JP2013520805A - 長寿命負極板の製造方法及び該負極板を用いたスーパーキャパシタ - Google Patents
長寿命負極板の製造方法及び該負極板を用いたスーパーキャパシタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013520805A JP2013520805A JP2012554188A JP2012554188A JP2013520805A JP 2013520805 A JP2013520805 A JP 2013520805A JP 2012554188 A JP2012554188 A JP 2012554188A JP 2012554188 A JP2012554188 A JP 2012554188A JP 2013520805 A JP2013520805 A JP 2013520805A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- electrode plate
- carbon
- supercapacitor
- plate
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 19
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 17
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 15
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 15
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 15
- -1 LiCF 3 SO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 9
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims description 9
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims description 9
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 9
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 8
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 7
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 7
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 6
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011356 non-aqueous organic solvent Substances 0.000 claims description 5
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LOURZMYQPMDBSR-UHFFFAOYSA-N 1,3,2-dioxathiane 2-oxide Chemical compound O=S1OCCCO1 LOURZMYQPMDBSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WDXYVJKNSMILOQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,2-dioxathiolane 2-oxide Chemical compound O=S1OCCO1 WDXYVJKNSMILOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910013188 LiBOB Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910015915 LiNi0.8Co0.2O2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 claims description 3
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N methyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OC KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 3
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004966 Carbon aerogel Substances 0.000 claims description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 10
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 7
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 6
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 239000006245 Carbon black Super-P Substances 0.000 description 4
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920007485 Kynar® 761 Polymers 0.000 description 1
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFUQSACCWFVIBW-UHFFFAOYSA-N [C].C1=CC=CC=C1 Chemical compound [C].C1=CC=CC=C1 PFUQSACCWFVIBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229920005546 furfural resin Polymers 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000368 omega-hydroxypoly(furan-2,5-diylmethylene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/38—Carbon pastes or blends; Binders or additives therein
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/04—Hybrid capacitors
- H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
- H01G11/28—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features arranged or disposed on a current collector; Layers or phases between electrodes and current collectors, e.g. adhesives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/50—Electrodes characterised by their material specially adapted for lithium-ion capacitors, e.g. for lithium-doping or for intercalation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
- H01M4/0435—Rolling or calendering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/665—Composites
- H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/668—Composites of electroconductive material and synthetic resins
-
- 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
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
- Y10T29/49114—Electric battery cell making including adhesively bonding
Abstract
【課題】負極板の接着強度を高めることにより、より高い転圧密度及びサイクル寿命を持たせる
【解決手段】本発明は、急速リチウム貯蔵炭素とバインダーとを混合し溶剤を加える塗料製造、ローラー・プレスで混合塗料を加圧成形し一定の厚みのある板状極板が得られる加圧成形、導電助剤をペーストにして負極集電体上に塗布する塗工、板状極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着する極板付着、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥という手順を含む長寿命負極板の製造工程及び該負極板を用いた有機混合型スーパーキャパシタを提供する。本発明では先ず極板を加圧成形しそれから集電体上に付着する工程を採用することにより、負極板はより高い転圧密度及びサイクル寿命を持つようになった。本発明で製造される有機混合型スーパーキャパシタは、高エネルギー密度（45-80Wh/Kgまで）、高出力密度（>4500W /Kg）の特性があり、電気自動車、電動工具、太陽エネルギー貯蔵、風力エネルギー貯蔵、携帯家電等の分野に広く応用することができる。
【選択図】図２
