一種可低溫充電的鋰離子電容器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可低溫充電的鋰離子電容器及其制備方法，該鋰離子電容器包括正極片、負極片、隔膜和電解液；正極片包括正極集流體和設置在正極集流體一側(cè)或兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)為活性炭、炭氣凝膠、活性炭纖維、石墨烯中的任意一種或組合，正極活性物質(zhì)層表面還設有金屬鋰層；負極片包括負極集流體和設置在負極集流體一側(cè)或兩側(cè)的負極活性物質(zhì)層，負極活性物質(zhì)層中的負極活性物質(zhì)為鈦酸鋰。該鋰離子電容器通過在正極活性物質(zhì)層表面設置金屬鋰層進行正極補鋰，拓寬了鈦酸鋰/炭體系鋰離子電容器工作電壓區(qū)間，具有較好的倍率放電容量保持率、循環(huán)容量保持率和低溫充電保持率；在實現(xiàn)低溫充電的同時，具有較高的能量密度。
【專利說明】
-種可低溫充電的裡離子電容器及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于電化學儲能器件技術領域，具體設及一種可低溫充電的裡離子電容器 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 最近十幾年來，隨著能源利用向小型、分立和可移動化方向發(fā)展趨勢的增強，各種 儲能器件(包括鉛酸電池、儀氨電池、裡離子電池等)獲得了極大的發(fā)展。而隨著電動汽車應 用市場的迅速擴張，除了對儲能器件的能量密度有一定要求外，對功率密度的要求越來越 高，有的已經(jīng)超過了目前二次電池的標準設計能力，傳統(tǒng)的靜電電容器也因能量密度過低 不能滿足要求，裡離子電容器被認為是滿足人們在工業(yè)和生活中能量需求的有效解決方案 之一。
[0003] 裡離子電容器在設計上采用了雙電層電容器的原理，在構(gòu)造上采用了裡離子電池 的負極材料與雙電層電容器的正極材料之組合，如果負極采用的是碳質(zhì)材料，就需要在負 極預添加裡離子，運種體系的裡離子電容器能量密度或許會提高，但由于其負極碳材料嵌 裡電位接近金屬裡的析出電位，小于等于0.2V VS Li%致使此體系裡離子電容器并不能在 小于零攝氏度的低溫環(huán)境進行充電，否則可能會引起負極析裡短路。
[0004] 采用碳，例如石墨、硬碳和軟碳等，作為負極，低溫環(huán)境下裡的嵌入和脫出負極能 力下降，特別是嵌入能力下降，所W低溫下充電比放電更難，運會影響到裡離子電容器的充 放電電流。當充電電流過大，裡離子嵌入負極速率下降導致其W原子態(tài)形式沉積在電池的 表面，運可能導致電容器出現(xiàn)安全隱患。
[0005] 現(xiàn)有技術中，G.G..Amatucci等人報道了一種W活性炭為正極、鐵酸裡Li4Ti日化2為 負極的混合超級電容器。負極Li4Tis化2嵌裡電位在1.5V(vs Li+)左右，致使其工作電壓區(qū)間 1.7~2.8V，電解液為1.5mol/L的LiPFs乙臘溶液，在10C充放電倍率下的容量保持率達 90% ,5000周循環(huán)后的容量損失為10~15%。
[0006] 上述采用碳酸裡負極的裡離子電容器雖然理論上可W實現(xiàn)低溫充電，但是單純的 碳酸裡/炭體系裡離子電容器在低溫環(huán)境的使用狀態(tài)下，正極的有效利用區(qū)間比較窄，利用 率低于50%，限制了 Li4Tis化2/AC體系裡離子電容器容量及能量密度的提高，從而限制了其 在低溫環(huán)境下的應用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種可低溫充電的裡離子電容器，在實現(xiàn)低溫充電的同時， 具有較寬的工作電壓區(qū)間和較高的能量密度。
[000引本發(fā)明的第二個目的是提供一種上述的可低溫充電的裡離子電容器的制備方法。
