專利名稱：1.5v的超級電容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種1. 5V的超級電容器，屬于化學儲能技術創(chuàng)新。
背景技術：
近些年來，隨著電子技術的發(fā)展，對化學電源提出了更高的要求，往往要求化學電源既能夠大電流放電，又能夠在小電流放電條件下輸出很高的容量?；瘜W電源中，化學超級電容器可以輸出很大的電流，但是小電流放電容量很??；化學電池能夠在小電流放電下輸出很大的容量，但是大電流放電能力比較差。目前解決的方法是在一個電子設備中往往應用兩個以上的化學電源，一般包括化學超級電容器和二次電池，由化學超級電容器提供大電流放電，由二次電池提供小電流放電下的高容量。但是，化學電池中的高性能的二次電池電壓多在3V以上，和通常采用的1.5V電池不能簡單的互換，限制了這種組合的應用范圍。因此，結合化學超級電容器具備大電流放電能力和二次電池小電流放電容量高的優(yōu)點，以及電壓為1.5V可以兼容大部分電子裝置的優(yōu)點，則可以開發(fā)出1.5V超級電容器。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種1. 5V的超級電容器。該超級電容器兼有大電流放電能力和二次電池小電流放電容量高的特點。本發(fā)明是通過下述的技術方法實現(xiàn)的。一種1. 5V的超級電容器，包括金屬或者塑料或者塑料金屬復合的殼體，殼體內裝填正極/隔膜/負極/隔膜卷繞或者疊層制成的電芯，以及填充的電解液。所述的隔膜是具有微孔的PP或PE或兩者結合構成的復合薄膜， 或者纖維的紙質薄膜；所述的電解液為選自LiPF6、LiClO4, LiBOB, LiBF4的一種鋰鹽，溶解碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、乙二醇二甲醚 (DME)、乙腈(AN)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ-丁內酯(GBL)溶劑的一種或者多種混合物的溶液。所述的金屬殼體，選自鋼材、鐵鍍鎳材料、鋁、銅；所述的塑料殼體，選自ΡΡ、ΡΕ。其特征在于，正極材料由以下成分及其質量百分比含量組成磷酸鐵鋰0 98%，活性炭0 98%，聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙稀、丙烯酸酯、丁苯橡膠、聚偏氟乙烯的粘接劑 30%，炭黑或者石墨粉末或者纖維導電劑1 % 10 %，且正極各組分的質量百分比之和為100%。負極材料由下列成分及其質量百分含量組成尖晶石結構鈦酸鋰0% 98%，非晶態(tài)二氧化鈦0% 98%，聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙稀、丙烯酸酯、聚偏氟乙烯粘接劑1 30%，炭黑或者石墨纖維或粉末導電劑 10%。
且負極各組分的質量百分比之和為100%。本發(fā)明的優(yōu)點在于，正極材料中含有磷酸鐵鋰是一種鋰離子電池的正極材料，能夠存儲較大的能量，同時正極還含活性碳材料是一種電容的正極材料，能夠輸出加大的電流，所以超級電容器，具有大電流放電能力和小電流高容量特性，同時負極采用尖晶石結構鈦酸鋰，和非晶態(tài)二氧化鈦，是鋰離子電池負極材料中大電流放電能力強的材料之一，從而正極和負極兩種材料的選擇，構成了具有大電流放電強，小電流放電能力高特性的1. 5V超級電容器。該超級電容器制備過程實施簡單。