【解決手段】本発明は、急速リチウム貯蔵炭素とバインダーとを混合し溶剤を加える塗料製造、ローラー・プレスで混合塗料を加圧成形し一定の厚みのある板状極板が得られる加圧成形、導電助剤をペーストにして負極集電体上に塗布する塗工、板状極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着する極板付着、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥という手順を含む長寿命負極板の製造工程及び該負極板を用いた有機混合型スーパーキャパシタを提供する。本発明では先ず極板を加圧成形しそれから集電体上に付着する工程を採用することにより、負極板はより高い転圧密度及びサイクル寿命を持つようになった。本発明で製造される有機混合型スーパーキャパシタは、高エネルギー密度（45-80Wh/Kgまで）、高出力密度（>4500W /Kg）の特性があり、電気自動車、電動工具、太陽エネルギー貯蔵、風力エネルギー貯蔵、携帯家電等の分野に広く応用することができる。
【選択図】図２
Description
本発明は、スーパーキャパシタとリチウムイオン電池技術との組合せに関し、特に有機混合型スーパーキャパシタ及びリチウムイオン電池に関する。
スーパーキャパシタは、従来のキャパシタと電池の中間に介在する新しいタイプの電気化学的エネルギー蓄積装置であり、従来のキャパシタと比べて、より高いエネルギー密度を持っており、静電容量は千ファラッドないし1万ファラッド級に達することができる。電池と比べて、より高い出力密度及び超長サイクル寿命を持っている。従って、従来のキャパシタと電池のメリットを結合したものとして、応用の先行きが広い化学電源である。比容量が高く、出力が大きく、寿命が長く、使用温度範囲が広く、メンテナンスが不要等の特徴がある。
エネルギー蓄積原理によって、スーパーキャパシタは、電気二重層キャパシタ（EDLC）、ファラデー擬似容量スーパーキャパシタと混合型スーパーキャパシタの3種類に分けられ、このうち電気二重層キャパシタは主として電極/電解質界面電荷の分離による電気二重層を利用して、ファラデー擬似容量スーパーキャパシタは主として電極表面における急速な酸化還元反応によるファラデー「擬似容量」の助けを借りて電荷及びエネルギーの貯蔵を実現するのに対して、混合型スーパーキャパシタは、一極では電池の非分極性電極（例えば水酸化ニッケル）を、他極では電気二重層キャパシタの分極性電極（例えば活性炭）を採用し、このような混合型の設計により、スーパーキャパシタのエネルギー密度を大幅に高めることができる。
スーパーキャパシタは、電解質によって、無機電解質、有機電解質、高分子電解質の3種類のスーパーキャパシタに分けられ、このうち無機電解質に比較的多く応用されているのは濃度の高い酸性（例えばH2SO4）又はアルカリ性（例えばKOH）の水溶液であり、中性水溶液電解質は比較的少なく応用されている。有機電解質は、通常は第4級アンモニウム塩又はリチウム塩と導電率の高い有機溶媒（例えばアセトニトリル）を採用して混合電解液となるのに対して、高分子電解質は、目下のところ実験室段階にとどまっており、まだ商品化に至ってはいない。
スーパーキャパシタは、有機電解質の採用により、キャパシタの使用電圧を大幅に上げることができ、E=1/2CV2によると、キャパシタのエネルギー密度の向上に大きく寄与することが分かった。現今、成熟した有機スーパーキャパシタは、通常は対称型構造を採用し、すなわち正・負極に同一の炭材料を使用し、電解液は第4級アンモニウム塩及び有機溶媒（例えばアセトニトリル）からなる。このようなキャパシタの出力密度は5000-6000W/Kgと高いが、そのエネルギー密度はわずか3-5Wh/Kgと低い傾向にある。従って、有機スーパーキャパシタのエネルギー密度をさらに高めるため、混合型の構造設計を採用し、すなわち正・負極に異なる活物質を使用する。近年、有機混合型スーパーキャパシタの研究は増えてきており、例えば正極には活性炭を、負極にはチタン酸リチウムを採用する、また正極にはポリチオフェンを、負極にはチタン酸リチウムを採用する等の有機スーパーキャパシタは登場した。
しかしながら、これらの有機混合型スーパーキャパシタは、極板に従来の塗布方法が採用されているので、極板の転圧密度は制限を受ける。従って、エネルギー密度は従来の電池と比べて、いずれも理想的ではなく、サイクル寿命も制約を受ける。
本発明は、以上のような状況に臨み、負極板の接着強度を高めることにより、より高い転圧密度及びサイクル寿命を持たせる。また出力が高く、汚染がなく、安全性が高く、メンテナンスが不要等のスーパーキャパシタの特性を保つことを前提に、スーパーキャパシタのエネルギー密度及びサイクル寿命を大幅に高め、スーパーキャパシタの応用分野をさらに広めることを目的とする。
本発明の目的は、このようにして実現する。
１．下記の手順を含む長寿命負極板の製造工程。
第１工程：急速リチウム貯蔵炭素とバインダーとを混合し溶剤を加える塗料を製造する工程；
第２工程：ローラー・プレスで混合塗料を加圧成形し一定の厚みのある板状極板が得られる加圧成形工程;
第３工程：導電助剤をペーストにして負極集電体上に塗布する塗工工程;
第４工程：板状極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着する極板付着;
第５工程：乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥して負極板とする工程。
第１工程：急速リチウム貯蔵炭素とバインダーとを混合し溶剤を加える塗料を製造する工程；
第２工程：ローラー・プレスで混合塗料を加圧成形し一定の厚みのある板状極板が得られる加圧成形工程;
第３工程：導電助剤をペーストにして負極集電体上に塗布する塗工工程;
第４工程：板状極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着する極板付着;
第５工程：乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥して負極板とする工程。
２．このうち、板状極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着することにより、その密度は1.2〜1.6g/cm3に達する。
３．正極にリチウムイオン層間化合物と活性炭材料・多孔質炭素材料との混合物を採用し、塗布工程を施して形成され、負極に層間距離0.372nm以上の急速リチウム挿入炭素材料を採用し、電解液は有機電解液を採用する前記工程を用いて製造された長寿命負極板の有機混合型スーパーキャパシタ。
４．このうち、負極に層間距離0.372nm以上の急速リチウム挿入炭素材料を採用し、その代表的なものとして硬質炭素が挙げられる。
５．このうち、前記多孔質炭素は、活性炭、炭素布、炭素繊維、炭素フェルト、カーボンエアロゲル、カーボンナノチューブのいずれか一種又は混合物を含んでいる。
６．このうち、前記リチウムイオン層間化合物は、LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiMnO2のいずれか一種又は混合物を含んでいる。
７．このうち、前記電解液中の溶質は、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)、LiBOB、LiAsF6、Et4BF4の少なくとも一種又は複数種とMe3EtNBF4、Me2Et2NBF4、MeEt3NBF4、Et4NBF4、Pr4NBF4、MeBu3NBF4、Bu4NBF4、Hex4NBF4、Me4PBF4、Et4PBF4、Pr4PBF4、Bu4PBF4の少なくとも一種又は複数種と混合したものであり、且つ前記電解液中の非水有機溶媒はエチレン・カーボネート、プロピレン・カーボネート、γ- ブチロラクトン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ブチレン、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピル、亜硫酸エチレン、亜硫酸トリメチレン、酢酸エチル、アセトニトリルのいずれか一種又は複数種を含んでいる。
８．このうち、前記セパレーターは、ポリエチレン微多孔膜、ポリプロピレン微多孔膜、複合膜、無機セラミック膜、セパレーターフィルム、不織布セパレーターを含んでいる。
９．下記の手順を含む有機混合型スーパーキャパシタを製造する方法。
（1）先ずリチウムイオン層間化合物、活性炭多孔質炭素材料、導電助剤、バインダー等を混合してペーストにし、それから正極集電体上に塗布し、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥により、正極板とする正極板の製造手順;
（2）１．に記載の工程を採用する負極板の製造手順;
（3）製造された正・負極板をセルに積層し又は巻き取り、アルミプラスチックフィルム、アルミケース又はスチールケース、プラスチックケースに入れ、それから封口し、非水有機溶媒にリチウムイオン及び第４級アンモニウム塩が含まれる電解液を注入する組立手順。
（1）先ずリチウムイオン層間化合物、活性炭多孔質炭素材料、導電助剤、バインダー等を混合してペーストにし、それから正極集電体上に塗布し、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥により、正極板とする正極板の製造手順;
（2）１．に記載の工程を採用する負極板の製造手順;
（3）製造された正・負極板をセルに積層し又は巻き取り、アルミプラスチックフィルム、アルミケース又はスチールケース、プラスチックケースに入れ、それから封口し、非水有機溶媒にリチウムイオン及び第４級アンモニウム塩が含まれる電解液を注入する組立手順。
１０．このうち、前記導電助剤は、天然黒鉛粉末、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレン・ブラック、メソカーボンマイクロビーズ、硬質炭素、石油コークス、カーボンナノチューブ、グラフェンのいずれか一種又はそれらの混合物を含んでおり、且つ前記バインダーはポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム及びブタジエン-スチレンゴムのいずれか一種又は複数種を含んでいる。
１１．このうち、前記正極板の集電体は、アルミ箔、アルミメッシュを含んでおり、且つ前記負極板の集電体は銅箔、銅メッシュを含んでいる。
本発明は、非塗布の工程を用いて負極極板を製造し、それを有機混合スーパーキャパシタに使用することにより、スーパーキャパシタに高エネルギー密度、長サイクル寿命の特性を持たせ、電気自動車、電気船、電動工具、太陽エネルギー貯蔵、風力エネルギー貯蔵等の分野に広く応用することができる。