[0009] 為了實現(xiàn)W上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：
[0010] -種可低溫充電的裡離子電容器，包括正極片、負極片、隔膜和電解液；
[0011] 所述正極片包括正極集流體和設置在正極集流體一側(cè)或兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層， 正極活性物質(zhì)層中的正極活性物質(zhì)為活性炭、炭氣凝膠、活性炭纖維、石墨締中的任意一種 或組合;所述正極活性物質(zhì)層表面還設有金屬裡層；
[0012] 所述負極片包括負極集流體和設置在負極集流體一側(cè)或兩側(cè)的負極活性物質(zhì)層， 負極活性物質(zhì)層中的負極活性物質(zhì)為鐵酸裡。
[0013] 所述正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)、導電劑和粘結(jié)劑，正極活性物質(zhì)、導電劑 與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為85: (7~9): (6~8);所述負極活性物質(zhì)層包括負極活性物質(zhì)、導電劑 和粘結(jié)劑，負極活性物質(zhì)、導電劑與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(92~93): (3.5~4.5): (3~3.5)。
[0014] 所述導電劑為乙烘黑、Super P、碳納米管中的任意一種或組合;所述粘結(jié)劑為聚 四氣乙締(PTFE)、聚偏氣乙締(PVDF)、下苯橡膠、簇甲基纖維素中的任意一種或組合。正極 活性物質(zhì)層與負極活性物質(zhì)層中，所用的導電劑是各自獨立的，可W相同也可W不同；所用 的粘接劑也是各自獨立的，可W相同也可W不同。
[001引所述正極棘性物質(zhì)層的面密度為58~60g/cm2，壓實密度為0.6~0.65g/cm3。
[0016] 所述金屬裡層是采用金屬裡通過漉壓的方式復合在正極活性物質(zhì)層表面形成的； 所述金屬裡為惰性裡粉、裡網(wǎng)、裡帶中的任意一種。
[0017] 所述金屬裡層的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的0.3%~1%。
[0018] 所述正極集流體為侶錐;所述負極集流體為銅錐。
[0019] 所述隔膜為聚乙締多孔膜或聚丙締多孔膜;隔膜設置在正極片和負極片之間。
[0020] 所述電解液包括有機溶劑W及溶于有機溶劑的裡鹽;所述裡鹽為六氣憐酸裡。所 述六氣憐酸裡在電解液中的濃度為1.0~1.2mol/L。
[0021] 電解液所用的有機溶劑為碳酸乙締醋、碳酸丙締醋與碳酸二甲醋或碳酸二乙醋的 混合物。優(yōu)選的，碳酸乙締醋、碳酸丙締醋與碳酸二甲醋或碳酸二乙醋的體積比為（3~ 3.5):(0.5~1):4。
[0022] -種上述的可低溫充電的裡離子電容器的制備方法，包括下列步驟：
[0023] 1)取正極活性物質(zhì)、導電劑和粘結(jié)劑制成正極漿料，涂覆在正極集流體的一側(cè)或 兩側(cè)，烘干、漉壓形成正極活性物質(zhì)層;將金屬裡鋪設在正極活性物質(zhì)層表面，漉壓形成裡 金屬層，得正極片；
[0024] 取負極活性物質(zhì)、導電劑和粘結(jié)劑制成負極漿料，涂覆在負極集流體的一側(cè)或兩 側(cè)，烘干、漉壓形成負極活性物質(zhì)層，得負極片；
[0025] 2)將步驟1)所得正極片、負極片與隔膜、電解液組裝，即得所述裡離子電容器。 [00%]步驟1)中，不含裡金屬層的正極片的厚度為150~250皿。
[0027]步驟1)中，形成裡金屬層時，所述漉壓的壓力為50~150kg/cm2。
[00巧]步驟1)中，所述烘干的溫度為100~18(TC。