具體實施例方式實施例1 把6g PVDF溶解在IOOg N-甲基吡洛烷酮(NMP)中，在高速攪拌機上800轉攪拌 30分鐘，制成透明的均勻溶液。把80g磷酸鐵鋰、IOg活性炭、4g乙炔黑混合均勻，然后在 100°C的真空干燥箱中干燥12h，再把干燥后的混合物加入透明的均勻的溶液中。然后，300 轉攪拌60分鐘成為均勻的漿狀物，將漿狀物按照100 μ m涂布厚度涂布在20 μ m厚的鋁箔上面，放入120°C的鼓風干燥箱中干燥Mh，取出，分切成為40mmX 300mm的條狀，焊接上極耳，作為正極，在60°C下烘干待用。把80g鈦酸鋰、IOg非晶態(tài)二氧化鈦、2g導電石墨混合，然后在100°C，IKI^真空干燥箱中干燥12小時。把8g PVDF溶解在120g NMP中，通過800轉攪拌3小時，制成透明的均勻溶液，再把鈦酸鋰、無定形二氧化鈦、導電石墨等干燥后的混合物加入均勻的溶液中。 然后，400轉攪拌1小時成為均勻的漿狀物，再均勻按照100 μ m涂布厚度涂布在20 μ m厚的鋁箔上面，放入120°C的鼓風干燥箱中干燥M小時，取出，分切成為44mmX 340mm的條狀，焊接上鋁極耳，作為負極，在60°C下烘干待用。把上述制備好的正極、負極和48mmX 800mm的Celgard 2500隔膜層疊成正極/隔膜/負極/隔膜，然后卷繞成為圓柱狀的卷芯放入外徑為14mm，高度為50mm的鋼殼中，再滾槽安裝密封圈、焊接導流片，注入IM LiPF6在1 1的PC和DMC的溶液0.6g，然后機械封口，之后進行充電化成?；珊?，得到1.5V超級電容器。實施例2 把6g的質量濃度為15%的聚丙烯酸酯的溶液加入80g水中稀釋，制成透明的均勻溶液，再把60g磷酸鐵鋰、30g活性炭、4g導電石墨的混合物加入均勻溶液中。然后，在高速攪拌機上300轉30分鐘攪拌成為均勻的漿狀物，再按照120 μ m涂布厚度涂布在20 μ m厚的退火不銹鋼上面，放入120°C的鼓風干燥箱中干燥M小時，取出，分切成為40mmX 300mm 的條狀，焊接上不銹鋼極耳，作為正極，在60°C下烘干待用。把8g PVDF溶解在IOOg NMP中，通過800轉高速攪拌3小時，制成透明的均勻溶液，再把把60g鈦酸鋰、30g非晶態(tài)二氧化鈦、2g石墨在100°C，IkPa的真空干燥箱中干燥后的混合物加入均勻溶液中。然后，300轉高速攪拌5小時成為均勻的漿狀物，再均勻地涂布在20 μ m厚的銅箔上面，放入120°C的鼓風干燥箱中干燥Mh，取出，分切成為44mmX 340mm 的條狀，焊接上極耳，作為負極，在60°C下烘干待用。把準備的正極、負極和48mmX 800mm的UBE 35隔膜層疊成正極/隔膜/負極/隔膜，然后卷繞成為圓柱狀的卷芯放入外徑為14mm，高度為50mm的鋁殼中，再滾槽安裝密封圈、焊接導流片，注入0.8g IM LiClO4在EC和DMC 1 1的電解液，然后機械封口，之后進行充電化成?；珊螅玫?.5V超級電容器。實施例3 把6g聚乙烯在IOOg乙醇中通過700轉高速攪拌4小時，制成透明的均勻溶液，再把把40g磷酸鐵鋰、50g活性炭、4g乙炔黑物，然后在100°C的真空干燥箱中干燥12小時后的混合物加入均勻溶液中。然后，200轉高速攪拌120分鐘成為均勻的漿狀物，再均勻地碾壓在10 μ m厚的鈦合金上面控制涂層厚度為150 μ m,放入120°C的鼓風干燥箱中干燥Mh， 取出，分切成為40mmX 300mm的條狀，焊接上不銹鋼極耳，作為正極，在60°C下烘干待用。把Sg聚乙烯在IOOg乙醇溶液中通過700轉高速攪拌4小時，制成透明的均勻溶液，再把40g鈦酸鋰、50g非晶態(tài)二氧化鈦、2g乙炔黑混合，然后在100°C，IKPa的真空干燥箱中干燥1 后的混合物加入均勻溶液中，200轉高速攪拌90分鐘成為均勻的漿狀物，再均勻地碾壓在20 μ m厚的鈦箔上面控制涂層厚度為150 μ m,放入120°C的鼓風干燥箱中干燥 Mh，取出，分切成為44mmX 340mm的條狀，焊接上鎳極耳，作為負極，在60°C下烘干待用。把上述制備好的正極、負極和48mmX 800mm的紙質隔膜NKPTF3500層疊成正極/ 隔膜/負極/隔膜，然后卷繞成為方型的卷芯放入，長度為80mm，厚度6mm，高度為50mm的方型聚丙烯塑殼中，注入0.5ml0.8M LiBOB在AN溶液，然后熱封。