ここで、図に合わせて、本発明の実施例について詳しく説明する。
図１に示すように、従来の技術では負極板の塗布工程は塗料製造、塗布、ロール成形等の手順を含んでいた。活物質、導電助剤、バインダーを混合後、銅箔又は銅メッシュ上に塗布し、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥により負極板とする。
図１に示すように、従来の技術では負極板の塗布工程は塗料製造、塗布、ロール成形等の手順を含んでいた。活物質、導電助剤、バインダーを混合後、銅箔又は銅メッシュ上に塗布し、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥により負極板とする。
図２に示すように、本発明の負極板の塗布工程は、先ず硬質炭素とバインダーとを混合し、溶剤を加えること、ローラー・プレスで加圧成形し、一定の厚みのある板状極板が得られること、導電助剤をペーストにし、それから負極集電体上に導電助剤を塗布すること、さらに極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着すること、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥により負極板とすることを含んでいる。
板状極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着することにより、その密度は1.2〜1.6g/cm3に達する。従来の塗布工程では、その密度は0.9〜1.29 g/cm3にしか達することができなかった。
正極にリチウムイオン層間化合物及び活性炭材料の混合物を採用し、負極は層間距離0.372nm以上の急速リチウム挿入炭素であり、電解液にリチウムイオン及び第4級アンモニウム塩を含有する有機溶媒を採用する、正極、負極、その中間にあるセパレーター及び有機電解液からなる有機混合型スーパーキャパシタである。負極極板は先ず極板を加圧成形しそれから集電体上に付着する工程を採用することにより、より高い転圧密度及びサイクル寿命を持つようになった。
本発明に記載の層間距離0.372nm以上の急速リチウム挿入炭素は、代表的なものとして硬質炭素が挙げられ、硬質炭素は難黒鉛化性炭素を指し、通常は比容量が高く（300-700mAh/gまで）、倍率性能がよい特徴を持つと同時に、このような材料におけるリチウムイオンの挿入により構造の明らかな膨張にならず、充放電サイクル性能が優れ、フェノール樹脂炭素、エポキシ樹脂炭素、ポリフルフリルアルコール樹脂炭素、フルフラール樹脂炭素を含む樹脂炭素及びベンゼン炭素、ポリフルフリルアルコール熱分解炭素、ポリ塩化ビニル熱分解炭素、フェノール熱分解炭素を含む有機高分子熱分解炭素を含んでいる。
本発明において、前記リチウムイオン層間化合物はLiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等を含んでいる。リチウムイオンは、このような材料の中で挿入-脱離の可逆性がよく、拡散速度が速く、反応を伴う体積変化が小さいので、良好なサイクル特性及び大電流特性を持っている。
本発明において、前記電解液中の溶質はLiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)、LiBOB、LiAsF6、Et4BF4の少なくとも一種とMe3EtNBF4、Me2Et2NBF4、MeEt3NBF4、Et4NBF4、Pr4NBF4、MeBu3NBF4、Bu4NBF4、Hex4NBF4、Me4PBF4、Et4PBF4、Pr4PBF4、Bu4PBF4の少なくとも一種との混合を含んでいる。非水有機溶媒はエチレン・カーボネート、プロピレン・カーボネート、γ- ブチロラクトン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ブチレン、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピル、亜硫酸エチレン、亜硫酸トリメチレン、酢酸エチル、アセトニトリルのいずれか一種又は複数種を含んでいる。リチウム塩からなるこれらの有機電解液は、イオン導電率が高いので、充放電中におけるリチウムイオンの移動に急速なチャンネルを提供し、反応の速度を増すことができる。
また、電気化学的に安定な電位範囲が広く（0-5Vの場合は安定）、熱安定性がよく、使用温度範囲が広い等の特徴により、スーパーキャパシタの充放電反応の安定性は大いに高められ、キャパシタのサイクル寿命の向上に寄与する。
また、電気化学的に安定な電位範囲が広く（0-5Vの場合は安定）、熱安定性がよく、使用温度範囲が広い等の特徴により、スーパーキャパシタの充放電反応の安定性は大いに高められ、キャパシタのサイクル寿命の向上に寄与する。
本発明において、前記セパレーターはポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜（PE）、ポリプロピレン微多孔膜（PP）、複合膜（PP+PE+PP）、無機セラミック膜、セパレーターフィルムを含んでおり、その厚みは通常10-30μmであり、穴径は0.03μm-0.05μmであり、良好な電解液吸附力及び耐高温特性を持っている。
本発明において、正極板の集電体はアルミ箔、アルミメッシュを、負極板の集電体は銅箔、銅メッシュを採用する。正極板の作製において、適量の導電助剤及びバインダーを加える。本発明において、導電助剤は電導性が高い黒鉛粉末、カーボンブラック、アセチレン・ブラック又はそれらの混合物を採用する。本発明において、バインダーはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）、カルボキシメチルセルロースナトリウム（CMC）及びブタジエン-スチレンゴム（SBR）のいずれか一種又は複数種を採用する。
本発明において、正極板の作製手順としては、一定の質量比でリチウムイオン層間化合物、活性炭材料、導電助剤、バインダーを秤取し混合後、スラリー状になるまで撹拌し、それから集電体上に塗布し、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥により正極板とする。
また、負極板の作製手順としては、一定の質量比で硬質炭素、バインダーを秤取し混合後、スラリー状になるまで撹拌し、ローラー・プレスで加圧成形し、一定の厚みのある板状極板が得られ、導電助剤を有機溶媒で混合し、それから負極集電体上に導電助剤を塗布し、最後に極板を導電助剤を塗布された負極集電体上に付着し、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥により負極板とする。
本発明は、実際の応用状況に合わせて、積層又は巻取構造の箱型スーパーキャパシタ及び円筒型スーパーキャパシタを作製するとともに、高出力、高エネルギーの特性を保つことが可能であり、そのケースはアルミプラスチックフィルム、スチールケース、アルミケースを採用することができる。
本発明の実施例において使用されている主な原材料は下記の通りとする。
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2-河南新郷華シン能源材料社製、型式SY-Aタイプ。
LiMn2O4-石家荘百思特電池材料有限公司製。
LiFePO4-天津斯特蘭能源科技有限公司製、型式SLFP-ES01。
活性炭−日本KURARAY社製、型式YP-17D。
硬質炭素−深セン貝特瑞公司HC-1製品。
黒鉛粉末-TIMCAL社製、型式KS-6。
電導カーボンブラック−TIMCAL社製、型式Super-P。
3層複合セパレーター（PP/PE/PP）-日本宇部社製。
PVDF（ポリフッ化ビニリデン）-仏国Kynar761。
PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）-米国デュポン社製。
NMP（1-メチル-2-ピロリドン）-上海実験試剤有限公司
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2-河南新郷華シン能源材料社製、型式SY-Aタイプ。
LiMn2O4-石家荘百思特電池材料有限公司製。
LiFePO4-天津斯特蘭能源科技有限公司製、型式SLFP-ES01。
活性炭−日本KURARAY社製、型式YP-17D。
硬質炭素−深セン貝特瑞公司HC-1製品。
黒鉛粉末-TIMCAL社製、型式KS-6。
電導カーボンブラック−TIMCAL社製、型式Super-P。
3層複合セパレーター（PP/PE/PP）-日本宇部社製。
PVDF（ポリフッ化ビニリデン）-仏国Kynar761。
PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）-米国デュポン社製。
NMP（1-メチル-2-ピロリドン）-上海実験試剤有限公司
正極板の作製：
全量500gのLiNi1/3 Co1/3 Mn1/3O2、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量240g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
全量500gのLiNi1/3 Co1/3 Mn1/3O2、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量240g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
負極板の作製：
全量500gの硬質炭素、PVDF を質量比90：10で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから16μmの銅箔上(塗布後の重量増加量120 g/m2) に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング（転圧密度0.96g/cm3）、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液20gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで4.2Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.5Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは60 Wh/Kgであり、比出力は5000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は82%となる。