[0029] 步驟1)中，在制備負極片的過程中，烘干后的涂層厚度為220~260μπι，漉壓后的負 極片的厚度為100~120皿。
[0030] 本發(fā)明的可低溫充電的裡離子電容器采用鐵酸裡為負極活性物質(zhì)。鐵酸裡在裡離 子插入、脫出的過程中體積變化小，幾乎為零，而且具有非常平穩(wěn)的放電平臺，高于絕大多 數(shù)電解質(zhì)溶劑的還原電位，不形成SEI膜，庫倫效率高;鐵酸裡負極在-30°C下充電不會出現(xiàn) 導致短路或使負極惡化的裡枝晶出現(xiàn)，運是石墨負極無法做到的，在廣泛的環(huán)境下能夠快 速充電和放電。
[0031] 正極炭活性材料在含裡離子的有機電解液中能夠穩(wěn)定工作的電化學窗口大約為 1.3~4.5V(vs Li + )，不對體系進行預補裡時，炭材料對裡的起始電位在3V左右，與裡電位 1.5V左右的鐵酸裡負極組合在一起的電壓差在1.5V左右，WLi4Ti5〇i2/AC(活性炭)體系裡 離子電容器為例，1.5V就是理論上的最低工作電壓，實際工程上為了保證產(chǎn)品的循環(huán)壽命 等性能將最低電壓定為1.7V。此狀態(tài)下的正極有效利用區(qū)間大約只有3~4.5V，利用率低于 50%，限制了Li4Ti5〇i2/AC體系裡離子電容器容量及能量密度的提高。
[0032] 本發(fā)明的可低溫充電的裡離子電容器的負極活性物質(zhì)為活性炭、炭氣凝膠、活性 炭纖維、石墨締中的任意一種或組合。對鐵酸裡/炭體系進行裡源的補充，由于鐵酸裡具有 非常平穩(wěn)的放電平臺，難于通過電位變化判斷嵌裡程度，所W為了方便監(jiān)控體系的補裡效 果，對正極碳材料進行預嵌裡，正極靜電吸附裡離子量會直觀反映在電壓變化上，克容量嵌 裡量與正極片活性物質(zhì)層的質(zhì)量比范圍為〇.3%-1%。例如，W面密度60g/m2、84F/g的活性 炭極片為例，如果補裡量設計為0.4%，則注液后Li4Ti5化2/AC體系裡離子電容器的電壓應 該在0.5~0.6V。
[0033] 本發(fā)明的可低溫充電的裡離子電容器，正極活性物質(zhì)為具有靜電吸附離子特性的 活性物質(zhì)（活性炭、炭氣凝膠、活性炭纖維、石墨締中的任意一種或組合），負極活性物質(zhì)為 可W嵌脫附裡離子的鐵酸裡，通過在正極活性物質(zhì)層表面設置金屬裡層進行正極補裡，拓 寬了鐵酸裡/炭體系裡離子電容器工作電壓區(qū)間，實現(xiàn)低溫充電的同時也提高了能量密度。 本發(fā)明的Li4Tis化2/AC體系裡離子電容器工作電壓0.5~2.8V，低溫-40°C充電容量保持率 70% W上，具有較好的倍率放電容量保持率、循環(huán)容量保持率和低溫充電保持率，具有較好 的電化學性能;在實現(xiàn)低溫充電的同時，具有較寬的工作電壓區(qū)間和較高的能量密度。
[0034] 本發(fā)明的可低溫充電的裡離子電容器的制備方法，正極片的制備采用金屬裡(惰 性裡粉、裡網(wǎng)或裡帶)通過漉壓的方式復合在正極活性物質(zhì)層表面形成金屬裡層;該制備方 法工藝簡單，操作方便，易于自動化控制，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。在制備裡金屬層時，漉壓 的壓力控制在50~150kg/cm2,增加了金屬裡與正極片的接觸面積，加快了裡金屬離子化速 度，提高了生產(chǎn)效率。
【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0036] 實施例1
[0037] 本實施例的可低溫充電的裡離子電容器，包括正極片、負極片、隔膜和電解液；