之后進行充電化成?；珊?，得到1.5V超級電容器。實施例4 把20g磷酸鐵鋰、70g活性炭、4g乙炔黑混合均勻，把6g聚氧化乙稀粘接劑用IOOg 蒸餾水稀釋。然后，150轉攪拌4小時成為均勻的漿狀物，再均勻地涂布在20 μ m厚的鋁箔上面，放入120°C的鼓風干燥箱中干燥Mh，取出，分切成為40mmX 30mm的條狀，焊接上鋁極耳，作為正極，在60°C下烘干待用。把20g鈦酸鋰、70g無定形二氧化鈦、2g導電石墨混合， 然后在100°C的真空干燥箱中干燥12h，把8g PVDF溶解在IOOg NMP中，通過800轉高速攪拌3小時，制成透明的均勻溶液，再把鈦酸鋰、無定形二氧化鈦、導電石墨等干燥后的混合物加入PVDF的溶液中。然后，200轉高速攪拌2小時成為均勻的漿狀物，再均勻地涂布在 20 μ m厚的鎳合金箔上面，放入120°C的鼓風干燥箱中干燥Mh，取出，分切成為44mmX 34mm 的條狀，焊接上鎳極耳，作為負極，在60°C下烘干待用。把準備的正極、負極和48mmX40mm 的NKK TF3500隔膜按照正極/隔膜/負極/隔膜交替層疊，成為方型，用鋁塑復合膜熱封，再注入0.7g LiBF4/PC+DEC的電解液，然后熱封注液孔。之后進行充電化成?；珊螅?得到1.5V超級電容器。
權利要求
1. 一種1.5V的超級電容器，包括金屬或者塑料或者塑料金屬復合的殼體，殼體內裝填正極/隔膜/負極/隔膜卷繞或者疊層制成的電芯，以及填充的電解液，所述的隔膜是具有微孔的PP或PE或兩者結合構成的復合薄膜，或者纖維的紙質薄膜；所述的電解液為選自 LiPF6、LiC104、LiB0B、LiBF4&—種鋰鹽，溶解碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、乙二醇二甲醚、乙腈、碳酸甲乙酯、Y-丁內酯溶劑的一種或者多種混合物的溶液，所述的金屬殼體，選自鋼材、鐵鍍鎳材料、鋁、銅；所述的塑料殼體，選自聚丙烯、聚乙稀，其特征在于，正極材料由以下成分及其質量百分比含量組成 磷酸鐵鋰0 98%， 活性炭:0 98%，聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙稀、丙烯酸酯、丁苯橡膠、聚偏氟乙烯的粘接劑 30%,炭黑或者石墨粉末或者纖維導電劑1^-10%; 且正極各組分的質量百分比之和為100% ； 負極材料由下列成分及其質量百分含量組成 尖晶石結構鈦酸鋰0% 98% ； 非晶態(tài)二氧化鈦0% 98% ；聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙稀、丙烯酸酯、聚偏氟乙烯粘接劑1 30% ； 炭黑或者石墨纖維或粉末導電劑1^-10%; 且負極各組分的質量百分比之和為100%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種1.5V的超級電容器，屬于化學儲能技術創(chuàng)新。該超級電容器包括正極、隔膜、電解液、負極組成。所述的正極中包含磷酸鐵鋰、活性炭、粘接劑、導電劑和集流體，所述的負極中包含尖晶石結構的鈦酸鋰、非晶態(tài)二氧化鈦、粘接劑、導電劑和集流體。隔膜為具有微孔的聚丙烯、聚乙烯或者兩者構成的復合薄膜，或者纖維制成的紙質薄膜。電解液為鋰鹽溶解在有機物溶液中制成。本發(fā)明的優(yōu)點在于，正極材料中含有能夠存儲較大的能量和能夠輸出較大的電流成分，同時負極具有大電流放電能力的成分，構成了具有大電流放電強，小電流放電能力高特性的1.5V超級電容器。該超級電容器制備過程實施簡單。
文檔編號H01G9/042GK102254703SQ201110099088
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者于濤, 郝德利 申請人:天津翔馳電子有限公司