全量500gの硬質炭素、PVDF を質量比90：10で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから16μmの銅箔上(塗布後の重量増加量120 g/m2) に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング（転圧密度0.96g/cm3）、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液20gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで4.2Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.5Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは60 Wh/Kgであり、比出力は5000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は82%となる。
正極板の作製：
全量500gのLiNi1/3 Co1/3 Mn1/3O2、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量240 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
全量500gのLiNi1/3 Co1/3 Mn1/3O2、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量240 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
負極板の作製：
全量500gの硬質炭素、PTFE を質量比90：10で混合し、去イオン水を用いてペーストにし、スラリー状になるまで撹拌し、ローラー・プレスで加圧成形し、一定の厚みのある板状極板が得られ、転圧密度は1.35であり、導電助剤Super-Pをペーストにし、それから負極集電体上に導電助剤を塗布し、最後に極板を導電助剤を塗布された負極集電体上に付着し、乾燥、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、真空乾燥により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液20gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで4.2Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.5Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは72 Wh/Kgであり、比出力は6000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は95%となる。
全量500gの硬質炭素、PTFE を質量比90：10で混合し、去イオン水を用いてペーストにし、スラリー状になるまで撹拌し、ローラー・プレスで加圧成形し、一定の厚みのある板状極板が得られ、転圧密度は1.35であり、導電助剤Super-Pをペーストにし、それから負極集電体上に導電助剤を塗布し、最後に極板を導電助剤を塗布された負極集電体上に付着し、乾燥、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、真空乾燥により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液20gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで4.2Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.5Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは72 Wh/Kgであり、比出力は6000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は95%となる。
正極板の作製：
全量500gのLiMn2O4、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量300 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
全量500gのLiMn2O4、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量300 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
負極板の作製：
全量500gの硬質炭素、PVDF を質量比90：10で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから16μmの銅箔上(塗布後の重量増加量120 g/m2) に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング（転圧密度0.96g/cm3）、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液10gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで4.2Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.75Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは55 Wh/Kgであり、比出力は5000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は65%となる。
全量500gの硬質炭素、PVDF を質量比90：10で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから16μmの銅箔上(塗布後の重量増加量120 g/m2) に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング（転圧密度0.96g/cm3）、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液10gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで4.2Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.75Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは55 Wh/Kgであり、比出力は5000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は65%となる。
正極板の作製：
全量500gのLiMn2O4、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量300 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
全量500gのLiMn2O4、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量300 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
負極板の作製：
全量500gの硬質炭素、PTFE を質量比90：10で混合し、去イオン水を用いてペーストにし、スラリー状になるまで撹拌し、ローラー・プレスで加圧成形し、一定の厚みのある板状極板が得られ、転圧密度は1.35であり、導電助剤Super-Pをペーストにし、それから負極集電体上に導電助剤を塗布し、最後に極板を導電助剤を塗布された負極集電体上に付着し、乾燥、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、真空乾燥により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液10gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで4.2Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.5Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは66 Wh/Kgであり、比出力は6000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は85%となる。
全量500gの硬質炭素、PTFE を質量比90：10で混合し、去イオン水を用いてペーストにし、スラリー状になるまで撹拌し、ローラー・プレスで加圧成形し、一定の厚みのある板状極板が得られ、転圧密度は1.35であり、導電助剤Super-Pをペーストにし、それから負極集電体上に導電助剤を塗布し、最後に極板を導電助剤を塗布された負極集電体上に付着し、乾燥、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、真空乾燥により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液10gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで4.2Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.5Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは66 Wh/Kgであり、比出力は6000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は85%となる。
正極板の作製：
全量500gのLiFePO4、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量300 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
全量500gのLiFePO4、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量300 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