[0038] 所述正極片包括正極集流體侶錐和設置在正極集流體兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層，所 述正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)活性炭、導電劑乙烘黑、粘結(jié)劑聚四氣乙締(PTFE)，活 性炭、乙烘黑、聚四氣乙締的質(zhì)量比為85:7:8,所述正極活性物質(zhì)層的面密度為58g/cm2,壓 實密度為〇.6g/cm3;
[0039] 所述正極活性物質(zhì)層表面均設有金屬裡層，所述金屬裡層是采用惰性裡粉通過漉 壓的方式復合在正極活性物質(zhì)層表面形成的，金屬裡層的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的 0.7%;
[0040] 所述負極片包括負極集流體銅錐和設置在負極集流體兩側(cè)的負極活性物質(zhì)層，所 述負極活性物質(zhì)層包括負極活性物質(zhì)鐵酸裡、導電劑Super P、粘結(jié)劑聚偏氣乙締(PVDF)， 鐵酸裡、Super P、聚偏氣乙締的質(zhì)量比為93:4:3。
[0041] 本實施例的可低溫充電的裡離子電容器的制備方法，包括下列步驟：
[0042] 1)取正極活性物質(zhì)活性炭、導電劑乙烘黑和粘結(jié)劑聚四氣乙締均勻混合，制成正 極漿料，采用涂布機涂覆在正極集流體侶錐的兩側(cè)表面，120°C烘干，漉壓形成正極活性物 質(zhì)層(集流體與正極活性物質(zhì)層的總厚度為200μπ〇,分條;將惰性裡粉均勻鋪設在正極活性 物質(zhì)層表面，在150kg/cm2的壓力下漉壓形成裡金屬層(漉壓使得裡粉表面惰性層破壞裸露 裡金屬），得正極片；
[0043] 取負極活性物質(zhì)鐵酸裡、Super P、粘結(jié)劑聚偏氣乙締均勻混合，制成負極漿料，采 用涂布機涂覆在負極集流體銅錐的兩側(cè)表面，120°C烘干后，涂層厚度為260μπι，漉壓形成負 極活性物質(zhì)層，得厚度為120μπι的負極片，切邊，裁片，分條，收卷，備用；
[0044] 2)取隔膜和電解液，隔膜為聚丙締微孔膜;電解液所用裡鹽為六氣憐酸裡，六氣憐 酸裡在電解液中的濃度為l.Omol/L，所用有機溶劑為碳酸乙締醋、碳酸丙締醋、碳酸二甲醋 按照體積比3:1:4混合而成的混合溶劑；
[0045] 將所得正極片、隔膜、負極片制成卷繞式電忍，入殼，注入電解液，靜置2地(記錄靜 置后電壓值，靜置后電壓值為0.5~0.6V)，0.5V恒流充電至2.8V進行化成，排氣成型，即得 所述裡離子電容器。
[0046] 實施例2
[0047] 本實施例的可低溫充電的裡離子電容器，包括正極片、負極片、隔膜和電解液；
[0048] 所述正極片包括正極集流體侶錐和設置在正極集流體兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層，所 述正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)活性炭、導電劑Super P、粘結(jié)劑聚四氣乙締(PTFE)， 活性炭、Super P、聚四氣乙締的質(zhì)量比為85:8: 7,所述正極活性物質(zhì)層的面密度為60g/ cm2,壓實密度為0.63g/cm3;
[0049] 所述正極活性物質(zhì)層表面均設有金屬裡層，所述金屬裡層是采用裡網(wǎng)通過漉壓的 方式復合在正極活性物質(zhì)層表面形成的，金屬裡層的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的0.5% ;
[0050] 所述負極片包括負極集流體銅錐和設置在負極集流體兩側(cè)的負極活性物質(zhì)層，所 述負極活性物質(zhì)層包括負極活性物質(zhì)鐵酸裡、導電劑碳納米管、粘結(jié)劑聚偏氣乙締(PVDF)， 鐵酸裡、碳納米管、聚偏氣乙締的質(zhì)量比為93.5:3.5:3。
[0051] 本實施例的可低溫充電的裡離子電容器的制備方法，包括下列步驟：
