專利名稱：混合型超級電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超級電容器的新型結(jié)構(gòu)，尤其涉及超級電容器與鋰離子電池構(gòu)成的混合型超級電容器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器與二次電池之間的新型儲能元件，其通過極化電解質(zhì)來儲能，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲能過程是可逆的，也正因?yàn)榇顺夒娙萜骺梢苑磸?fù)充放電數(shù)十萬次。超級電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個無反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸弓I電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，實(shí)際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負(fù)極板附近，負(fù)離子在正極板附近。它具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。在智能儀表、電動汽車及風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，近年來開始備受關(guān)注。與傳統(tǒng)的二次電池相比，超級電容器具有長壽命、高功率密度的特點(diǎn)，但是能量密度較低。目前有許多研究工作都致力于改善超級電容器體系的能量密度，一個有效的途徑是應(yīng)用混合型超級電容器體系，即一個電極采用電極活性炭電極，而另一個電極采用贗電容電極材料或電池電極材料，通過提高電容器的工作電壓，從而提高電容器的能量密度。針對提高混合型超級電容器能量密度的工作主要集中在采用具有氧化還原活性的材料與活性炭組成不對稱超級電容器，如活性炭/石墨，活性炭/金屬氧化物以及活性炭/聚合物等混合超級電容器?；旌闲统夒娙萜飨啾扔诨钚蕴?活性炭雙電層電容器，在能量密度上可以得到一定程度的改善，但仍不能滿足一些用電器的實(shí)際需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有的超級電容器在工作過程中能量密度較低的問題，提出一種電池能量密度高、功率特性好的混合型超級電容器，使得該電容器在保證一定功率特性的前提下，有較好的能量密度。本實(shí)用新型涉及的混合型超級電容器，由活性炭電極1，鈷酸鋰電極2，第一隔膜3，電解液4，第二隔膜8，氧化錳正極5，殼體6與導(dǎo)線7組成；所述活性炭電極I與鈷酸鋰電極2交錯分布形成負(fù)極，并與所述第一隔膜3、電解液4、第二隔膜8、氧化錳正極5依次放置在所述殼體6中，所述導(dǎo)線7連接在所述負(fù)極和氧化錳正極5相對應(yīng)的一側(cè)。本實(shí)用新型將電池設(shè)計成活性炭電極、鈷酸鋰電極與氧化錳電極三部分，其中活性炭電極與鈷酸鋰電極交錯分布制備成負(fù)極。這種混合超級電容器結(jié)構(gòu)在工作過程中，能夠結(jié)合鋰離子電池能量密度高與超級電容器功率特性好的特點(diǎn)，可以有效的加快離子遷移速度，從而較大提高超級電容器的能量密度及工作電壓，使得該電容器在保證一定功率特性的前提下，有較好的能量密度，為不同用電器的放電需求提供保障。

[0007]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；活性炭電極1，鈷酸鋰電極2，第一隔膜3，電解液4，氧化錳正極5，殼體6，導(dǎo)線7，
第二隔膜8。
具體實(shí)施方式
如圖所示，該混合型超級電容器由活性炭電極1，鈷酸鋰電極2，第一隔膜3，電解液4，第二隔膜8，氧化錳正極5，殼體6與導(dǎo)線7組成。所述活性炭電極I與鈷酸鋰電極2交錯分布形成負(fù)極，所述負(fù)極與隔膜3、電解液4、隔膜8、氧化錳正極5由左至右依次放置在殼體6中，所述導(dǎo)線7連接在所述負(fù)極和氧化錳正極5相對應(yīng)一側(cè)。工作原理:當(dāng)由活性炭電極I與鈷酸鋰電極2組成的負(fù)極與氧化錳電極5組成的超級電容器單元工作過程中，在保證具有較高的功率密度的同時，加快了電解液中的離子遷移速率，從而大幅提高了鋰電正極材料與氧化錳組成的鋰離子電池單元的能量密度。該混合型超級電容器將兩者通過共用的復(fù)合負(fù)極有機(jī)的結(jié)合起來，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且具有較高的能量密度和功率特性，為不同用電器的放電需求提供保障。
權(quán)利要求1.一種混合型超級電容器，其特征是:由活性炭電極，鈷酸鋰電極，第一隔膜，電解液，第二隔膜，氧化錳正極，殼體與導(dǎo)線組成；所述活性炭電極與鈷酸鋰電極交錯分布形成負(fù)極，并與所述第一隔膜、電解液、第二隔膜、氧化錳正極依次放置在所述殼體中，所述導(dǎo)線連接在所述負(fù)極和氧化錳正極相對應(yīng)的一側(cè)。
專利摘要一種電池能量密度高、功率特性好、可以根據(jù)用電器的不同用電需求而連續(xù)工作的混合型超級電容器，由活性炭電極，鈷酸鋰電極，第一隔膜，電解液，第二隔膜，氧化錳正極，殼體與導(dǎo)線組成；所述活性炭電極與鈷酸鋰電極交錯分布形成負(fù)極，并與所述第一隔膜、電解液、第二隔膜、氧化錳正極依次放置在所述殼體中，所述導(dǎo)線連接在所述負(fù)極和氧化錳正極相對應(yīng)的一側(cè)。
文檔編號H01G9/04GK202957150SQ20122066623
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者蔡克迪, 金振興, 王道林, 李文生, 孫曙光 申請人:渤海大學(xué)