負極板の作製：
全量500gの硬質炭素、PVDF を質量比90：10で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから16μmの銅箔上(塗布後の重量増加量120 g/m2) に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング（転圧密度0.96g/cm3）、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液20gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで3.7Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.3Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは50 Wh/Kgであり、比出力は5000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は88%となる。
全量500gの硬質炭素、PVDF を質量比90：10で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから16μmの銅箔上(塗布後の重量増加量120 g/m2) に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング（転圧密度0.96g/cm3）、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液20gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで3.7Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.3Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは50 Wh/Kgであり、比出力は5000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は88%となる。
正極板の作製：
全量500gのLiFePO4、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量300 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
全量500gのLiFePO4、活性炭、黒鉛粉末、PVDFを質量比75：15 : 5 : 5で混合し、NMPを用いてペーストにし、それから20μmのアルミ箔(塗布後の重量増加量300 g/m2)上に塗布し、乾燥（110〜120℃）、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、24h真空乾燥（120〜130℃）により正極板とする。
負極板の作製：
全量500gの硬質炭素、PTFE を質量比90：10で混合し、去イオン水を用いてペーストにし、スラリー状になるまで撹拌し、ローラー・プレスで加圧成形し、一定の厚みのある板状極板が得られ、転圧密度は1.35であり、導電助剤Super-Pをペーストにし、それから負極集電体上に導電助剤を塗布し、最後に極板を導電助剤を塗布された負極集電体上に付着し、乾燥、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、真空乾燥により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液10gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで3.7Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.3Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは60 Wh/Kgであり、比出力は6000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は96%となる。
全量500gの硬質炭素、PTFE を質量比90：10で混合し、去イオン水を用いてペーストにし、スラリー状になるまで撹拌し、ローラー・プレスで加圧成形し、一定の厚みのある板状極板が得られ、転圧密度は1.35であり、導電助剤Super-Pをペーストにし、それから負極集電体上に導電助剤を塗布し、最後に極板を導電助剤を塗布された負極集電体上に付着し、乾燥、ローリング、裁断(寸法37.5*59.5mm2)、真空乾燥により負極板とする。
ポリエチレンポリプロピレン3層複合微多孔膜をセパレーターとして選定し、弾性比95%で極板を38*61*32のアルミケースに入れてセルになるまで積層し、それから積層されたセルの正極からなる正極性群をアルミ製耳上に、負極からなる極性群を銅めっきニッケル製耳上に溶接するとともに、1mol/L LiPF6+0.5 mol/L Et4NBF4-EC（エチレン・カーボネート）/DEC（炭酸ジエチル）（1：1）の電解液10gを注入し、箱型スーパーキャパシタになるまで組み立てる。
スーパーキャパシタは化成（すなわちスーパーキャパシタ性能の有効化）後、性能試験を実施し、試験制度としては、5Aで3.7Vになるまで充電し、5min静置し、5Aで2.3Vになるまで放電し、スーパーキャパシタの比エネルギーは60 Wh/Kgであり、比出力は6000 W/Kgであり、5Aで充放電サイクル20000回した後、容量保持率は96%となる。
本明細書に記載されているのは本発明の数種の比較的よい実施例に過ぎず、以上の実施例は本発明に対する制限ではなく、本発明の解決手段についての説明にのみ用いる。この分野における技術者が本発明の構想により、論理的分析、推理又は限られた実験を通じて得た解決手段は、本発明の対象となること。
Claims (11)
- 下記の手順を含むことを特徴とする長寿命負極板の製造方法。
第１工程：急速リチウム貯蔵炭素とバインダーとを混合し溶剤を加える塗料を製造する工程；
第２工程：ローラー・プレスで混合塗料を加圧成形し一定の厚みのある板状極板が得られる加圧成形工程;
第３工程：導電助剤をペーストにして負極集電体上に塗布する塗工工程;
第４工程：板状極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着する極板付着;
第５工程：乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥して負極板とする工程。 - 板状極板を加圧成形して導電助剤を塗布された負極集電体上に付着することにより、その密度が1.2〜1.6g/cm3に達することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
- 正極にリチウムイオン層間化合物と活性炭材料・多孔質炭素材料との混合物を採用し、塗布工程を施して形成され、負極に層間距離0.372nm以上の急速リチウム挿入炭素材料を採用し、電解液に有機電解液を採用することを特徴とする、請求項１に記載の長寿命負極板を用いた有機混合型スーパーキャパシタ。
- 負極に層間距離0.372nm以上の急速リチウム挿入炭素材料を採用し、その代表的なものとして硬質炭素が挙げられることを特徴とする、請求項３に記載の有機混合型スーパーキャパシタ。
- 前記多孔質炭素は、活性炭、炭素布、炭素繊維、炭素フェルト、カーボンエアロゲル、カーボンナノチューブのいずれか一種又は混合物を含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の有機混合型スーパーキャパシタ。
- 前記リチウムイオン層間化合物は、LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiMnO2のいずれか一種又は混合物を含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の有機混合型スーパーキャパシタ。
- 前記電解液中の溶質は、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)、LiBOB、LiAsF6、Et4BF4の少なくとも一種又は複数種がMe3EtNBF4、Me2Et2NBF4、MeEt3NBF4、Et4NBF4、Pr4NBF4、MeBu3NBF4、Bu4NBF4、Hex4NBF4、Me4PBF4、Et4PBF4、Pr4PBF4、Bu4PBF4の少なくとも一種又は複数種と混合したものであり、且つ前記電解液中の非水有機溶媒はエチレン・カーボネート、プロピレン・カーボネート、γ- ブチロラクトン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ブチレン、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピル、亜硫酸エチレン、亜硫酸トリメチレン、酢酸エチル、アセトニトリルのいずれか一種又は複数種を含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の有機混合型スーパーキャパシタ。
- 前記セパレーターは、ポリエチレン微多孔膜、ポリプロピレン微多孔膜、複合膜、無機セラミック膜、セパレーターフィルム、不織布セパレーターを含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の有機混合型スーパーキャパシタ。
- 下記の手順を含む請求項３〜８のいずれかに記載の有機混合型スーパーキャパシタを製造する方法。
（1）先ずリチウムイオン層間化合物、活性炭多孔質炭素材料、導電助剤、バインダー等を混合してペーストにし、それから正極集電体上に塗布し、乾燥、ローリング、裁断、真空乾燥により、正極板とする正極板の製造手順;
（2）請求項1に記載の工程を採用する負極板の製造手順;
（3）製造された正・負極板をセルに積層し又は巻き取り、アルミプラスチックフィルム、アルミケース又はスチールケース、プラスチックケースに入れ、それから封口し、非水有機溶媒にリチウムイオン及び第4級アンモニウム塩が含まれる電解液を注入する組立手順。 - 前記導電助剤は、天然黒鉛粉末、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレン・ブラック、メソカーボンマイクロビーズ、硬質炭素、石油コークス、カーボンナノチューブ、グラフェンのいずれか一種又はそれらの混合物を含んでおり、且つ前記バインダーはポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム及びブタジエン-スチレンゴムのいずれか一種又は複数種を含んでいることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