[0052] 1)取正極活性物質(zhì)活性炭、導電劑Super P和粘結(jié)劑聚四氣乙締均勻混合，制成正 極漿料，采用涂布機涂覆在正極集流體侶錐的兩側(cè)表面，120°C烘干，漉壓形成正極活性物 質(zhì)層(集流體與正極活性物質(zhì)層的總厚度為150μπ〇,分條;將裡網(wǎng)疊放鋪設在正極活性物質(zhì) 層表面(裡網(wǎng)的面積與正極活性物質(zhì)層面積相同），在lOOkg/cm2的壓力下漉壓形成裡金屬 層，得正極片；
[0053] 取負極活性物質(zhì)鐵酸裡、碳納米管、粘結(jié)劑聚偏氣乙締均勻混合，制成負極漿料， 采用涂布機涂覆在負極集流體銅錐的兩側(cè)表面，120°C烘干后，涂層厚度為260μπι，漉壓形成 負極活性物質(zhì)層，得厚度為120μπι的負極片，切邊，裁片，分條，收卷，備用；
[0054] 2)取隔膜和電解液，隔膜為聚乙締微孔膜;電解液所用裡鹽為六氣憐酸裡，六氣憐 酸裡在電解液中的濃度為l.Omol/L，所用有機溶劑為碳酸乙締醋、碳酸丙締醋、碳酸二乙醋 按照體積比3.5:0.5:4混合而成的混合溶劑；
[0055]將所得正極片、隔膜、負極片制成卷繞式電忍，入殼，注入電解液，靜置24h(記錄靜 置后電壓值，靜置后電壓值為0.5~0.6V)，0.5V恒流充電至2.8V進行化成，排氣成型，即得 所述裡離子電容器。
[0056] 實施例3
[0057] 本實施例的可低溫充電的裡離子電容器，包括正極片、負極片、隔膜和電解液；
[0058] 所述正極片包括正極集流體侶錐和設置在正極集流體兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層，所 述正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)活性炭、導電劑Super P、粘結(jié)劑下苯橡膠（SBR)和簇 甲基纖維素(CMC),活性炭、Super P、下苯橡膠、簇甲基纖維素的質(zhì)量比為85:9:4:2,所述正 極活性物質(zhì)層的面密度為60g/cm2，壓實密度為0.63g/cm3;
[0059] 所述正極活性物質(zhì)層表面均設有金屬裡層，所述金屬裡層是采用裡帶通過漉壓的 方式復合在正極活性物質(zhì)層表面形成的，金屬裡層的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的0.3% ;
[0060] 所述負極片包括負極集流體銅錐和設置在負極集流體兩側(cè)的負極活性物質(zhì)層，所 述負極活性物質(zhì)層包括負極活性物質(zhì)鐵酸裡、導電劑乙烘黑、粘結(jié)劑聚偏氣乙締(PVDF)，鐵 酸裡、乙烘黑、聚偏氣乙締的質(zhì)量比為92:4.5:3.5。
[0061] 本實施例的可低溫充電的裡離子電容器的制備方法，包括下列步驟：
[0062] 1)取正極活性物質(zhì)活性炭、導電劑Super P和粘結(jié)劑下苯橡膠、簇甲基纖維素均勻 混合，制成正極漿料，采用涂布機涂覆在正極集流體侶錐的兩側(cè)表面，120°C烘干，漉壓形成 正極活性物質(zhì)層(集流體與正極活性物質(zhì)層的總厚度為250μπ〇,分條;將裡帶疊放鋪設在正 極活性物質(zhì)層表面，在50kg/cm2的壓力下漉壓形成裡金屬層，得正極片；
[0063] 取負極活性物質(zhì)鐵酸裡、乙烘黑、粘結(jié)劑聚偏氣乙締均勻混合，制成負極漿料，采 用涂布機涂覆在負極集流體銅錐的兩側(cè)表面，120°C烘干后，涂層厚度為220μπι，漉壓形成負 極活性物質(zhì)層，得厚度為100μπι的負極片，切邊，裁片，分條，收卷，備用；
[0064] 2)取隔膜和電解液，隔膜為聚丙締微孔膜;電解液所用裡鹽為六氣憐酸裡，六氣憐 酸裡在電解液中的濃度為1.2mol/L，所用有機溶劑為碳酸乙締醋、碳酸丙締醋、碳酸二甲醋 按照體積比3:1:4混合而成的混合溶劑；
