从而能够有效提高锂离子电容器的综合性能。显然，锂箔204也可以为矩形、圆形、三角形、多边形等其他可能的形状，第一负极留白区203也可以为方形、圆形、三角形、多边形等其他可能的形状。

需要说明的是，也可以仅锂箔204的长度小于等于第一负极留白区203的长度，或者是，仅锂箔204的宽度小于等于第一负极留白区203的宽度。显然，锂箔204的长度和宽度也可以均大于第一负极留白区203的长度和宽度。

如图1至图4所示，正极多孔集流体301上设置有正极留白区101，该正极留白区101设置在靠近正极多孔集流体301沿其宽度方向(大致为图1中的竖直方向)的下端的位置、沿正极多孔集流体301的长度方向(大致为图1中的左右方向)延伸。也就是说，该正极留白区101为设置在靠近正极多孔集流体301的下侧边的位置、并且沿正极多孔集流体301的长度方向延伸的长条形区域，按照图1所示的方位，该长条形区域位于正极材料层102的下侧。显然，正极留白区101也可以设置在正极材料层102的上侧。

负极多孔集流体302上还设置有第二负极留白区201，负极留白区设置于靠近负极多孔集流体302沿其宽度方向(大致为图2中的竖直方向)的上端的位置、沿负极多孔集流体302的长度方向(大致为图2中的左右方向)延伸。也就是说，第二负极留白区201为设置在靠近负极多孔集流体302的上侧边的位置、并且沿负极多孔集流体302的长度方向延伸的长条形区域，按照图2所示的方位，该长条形区域位于负极材料层202的上侧。显然，第二负极留白区201也可以设置在负极材料层202的下侧。

在卷绕极芯400时，将设置有锂箔204的负极多孔集流体302沿折弯线折叠后，将正极片100和负极片200按照图1和图2所示的方位进行叠放，叠放好之后按照自左向右的方向进行卷绕即可。在卷绕好之后，多层正极留白区101与多层第二负极留白区201分别位于极芯400的两端(大致为图4中所示的左、右两端)，然后通过超声波熔接的方式在极芯400的两端分别形成正极留白熔合区401和负极留白熔合区402，后期装配时也就能够方便地将正极留白熔合区401和负极留白熔合区402分别与壳体上的正极端和负极端电连接，比较方便装配。需要说明的是，多层正极留白区101与多层负极多孔集流体302还可以通过导电粘接、机械压合等方式形成正极留白熔合区和负极留白熔合区。

需要说明的是，正极多孔集流体301上也可以不设置正极留白区101，负极多孔集流体302上也可以不设置第二负极留白区201。

在一种可能的实施方式中，锂离子电容器还包括正极极耳和负极极耳，将正极极耳和负极极耳分别与正极留白熔合区401和负极留白熔合区402导电连接，然后将极芯400以及与正极留白熔合区401和负极留白熔合区402连接的正极极耳和负极极耳放置到由铝塑复合膜制成的壳体内，然后通过干燥、注液、一次封装、静置、补液、二次封装、化成、定容这些程序后，也就能够得到方形卷绕式软包锂离子电容器。需要说明的是，正极极耳和负极极耳可以通过粘接、焊接、机械紧固等方式中的一种或者多种分别与正极留白熔合区401和负极留白熔合区402实现电连接。

在另一种可能的实施方式中，锂离子电容器还包括正极汇流排和负极汇流排，将正极汇流排和负极汇流排的一端分别与正极留白熔合区401和负极留白熔合区402导电连接，然后将极芯400以及与正极留白熔合区401和负极留白熔合区402连接的正极汇流排和负极汇流排放置到由不锈钢、铝等金属材料制成的壳体内，将正极汇流排和负极汇流排的另一端分别与壳体上的正极端和负极端导电连接，然后通过干燥、注液、一次封装、静置、补液、二次封装、化成、定容这些程序后，也就能够得到方形卷绕式硬壳锂离子电容器。需要说明的是，正极汇流排和负极汇流排的两端可以通过粘接、焊接、机械紧固等方式中的一种或者多种分别与正极留白熔合区401和负极留白熔合区402、正极端和负极端实现电连接。