- 前記正極板の集電体は、アルミ箔、アルミメッシュを含んでおり、且つ前記負極板の集電体は銅箔、銅メッシュを含んでいることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101146125A CN101847513B (zh) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | 一种长寿命负极片的制备工艺及使用该负极片的电容电池 |
| CN201010114612.5 | 2010-02-26 | ||
| PCT/CN2010/001153 WO2011103705A1 (zh) | 2010-02-26 | 2010-07-30 | 一种长寿命负极的制备工艺及使用该负极的电容电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013520805A true JP2013520805A (ja) | 2013-06-06 |
| JP5939990B2 JP5939990B2 (ja) | 2016-06-29 |
Family
ID=42772091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012554188A Active JP5939990B2 (ja) | 2010-02-26 | 2010-07-30 | 長寿命負極板の製造方法及び該負極板を用いたスーパーキャパシタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120321913A1 (ja) |
| EP (1) | EP2541566A4 (ja) |
| JP (1) | JP5939990B2 (ja) |
| CN (1) | CN101847513B (ja) |
| WO (1) | WO2011103705A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013149408A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Nissan Motor Co Ltd | 電気デバイス用電極、電気デバイス用電極の製造方法、電気デバイス用電極構造体及び電気デバイス |
| JPWO2012011189A1 (ja) * | 2010-07-23 | 2013-09-09 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| WO2014208474A1 (ja) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | ダイキン工業株式会社 | 電解液、及び、電気化学デバイス |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5306418B2 (ja) * | 2010-07-09 | 2013-10-02 | 日新製鋼株式会社 | 銅被覆鋼箔、負極用電極及び電池 |
| US8758947B2 (en) * | 2011-01-11 | 2014-06-24 | Battelle Memorial Institute | Graphene-based battery electrodes having continuous flow paths |
| WO2012137141A1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-11 | Laor Consulting Llc | Fiber felt capacitors and batteries |
| CN102403527B (zh) * | 2011-07-30 | 2015-02-25 | 珠海锂源新能源科技有限公司 | 一种大容量高功率软包装锂离子动力电池及其制备方法 |
| CN102496699A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-06-13 | 上海奥威科技开发有限公司 | 一种化学电源电极制造方法 |
| TWI442616B (zh) * | 2011-12-23 | 2014-06-21 | Ind Tech Res Inst | 混成型儲能元件 |
| CN103367810A (zh) * | 2012-03-29 | 2013-10-23 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 电容器电池的制备方法 |
| CN103515560A (zh) * | 2012-06-20 | 2014-01-15 | 万向电动汽车有限公司 | 一种软包装高功率锂离子动力电池 |
| CN103779107A (zh) * | 2012-10-25 | 2014-05-07 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 石墨烯/离子液体复合材料及其制备方法与电化学电容器 |
| CN103794379A (zh) * | 2012-11-02 | 2014-05-14 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 石墨烯/碳纳米管复合材料及其制备方法与应用 |
| CN103833009A (zh) * | 2012-11-23 | 2014-06-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 石墨烯、其制备方法、电极片以及超级电容器 |
| CN103116046B (zh) * | 2012-12-12 | 2015-03-25 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种吸附混合熔盐碳毡电极的制备方法 |
| CN103943817A (zh) * | 2013-01-17 | 2014-07-23 | 比亚迪股份有限公司 | 一种动力电池负极片及电池和动力电池缓冲电池组 |
| US9472354B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-10-18 | InHwan Do | Electrodes for capacitors from mixed carbon compositions |
| CN103413693B (zh) * | 2013-05-24 | 2016-01-13 | 宁波南车新能源科技有限公司 | 一种超级电容器的制造方法 |
| CN103500666A (zh) * | 2013-09-09 | 2014-01-08 | 上海交通大学 | 一种混合型三元电化学超级电容器 |
| US9293268B2 (en) | 2013-11-22 | 2016-03-22 | Corning Incorporated | Ultracapacitor vacuum assembly |
| CN103700881B (zh) * | 2013-12-10 | 2017-01-04 | 中山市电赢科技有限公司 | 一种磷酸亚铁锂高功率动力锂离子二次电池及其制备方法 |
| CN104752775B (zh) * | 2013-12-26 | 2017-04-12 | 台湾神户电池股份有限公司 | 铅酸电容电池以及制备铅酸电容电池的方法 |
| CN103746102A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 东莞市特耐克新能源科技有限公司 | 一种高电压锂离子电池及其负极材料 |
| CN104681311B (zh) * | 2014-12-12 | 2017-12-19 | 宁波中车新能源科技有限公司 | 一种锂离子电容器的新型预嵌锂方法 |
| CN104701031B (zh) * | 2014-12-12 | 2018-01-09 | 宁波中车新能源科技有限公司 | 一种锂离子电容器的制作方法及锂离子电容器 |
| CN106410283B (zh) * | 2016-02-03 | 2018-11-16 | 宁波设会物联网科技有限公司 | 一种锂硫电池的制备方法 |
| CN106024419B (zh) * | 2016-05-16 | 2018-11-16 | 泉州市名典工业设计有限公司 | 一种电化学电容器及其制备方法 |
| US10944100B2 (en) | 2016-06-01 | 2021-03-09 | GM Global Technology Operations LLC | Electrochemical cell including anode and cathode including battery and capacitor particles and having equal electrochemical capacities, and method for forming the same |
| CN105977039A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-28 | 陈小刚 | 一种石墨烯活性复合电极超级电容电池 |
| CN106449136B (zh) * | 2016-09-05 | 2019-04-05 | 郑州大学 | α-氢氧化镍钴电极材料及其制备方法与应用 |
| CN106783207B (zh) * | 2016-12-27 | 2019-05-07 | 宁波中车新能源科技有限公司 | (Li4Ti5O12-Li2TiO3)/(AC-Li2MnO4)混合超级电容器 |
| CN106848189A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | 北京鼎能开源电池科技股份有限公司 | 一种高密度锂离子电池极片的制备方法 |
| CN106910870A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-30 | 华南师范大学 | 一种超级锂离子电池正极的制备方法 |