[0065] 將所得正極片、隔膜、負極片制成卷繞式電忍，入殼，注入電解液，靜置2地(記錄靜 置后電壓值，靜置后電壓值為0.5~0.6V)，0.5V恒流充電至2.8V進行化成，排氣成型，即得 所述裡離子電容器。
[0066] 實施例4-7的可低溫充電的裡離子電容器中，正極活性物質(zhì)種類、金屬裡層(惰性 裡粉)與正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比關系如表1所示，其余同實施例1。
[0067] 表1實施例4-7中正極活性物質(zhì)種類、金屬裡層與正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比 [006引
[0069] 注:LiAf為金屬裡層(惰性裡粉)的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的百分比。
[0070] 實施例8-11的可低溫充電的裡離子電容器中，正極活性物質(zhì)種類、金屬裡層（裡 網(wǎng)）與正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比關系如表2所示，其余同實施例2。
[0071] 表2實施例8-11中正極活性物質(zhì)種類、金屬裡層與正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比
[0072]
[0073] 注:LiAf為金屬裡層(裡網(wǎng)）的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的百分比。
[0074] 實施例12-15的可低溫充電的裡離子電容器中，正極活性物質(zhì)種類、金屬裡層(裡 帶)與正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比關系如表3所示，其余同實施例3。
[0075] 表3實施例12-15中正極活性物質(zhì)、金屬裡層與正極活性物質(zhì)的質(zhì)量比
[0076]
[0077] ~注:LiAf為金屬裡層(裡帶）的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的百分比。 ' [007引實驗例
[0079] 本實驗例對實施例1-15所得裡離子電容器的性能按照如下方法進行測試。
[0080] (1)靜電容量測試
[0081 ] 在20~30°C下，W10A充電至2.8V，擱置15s，10A放電至0.5V，循環(huán)5周，取平均值。
[00劇 （2)倍率性測試。
[0083] 在20~30°C下，在0.5~2.8V，W50C倍率恒電流放電，并計算放電容量相對于1C放 電容量的保持率。
[0084] (3)循環(huán)壽命測試。
[0085] 在20~30°C下，在0.5~2.8V，15A恒電流充放電，循環(huán)10萬次，并計算最后一次放 電容量相對于首次放電容量的保持率。
[0086] (4)低溫充電測試。
[0087] 在-40°C下，在0.5~2.8V，15A恒電流充電測試。
[0088] 測試結(jié)果如表4所示。
[0089] 表4實施例1-15的裡離子電池性能測試結(jié)果
[0090]
[0091] 注:LiAf為金屬裡層的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的百分比。
[0092] 從表4可W看出，實施例1-15所得裡離子電容器的50C倍率放電容量保持率為1別寸 的93%~96%，循環(huán)10萬次后容量保持率仍達到84%~89%，-40°C充電保持率在73%~ 78%。測試結(jié)果表明，本發(fā)明的裡離子電池具有較好的倍率放電容量保持率、循環(huán)容量保持 率和低溫充電保持率，具有較好的電化學性能;在實現(xiàn)低溫充電的同時，具有較寬的工作電 壓區(qū)間和較高的能量密度。
【主權項】