本领域技术人员可以理解的是，在制备锂离子电容器时，将卷绕、定型好的极芯400装入到壳体内之后，先在80℃～95℃温度下对极芯400进行烘烤，以便降低极芯400中所包含的水分。然后将烘烤合格的极芯400快速放入真空手套箱内，进行称重，然后将定量的电解液注入到壳体内，这样也就完成了注液过程。然后在真空环境中将壳体内的气体全部抽出，通过加热使壳体的边缘熔化、同时通过分别设置在壳体的上、下两侧的封头进行压合进而使壳体的边缘粘合在一起，实现一次封装。然后静置一段时间，电解液在极芯400内扩散流动，可能会出现电解液量不足以完全润湿极芯400的情况，若电解液量不够，则需进一步将与前述相同的电解液注入到壳体内，注入完毕后再通过前述方式进行第二次封装。在二次封装完毕后，通过充电的方式将壳体内部的正负极物质激活，在负极片200的表面形成SEI膜，完成化成工序，这样也就制备得到到了方形卷绕式锂离子电容器。然后对该锂电池进行定容，确定出该锂离子电容器的额定容量。

在一种可能的实施方式中，上述电解液为有机电解液，由有机溶剂和电解质构成。其中，有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲酯、碳酸乙酯等中的一种或多种，电解质为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂等中的一种或多种。

在一种可能的实施方式中，正极留白区101沿正极多孔集流体301的宽度方向的尺寸为1～10mm，第二负极留白区沿负极多孔集流体302的宽度方向的尺寸为1～10mm。也就是说，正极留白区101的宽度为1～10mm，第二负极留白区的宽度为1～10mm。优选地，正极留白区101和第二负极留白区的宽度为5mm，在该宽度下，既能够确保能够形成有足够宽度的正极留白熔合区401和负极留白熔合区402，以便后续组装时能够方便、稳固地与正极极耳和负极极耳、或者是正极汇流排和负极汇流排连接，制备得到的锂离子电容器的性能更加稳定。显然，正极留白区101的宽度也可以是小于1mm或者是大于10mm，第二负极留白区的宽度也可以是小于1mm或者是大于10mm。

在一种可能的实施方式中，正极多孔集流体301的厚度为6～50μm，负极多孔集流体302的厚度为5～40μm。优选地，正极多孔集流体301的厚度为25μm，负极多孔集流体302的厚度为18μm，在该厚度下，正极多孔集流体301具有足够的强度来支撑正极材料层102、负极多孔集流体302具有足够的强度来支撑正极材料层102和锂箔204，同时，该厚度下也比较方便卷绕极芯400，不会因正极多孔集流体301和负极多孔集流体302过厚导致卷绕困难。显然，正极多孔集流体301的厚度也可以小于6μm、或者大于50μm，负极多孔集流体302的厚度也可以小于5μm、或者大于40μm。

在一种可能的实施方式中，正极多孔集流体301为由设置有多个第一孔的铝箔制成，负极多孔集流体302为由设置有多个第耳孔的铜箔制成，第一孔的直径为5～200μm，第二孔的直径为5～200μm。这样在将注入电解液之后，电解液也就能够更好地在极芯400内流动、更加充分地浸润极芯400，这样也就仅需注入足量的电解液就能够满足需求，无需为了使电解液充分浸润极芯400而过量注入电解液。优选地，第一孔的直径为75μm，第二孔的直径为75μm，这样电解液能够充分地在极芯400内流动，也不会影响正极多孔集流体301和负极多孔集流体302的强度，也有足够的表面来承载正极材料层102和负极材料层202，从而也就能够将足量的正极浆料和负极浆料分别涂布在正极多孔集流体301和负极多孔集流体302上，确保锂离子电容器的电池性能。显然，正极多孔集流体301也可以为由设置有多个第一孔的铜箔制成，负极多孔集流体302也可以为由设置有多个第二孔的铝箔制成。

在另一种可能的实施方式中，正极多孔集流体301由铝网制成，负极多孔集流体302由铜网制成，铝网的孔隙率为10％～80％，铜网的孔隙率为10％～80％，这样由铝网和铜网制成的正极多孔集流体301和负极多孔集流体302具有足够的强度，方便卷绕。优选地，铝网的孔隙率35％，铜网的孔隙率为35％，这样电解液能够充分地在极芯400内流动，正极多孔集流体301和负极多孔集流体302也具有足够的强度，也能够将足量的正极浆料和负极浆料分别涂布在正极多孔集流体301和负极多孔集流体302上，确保锂离子电容器的电池性能。显然，正极多孔集流体301也可以由铜网制成，负极多孔集流体302也可以由铝网制成。

需要说明的是，也可以是正极多孔集流体301为由设置有多个第一孔的铝箔制成、负极多孔集流体302由铜网制成，或者是正极多孔集流体301由铝网制成、负极多孔集流体302为由设置有多个第二孔的铜箔制成。

在一种可能的实施方式中，在制备正极材料层102和负极材料层202时，首先将正极活性材料、导电剂和粘结剂混合均匀得到正极浆料，将负极活性材料、导电剂和粘结剂混合均匀得到负极浆料，然后通过立式涂布的方式将正极浆料和负极浆料分别在正极多孔集流体301和负极多孔集流体302进行涂布进而形成正极材料层102和负极材料层202。也就是说，在进行涂布时，将正极多孔集流体301和负极多孔集流体302以垂直于水平面的方式放置，然后再进行涂布，这样也就能够均匀地将正极浆料和负极浆料涂布在正极多孔集流体301和负极多孔集流体302上。涂布之后，然后在80～120℃的温度下进行干燥、在0.1～10MPa的压力下进行辊压，也就能够分别在正极多孔集流体301和负极多孔集流体302上形成均匀的正极材料层102和负极材料层202。

在一种可能的实施方式中，正极活性材料为活性炭、介孔碳、碳气凝胶、碳纤维、碳纳米管、炭黑、硬炭、石墨烯、洋葱碳、碳气凝胶中的一种或多种。

在一种可能的实施方式中，负极活性材料为石墨、软碳、硬炭、中间相碳微球、铝基合金、硅基合金、锡基合金、硅碳复合材料、氧化亚硅复合材料、纳米晶硅、锂钛氧化物、锂硅氧化物、钛酸锂中的一种或几种。

在一种可能的实施方式中，导电剂为导电碳黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等其中的一种或多种。

在一种可能的实施方式中，粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素纳、聚丁苯乳胶等其中的一种或多种。

需要说明的是，虽然上述是以方形卷绕式锂离子电容器为例来进行阐述的，但这仅仅只是示例，在不偏离本实用新型的基本原理的前提下，本领域技术人员可以根据具体的应用场景灵活选择锂离子电容器的具体外形，例如圆柱形等，锂离子电容器的形状的改变并未偏离本实用新型的原理，因此都将落入本实用新型的保护范围之内。

综上所述，在本实用新型的优选技术方案中，通过在负极多孔集流体302的沿其厚度方向的一侧设置第一负极留白区203、第一负极留白区203上设置锂箔204、极芯400由依次层叠设置的设置有锂箔204的负极多孔集流体302沿折弯线205折叠后的负极片200、第一隔膜303、正极片100以及第二隔膜304沿锂箔204的折叠方向卷绕而成，这样在极芯400卷绕好之后，锂箔204位于整个极芯400的中心，从而也就能够为预嵌锂过程提供锂源，并且能够有效提高预嵌锂效率，简化预嵌锂过程，并且自动化程度高、安全性高，由该极芯400制成的锂离子电容器工作过程中不易析锂，从而能够有效提高锂离子电容器的综合性能。第一负极留白区203的宽度与负极多孔集流体302的宽度相同，这样也就能够在尽量不影响负极材料层202的面积的前提下将尽可能大的锂箔204设置在负极多孔集体体上，获得更好的嵌锂效果。锂箔204的长度小于等于第一负极留白区203的长度、锂箔204的小于等于第一负极留白区203的宽度，这样锂箔204也就仅仅只覆盖第一负极留白区203，从而也就能够更好地确保嵌锂的均匀性。通过在正极多孔集流体301上设置正极留白区101、负极多孔集流体302上设置第二负极留白区201、通过超声波揉捏融合的方式在极芯400的两端形成正极留白熔合区401和负极留白熔合区402，该正极留白熔合区401和负极留白熔合区402也就能够方便地实现与壳体上的正极端和负极端的电连接，这样也就完成了锂离子电容器的正极端和负极端的装配。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和可选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本实用新型的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，已经结合附图所示的可选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电容器，其特征在于，所述锂离子电容器包括壳体以及设置于所述壳体内的极芯，所述极芯包括正极片、负极片、第一隔膜以及第二隔膜，所述正极片包括正极多孔集流体以及设置于所述正极多孔集流体上的正极材料层，所述负极片包括负极多孔集流体以及设置于所述负极多孔集流体上的负极材料层，所述负极多孔集流体至少沿其厚度方向的一侧设置有第一负极留白区，

所述第一负极留白区设置于靠近所述负极多孔集流体沿其长度方向的端部的位置，所述第一负极留白区上设置有锂箔，所述锂箔与所述负极材料层之间设置有折弯线，所述折弯线沿所述负极多孔集流体的宽度方向延伸，所述第一隔膜设置成包覆所述锂箔之后沿所述负极多孔集流体的长度方向延伸，所述极芯设置成由依次层叠设置的设置有所述锂箔的所述负极多孔集流体沿所述折弯线折叠后的所述负极片、所述第一隔膜、所述正极片以及所述第二隔膜卷绕而成。

2.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，所述第一负极留白区沿所述负极多孔集流体的宽度方向的尺寸与所述负极多孔集流体的宽度相同。

3.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，所述锂箔沿所述负极多孔集流体的长度方向的尺寸小于等于所述第一负极留白区沿所述负极多孔集流体的长度方向的尺寸；并且/或者

所述锂箔沿所述负极多孔集流体的宽度方向的尺寸小于等于所述第一负极留白区沿所述负极多孔集流体的宽度方向的尺寸。

4.根据权利要求2所述的锂离子电容器，其特征在于，所述正极多孔集流体上设置有正极留白区，所述正极留白区设置于靠近所述正极多孔集流体沿其宽度方向的端部的位置，所述正极留白区沿所述正极多孔集流体的长度方向延伸。

5.根据权利要求4所述的锂离子电容器，其特征在于，所述负极多孔集流体上还设置有第二负极留白区，所述第二负极留白区设置于靠近所述负极多孔集流体沿其宽度方向的端部、远离所述正极留白区的位置，所述第二负极留白区沿所述负极多孔集流体的长度方向延伸。

6.根据权利要求5所述的锂离子电容器，其特征在于，所述锂离子电容器还包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳与由多层所述正极留白区形成的正极留白熔合区电连接，所述负极极耳与由多层所述负极留白区形成的负极留白熔合区电连接；或者

所述锂离子电容器还包括正极汇流排和负极汇流排，所述正极汇流排与由多层所述正极留白区形成的正极留白熔合区电连接，所述负极汇流排与由多层所述负极留白区形成的负极留白熔合区电连接。

7.根据权利要求5所述的锂离子电容器，其特征在于，所述正极留白区沿所述正极多孔集流体的宽度方向的尺寸为1～10mm；并且/或者

所述第二负极留白区沿所述负极多孔集流体的宽度方向的尺寸为1～10mm。

8.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，所述正极多孔集流体的厚度为6～50μm；并且/或者

所述负极多孔集流体的厚度为5～40μm。

9.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，所述正极多孔集流体上设置有多个第一孔，所述第一孔的直径为5～200μm；或者

所述正极多孔集流体由铝网制成，所述铝网的孔隙率为10％～80％。

10.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，所述负极多孔集流体上设置有多个第二孔，所述第二孔的直径为5～200μm；或者

所述负极多孔集流体由铜网制成，所述铜网的孔隙率为10％～80％。

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