| CN108336297B (zh) * | 2017-12-29 | 2021-10-08 | 惠州市纬世新能源有限公司 | 一种锂离子电池极片制备方法 |
| CN108258186B (zh) * | 2018-01-08 | 2020-11-20 | 苏州宇量电池有限公司 | 一种锂离子电池极片的制备方法 |
| CN108909076A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-30 | 凌容新能源科技（上海）股份有限公司 | 汽车内饰用面层及其制备方法 |
| CN109616611A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-04-12 | 昆明理工大学 | 一种锂-硫族混合储能系统 |
| CN109742327A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-10 | 西安鸿钧睿泽新材料科技有限公司 | 一种自支撑柔性锂离子电池碳布负载LiFePO4正极材料的制备方法 |
| CN110993885A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 佛山市恩力晟和能源科技有限公司 | 一种二次电池用电极的成型方法 |
| CN111261422A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-09 | 宁波瞬能科技有限公司 | 一种钠离子电容器及其制备方法 |
| CN112331485A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-05 | 上海奥威科技开发有限公司 | 一种锂离子电容器及其制备方法和用途 |
| CN112735841A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-04-30 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 一种新型扣式电池型超级电容器的制备方法 |
| CN113140691B (zh) * | 2021-04-20 | 2022-03-22 | 凯博能源科技有限公司 | 电池及其制备方法 |
| CN113593920A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-02 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种锂离子电容器负极极片及其制备方法 |
| CN115295314A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-04 | 双洎能源(洛阳)有限公司 | 一种方形电化学电容器及其制备方法 |
| CN115679122B (zh) * | 2022-11-23 | 2024-03-15 | 陈畅 | 一种复合结构的电极及其制作方法与应用 |
| CN116314624A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-23 | 天津得瑞丰凯新材料科技有限公司 | 一种基于碳气凝胶的微型柔性锂离子电池的制备方法 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414882A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Mitsubishi Gas Chemical Co | Secondary battery |
| JPH10228896A (ja) * | 1997-02-13 | 1998-08-25 | Nec Corp | 非水電解液二次電池 |
| JPH11144759A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Asahi Glass Co Ltd | 二次電源 |
| JPH11154630A (ja) * | 1997-09-22 | 1999-06-08 | Japan Gore Tex Inc | 分極性電極体及びその製造方法 |
| JPH11250938A (ja) * | 1998-03-02 | 1999-09-17 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| JP2000106218A (ja) * | 1998-03-17 | 2000-04-11 | Asahi Glass Co Ltd | 二次電源 |
| JP2000228222A (ja) * | 1999-02-05 | 2000-08-15 | Asahi Glass Co Ltd | 二次電源 |
| JP2000311693A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-11-07 | Samsung Sdi Co Ltd | 集電体および電極並びにこれらを用いた２次電池 |
| JP2001110418A (ja) * | 1999-10-13 | 2001-04-20 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池用正極およびそれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2001351688A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Fdk Corp | 電池・キャパシタ複合素子 |
| JP2002175950A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-06-21 | Asahi Glass Co Ltd | 電気二重層キャパシタ用電極体の製造方法 |
| JP2003151560A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-05-23 | Nippon Zeon Co Ltd | 電極用バインダー組成物、電極用スラリー、電極、および電池 |
| JP2005191423A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Tdk Corp | キャパシタ用電極 |
| JP2007109702A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Hitachi Aic Inc | 電気二重層キャパシタ |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6645675B1 (en) * | 1999-09-02 | 2003-11-11 | Lithium Power Technologies, Inc. | Solid polymer electrolytes |
| US7625839B2 (en) * | 2000-05-09 | 2009-12-01 | Mitsubishi Chemical Corporation | Activated carbon for use in electric double layer capacitors |
| CN100389472C (zh) * | 2003-01-23 | 2008-05-21 | 上海奥威科技开发有限公司 | 一种混合型超级电容器制造方法 |
| US7897281B2 (en) * | 2003-03-18 | 2011-03-01 | Zeon Corporation | Binder composition for electric double layer capacitor electrode |
| JP2006331702A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Hitachi Ltd | 蓄電デバイス |
| KR100836524B1 (ko) * | 2006-02-23 | 2008-06-12 | 한국전기연구원 | 고용량 전극 활물질, 그 제조방법, 이를 구비한 전극 및에너지 저장 장치 |
| JP5372318B2 (ja) * | 2006-07-14 | 2013-12-18 | パナソニック株式会社 | 電気化学キャパシタの製造方法 |
| CN101127276B (zh) * | 2006-08-15 | 2012-03-28 | 中国人民解放军63971部队 | 有机电解液体系混合电化学电容器及其制备方法 |
| KR101050021B1 (ko) * | 2006-10-23 | 2011-07-19 | 액시온 파워 인터네셔널, 인크. | 하이브리드 에너지 저장 장치용 음극 |
| CN100481609C (zh) * | 2007-06-25 | 2009-04-22 | 中南大学 | 一种超级电容电池 |
| CN100546077C (zh) * | 2007-11-12 | 2009-09-30 | 成都中科来方能源科技有限公司 | 复合正极材料、电池——超级电容储能器及制备方法 |
| CN101409154B (zh) * | 2008-09-24 | 2011-05-04 | 上海奥威科技开发有限公司 | 有机混合型超级电容器 |
-
2010
- 2010-02-26 CN CN2010101146125A patent/CN101847513B/zh active Active
- 2010-07-30 JP JP2012554188A patent/JP5939990B2/ja active Active
- 2010-07-30 WO PCT/CN2010/001153 patent/WO2011103705A1/zh active Application Filing
- 2010-07-30 US US13/515,382 patent/US20120321913A1/en not_active Abandoned
- 2010-07-30 EP EP10846329.0A patent/EP2541566A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414882A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Mitsubishi Gas Chemical Co | Secondary battery |