1. 一種可低溫充電的鋰離子電容器，其特征在于:包括正極片、負極片、隔膜和電解液； 所述正極片包括正極集流體和設置在正極集流體一側(cè)或兩側(cè)的正極活性物質(zhì)層，正極 活性物質(zhì)層中的正極活性物質(zhì)為活性炭、炭氣凝膠、活性炭纖維、石墨烯中的任意一種或組 合;所述正極活性物質(zhì)層表面還設有金屬鋰層； 所述負極片包括負極集流體和設置在負極集流體一側(cè)或兩側(cè)的負極活性物質(zhì)層，負極 活性物質(zhì)層中的負極活性物質(zhì)為鈦酸鋰。2. 根據(jù)權利要求1所述的可低溫充電的鋰離子電容器，其特征在于:所述金屬鋰層是采 用金屬鋰通過輥壓的方式復合在正極活性物質(zhì)層表面形成的；所述金屬鋰為惰性鋰粉、鋰 網(wǎng)、鋰帶中的任意一種。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的可低溫充電的鋰離子電容器，其特征在于：所述金屬鋰層 的質(zhì)量為正極活性物質(zhì)質(zhì)量的〇. 3%~1 %。4. 根據(jù)權利要求1所述的可低溫充電的鋰離子電容器，其特征在于:所述正極活性物質(zhì) 層包括正極活性物質(zhì)、導電劑和粘結(jié)劑，正極活性物質(zhì)、導電劑與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為85: (7 ~9): (6~8);所述負極活性物質(zhì)層包括負極活性物質(zhì)、導電劑和粘結(jié)劑，負極活性物質(zhì)、導 電劑與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(92~93): (3 · 5~4.5): (3~3 · 5)。5. 根據(jù)權利要求4所述的可低溫充電的鋰離子電容器，其特征在于:所述導電劑為乙炔 黑、Super P、碳納米管中的任意一種或組合;所述粘結(jié)劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯 橡膠、羧甲基纖維素中的任意一種或組合。6. 根據(jù)權利要求1、4或5所述的可低溫充電的鋰離子電容器，其特征在于:所述正極活 性物質(zhì)層的面密度為58~60g/cm2，壓實密度為0.6~0.65g/cm 3。7. 根據(jù)權利要求1所述的可低溫充電的鋰離子電容器，其特征在于:所述電解液包括有 機溶劑以及溶于有機溶劑的鋰鹽;所述鋰鹽為六氟磷酸鋰。8. -種如權利要求1所述的可低溫充電的鋰離子電容器的制備方法，其特征在于:包括 下列步驟： 1) 取正極活性物質(zhì)、導電劑和粘結(jié)劑制成正極漿料，涂覆在正極集流體的一側(cè)或兩側(cè)， 烘干、輥壓形成正極活性物質(zhì)層；將金屬鋰鋪設在正極活性物質(zhì)層表面，輥壓形成鋰金屬 層，得正極片； 取負極活性物質(zhì)、導電劑和粘結(jié)劑制成負極漿料，涂覆在負極集流體的一側(cè)或兩側(cè)，烘 干、輥壓形成負極活性物質(zhì)層，得負極片； 2) 將步驟1)所得正極片、負極片與隔膜、電解液組裝，即得所述鋰離子電容器。9. 根據(jù)權利要求8所述的可低溫充電的鋰離子電容器的制備方法，其特征在于:形成鋰 金屬層時，所述輯壓的壓力為50~150kg/cm 2。10. 根據(jù)權利要求8所述的可低溫充電的鋰離子電容器的制備方法，其特征在于:步驟 1)中，在制備負極片的過程中，烘干后的涂層厚度為220~260μπι，輥壓后的負極片的厚度為 100 ~120μπι〇
【文檔編號】H01G11/46GK105869898SQ201610361723
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】平麗娜, 懷永建, 彭強, 王磊, 潘文成, 王偉, 李少軍, 臧超, 王媛媛
【申請人】中航鋰電（洛陽）有限公司