| JPH10228896A (ja) * | 1997-02-13 | 1998-08-25 | Nec Corp | 非水電解液二次電池 |
| JPH11154630A (ja) * | 1997-09-22 | 1999-06-08 | Japan Gore Tex Inc | 分極性電極体及びその製造方法 |
| JPH11144759A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Asahi Glass Co Ltd | 二次電源 |
| JPH11250938A (ja) * | 1998-03-02 | 1999-09-17 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| JP2000106218A (ja) * | 1998-03-17 | 2000-04-11 | Asahi Glass Co Ltd | 二次電源 |
| JP2000228222A (ja) * | 1999-02-05 | 2000-08-15 | Asahi Glass Co Ltd | 二次電源 |
| JP2000311693A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-11-07 | Samsung Sdi Co Ltd | 集電体および電極並びにこれらを用いた２次電池 |
| JP2001110418A (ja) * | 1999-10-13 | 2001-04-20 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池用正極およびそれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2001351688A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Fdk Corp | 電池・キャパシタ複合素子 |
| JP2002175950A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-06-21 | Asahi Glass Co Ltd | 電気二重層キャパシタ用電極体の製造方法 |
| JP2003151560A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-05-23 | Nippon Zeon Co Ltd | 電極用バインダー組成物、電極用スラリー、電極、および電池 |
| JP2005191423A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Tdk Corp | キャパシタ用電極 |
| JP2007109702A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Hitachi Aic Inc | 電気二重層キャパシタ |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2012011189A1 (ja) * | 2010-07-23 | 2013-09-09 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| JP5590424B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2014-09-17 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| US9172083B2 (en) | 2010-07-23 | 2015-10-27 | Toyota Jidosha Kabushik Kaisha | Lithium ion secondary battery |
| JP2013149408A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Nissan Motor Co Ltd | 電気デバイス用電極、電気デバイス用電極の製造方法、電気デバイス用電極構造体及び電気デバイス |
| WO2014208474A1 (ja) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | ダイキン工業株式会社 | 電解液、及び、電気化学デバイス |
| JPWO2014208474A1 (ja) * | 2013-06-26 | 2017-02-23 | ダイキン工業株式会社 | 電解液、及び、電気化学デバイス |
| US9947484B2 (en) | 2013-06-26 | 2018-04-17 | Daikin Industries, Ltd. | Electrolyte solution and electrochemical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101847513A (zh) | 2010-09-29 |
| US20120321913A1 (en) | 2012-12-20 |
| WO2011103705A1 (zh) | 2011-09-01 |
| CN101847513B (zh) | 2013-08-07 |
| EP2541566A4 (en) | 2016-01-13 |
| JP5939990B2 (ja) | 2016-06-29 |
| EP2541566A1 (en) | 2013-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5939990B2 (ja) | 長寿命負極板の製造方法及び該負極板を用いたスーパーキャパシタ | |
| JP2013520806A (ja) | 高比エネルギー有機系スーパーキャパシタ | |
| CN102290245B (zh) | 一种聚酰亚胺电容电池及其制作方法 | |
| JP5236765B2 (ja) | 有機電解質キャパシタ | |
| JP4535334B2 (ja) | 有機電解質キャパシタ | |
| Zhang et al. | Pre-lithiation design and lithium ion intercalation plateaus utilization of mesocarbon microbeads anode for lithium-ion capacitors | |
| CN101847764A (zh) | 一种高比能量/高比功率型超级电池 | |
| JP2013157603A (ja) | リチウムイオンキャパシタ用活性炭、これを活物質として含む電極、及び前記電極を用いるリチウムイオンキャパシタ | |
| CN101409154B (zh) | 有机混合型超级电容器 | |
| WO2018059180A1 (zh) | 一种高功率高能量化学电源及其制备方法 | |
| WO2017150264A1 (ja) | 電気化学デバイスおよびこれに用いる負極とその製造方法 | |
| US20120300366A1 (en) | Method for pre-doping anode and lithium ion capacitor storage device including the same | |
| CN103050293A (zh) | 一种硬炭基长寿命化学电源 | |
| JP2010109080A (ja) | 蓄電素子用電極体の製造方法および蓄電素子用電極体ならびに非水系リチウム型蓄電素子 | |
| KR101138522B1 (ko) | 전극 구조체 및 이를 구비하는 리튬 이온 캐패시터 | |
| CN113192760B (zh) | 混合型超级电容器以及采用其的设备 | |
| JP2014195018A (ja) | 蓄電デバイス | |
| KR101037614B1 (ko) | 커패시터용 전극물질 및 이를 이용하여 제조된 커패시터 | |
| CN117095947A (zh) | 一种钠离子电解液电容器 | |
| JP2019102666A (ja) | キャパシタ及びその製造方法 | |
| KR20110052758A (ko) | 커패시터용 산화물 전극물질 및 이를 이용하여 제조된 커패시터 | |
| JP2018056362A (ja) | 蓄電デバイス用電極の製造方法 | |
| KR20130093815A (ko) | 전기 화학 캐패시터, 및 이의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130710 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140313 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140408 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140707 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140707 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150120 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150430 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20150430 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150508 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20150731 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160316 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160316 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160517 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5939990 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |