CN108933045A - 一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援*** - Google Patents

一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援*** Download PDF

Info

Publication number
CN108933045A
CN108933045A CN201810689567.2A CN201810689567A CN108933045A CN 108933045 A CN108933045 A CN 108933045A CN 201810689567 A CN201810689567 A CN 201810689567A CN 108933045 A CN108933045 A CN 108933045A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass percent
lithium
lithium ion
ion super
cathode
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.)
Pending
Application number
CN201810689567.2A
Other languages
English (en)
Inventor
闻涛
梁田
曾仁杰
聂振耘
刘剑雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Niusai Polytron Technologies Inc
Original Assignee
Wuhan Niusai Polytron Technologies Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Niusai Polytron Technologies Inc filed Critical Wuhan Niusai Polytron Technologies Inc
Priority to CN201810689567.2A priority Critical patent/CN108933045A/zh
Publication of CN108933045A publication Critical patent/CN108933045A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
    • H01G11/46—Metal oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援***，锂离子超级复合电容器包括电容盖组、与电容盖组配合的壳体、设于壳体内的电容卷芯，电容卷芯具有正极、负极、连接正极与正极柱的正极耳、连接负极与壳体的负极耳及灌注壳体内的电解液；正极活性材料包括锂电三元材料；负极上涂覆有负极活性材料、分散剂、粘接剂及导电剂，负极活性材料包括氟掺杂碳包覆氧化锰或氟掺杂碳包覆氧化锌中的一种或两种及活性炭。本发明的有益效果在于锂离子超级复合电容器的自放电率小，使用时间长，可保证稳定的工作状态，脉冲电流大，装有本发明锂离子超级复合电容器的车载E‑call***，独立存在10年以上，并保证随时对E‑call车载***模块供电。

Description

一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援***
技术领域
本发明涉及电化学领域，具体涉及一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援***。
背景技术
目前汽车上都装有车载紧急救援***（emergency call，简称E-call)，当发生交通事故时，紧急呼叫信号被自动触发，或驾驶员出现状况但并未失去知觉的情况下，在装有E-call***的车辆上，卫星定位接收器获得事故车辆的位置等信息，通过专用的蜂窝网络，通信模块与公共安全应答点建立数据通信和语音呼叫，数据通信用来发送乘车人员、事故发生时间、撞击力度等一套最精简的车辆数据（Minimum Set of Data.、MSD）给PSAP，目的是当驾驶员受伤严重或失去知觉的情况下仍然可以获得最快速的救援；而语音呼叫则是为了让车辆上的人员与PSAP进行语音通话，最小传输信息包括车辆位置、乘车人数、车辆基本信息、车辆行驶方向等一套最精简的数据（Minimum Set of Data、MSD）。
每一个车载E-call***都需要自带备用独立的电池电源，在交通事故发生时，车辆主电池不可用的情况下，驱动E-call***模块报警，以获得最快速的救援,现今常用电池体系，包括常用的二次电池体系如锂离子电池、鎳氢电池和一次电池体系锂锰电池、碱锰电池等无法完全满足,这主要因为这些电池的使用温度范围限制，大电流脉冲放电性能无法满足***需要，以及这些电池体系的高自放电率，无法保证独立存在10年以上并能随时供电。
锂离子电容器作为一种新型的储能器件，具有功率密度高、静电容量和循环寿命比锂离子电池更长的优点，有望在新能源汽车、太阳能、风能等领域得到广泛的应用，锂离子电容器对其原材料的要求比较苛刻，电极、集流体、电解液和隔膜的组成和质量对锂离子电容器的性能有着决定的影响。
锂离子电容器涉及到金属锂，其化学性质活泼，极易与空气中的水分和氧气发生激烈反应，因此保证锂离子电容器的密封性至关重要。
锂离子电容器的负极材料采用能可逆地承载锂离子的物质，一般有石墨、各种碳素材料、多并苯类物质、锡氧化合物和硅氧化合物，目前应用最为广泛的是石墨负极材料，石墨具有高的结晶度和高度各向异性的层状结构，锂离子嵌入的方向性强，使得石墨在大电流充放电下性能较差，不仅如此在充放电循环工程中，石墨层间距变化较大，会引起锂与有机溶剂共同***石墨层间的情况，容易造成石墨层逐步剥落和石墨颗粒发生崩裂和粉化，从而影响电池的循环性能。
电解液也是影响锂离子超级复合电容器的重要因素，必须与电池的正负极进行配合，否则便会影响电容器的使用寿命，另外合适的电解液配方在电容器密闭性能良好的前提下会使得锂离子电容器的使用温度范围得到扩大。
发明内容
为克服上述技术缺陷，本发明提供一种锂离子超级复合电容器。
具体技术方案如下：
一种锂离子超级复合电容器，其不同之处在于，所述锂离子超级复合电容器包括电容盖组、与所述电容盖组配合的壳体、设于所述壳体内的电容卷芯，所述电容卷芯具有正极、负极、连接所述正极与所述正极柱的正极耳、连接所述负极与所述壳体的负极耳及灌注所述壳体内的电解液；
所述正极涂覆有正极活性材料、粘结剂及导电剂，所述正极活性材料包括锂电三元材料和活性炭，其中，锂电三元材料质量百分比不少于70%；
所述负极上涂覆有负极活性材料、分散剂、粘接剂及导电剂所述负极活性材料包括氟掺杂碳包覆氧化锰或氟掺杂碳包覆氧化锌中的一种或两种和活性炭，所述负极活性材料质量百分比不少于90%。
上述技术方案中，所述电解液包括六氟磷酸锂或高氯酸锂中的一种及碳酸亚乙烯酯及二草酸硼酸锂及有机溶剂。
上述技术方案中，所述六氟磷酸锂或高氯酸锂的浓度为0.9mol/L~1.3mol/L，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分比为1%~2%，所述二草酸硼酸锂的质量百分比为0.5%~1%。
上述技术方案中，所述有机溶剂包括质量百分比5%~25%碳酸乙烯酯、5%~10%聚碳酸酯、35%~55%碳酸甲乙酯及30%~35%碳酸二甲酯。
上述技术方案中，所述锂电三元材料包括LiNiCoAlO2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi1/ 3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2及LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的一种或多种。
上述技术方案中，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%~5%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为5%~28%的导电炭黑。
上述技术方案中，所述负极涂覆的分散剂为质量百分比1.5%~6%的羧甲基纤维素，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2%~7%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比2%~8%的导电炭黑。
上述技术方案中，所述氟掺杂碳包覆氧化锰中氧化锰的质量百分比为30%~50%；所述氟掺杂碳包覆氧化锌中氧化锌的质量百分比为12%~18%。
上述技术方案中，所述负极活性材料包括天然石墨、人造石墨、钛酸锂、氟掺杂碳包覆氧化锰或氟掺杂碳包覆氧化锌中的一种或多种。
一种车载紧急救援***，其不同之处在于，所述车载紧急救援***包括备用电源、通信模块、卫星定位接收器、碰撞传感器、话筒及扬声器，所述备用电源包括由权利要求1~9任一项所述的锂离子超级复合电容器及锂亚硫酰氯电池，所述锂离子超级复合电容器与锂亚硫酰氯电池并联连接。
本发明的有益效果在于锂离子超级复合电容器电源体系的自放电率小，使用寿命长，在-40℃到95 ℃范围间均可保证稳定的工作状态，脉冲电流大，即使在大电流的情况下可保证长时间的放电，装有本发明锂离子超级复合电容器的车载E-call***，在-40℃到85℃条件下，独立存在10年以上，并保证随时对车载E-call***模块供电，使用时可提供足够高的峰值电流，并保证大电流持续放电足够长的时间。
附图说明
图1本发明实施例电容盖组结构示意图；
图2为图1的A-A截面结构示意图；
图3为本发明实施例中锂离子超级复合电容器局部结构剖面示意图；
图4为本发明实施例锂离子超级复合电容器剖面示意图；
图5为本发明实施例锂锂离子超级复合电容器剖面示意图；
其中：1-盖体（1a -盖体的正面、1b -盖体的背面、101-环形凸台结构、102-中心孔、103-注液孔、104-导向斜面）、2-正极柱、3-玻璃封、4-密封件、5-壳体（501-安装口、502-限位凸环、503-连接凸台）、6-电容卷芯（601-正极极耳、602-负极极耳、603-正极、604-负极）。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
所述负极活性材料可由以下配方组成：
A:所述负极活性材料包括质量百分比15%~65%的钛酸锂及质量百分比10%~70%的氟掺杂碳包覆氧化锰。
B:所述负极活性材料包括质量百分比15%~65%的钛酸锂、质量百分比10%~35%的氟掺杂碳包覆氧化锰、质量百分比25%~40%的氟掺杂碳包覆氧化锌及质量百分比5%~10%的人工石墨或天然石墨。
C:所述负极活性材料包括质量百分比15%~65%的钛酸锂及质量百分比10%~70%氟掺杂碳包覆氧化锌。
D:质量百分比20%~65%的钛酸锂、质量百分比15%~35%的氟掺杂碳包覆氧化锰、质量百分比25%~40%的氟掺杂碳包覆氧化锌。
E:质量百分比90%~94.5%的氟掺杂碳包覆氧化锰。
F:质量百分比90%~94.5%的氟掺杂碳包覆氧化锌。
G:质量百分比20%~90%的氟掺杂碳包覆氧化锰，质量百分比20%~90%的氟掺杂碳包覆氧化锰。
H:质量百分比20%~90%的氟掺杂碳包覆氧化锰，质量百分比20%~90%的天然石墨。
I:质量百分比20%~90%的氟掺杂碳包覆氧化锌，质量百分比20%~90%的天然石墨。
J:质量百分比20%~90%的氟掺杂碳包覆氧化锰，质量百分比20%~90%的氟掺杂碳包覆氧化锌，质量百分比20%~90%的天然石墨。
实施例一
锂离子超级复合电容器包括电容盖组、与所述电容盖组配合的壳体5、及设于所述壳体5内的电容卷芯6，所述电容卷芯6具有正极603、负极604，连接所述正极603与所述正极柱2的正极耳601、连接所述负极604与所述壳体5的负极耳602及灌注所述壳体内的电解液；
优选地，所述壳体5为开设有安装口501的筒状结构，所述安装口501与所述盖体1配合，所述壳体5内壁上靠近所述安装口501处设置有与所述盖体1配合的限位凸环502。
优选地，所述正极极耳601呈带状，采用不锈钢或金属镍或铝镍合金制成。
优选地，所述壳体5外形成有连接凸台503。
本实施例电容盖组，其包括盖体1，所述盖体1具有相对设置的正面1a和背面1b，所述盖体的正面1a边缘形成有环形凸台结构101，所述盖体1上还开设有贯穿所述盖体正面1a及背面1b的中心孔102；
穿过所述盖体中心孔102的正极柱2，所述正极柱2和所述盖体中心孔102的孔壁之间具有间隙，所述正极柱2的直径为3mm～4mm；
及
用于连接所述正极柱2及中心孔102的玻璃封3。
优选地，所述盖体1上还设置有贯穿所述盖体正面1a及背面1b的注液孔103。
优选地，所述电池盖组还包括与所述注液孔103配合的密封件4。
优选地，为了便于将盖体1装配到电池上，所述盖体的背面1b边缘处形成有导向斜面104。
优选地，所述正极柱2由金属钼或金属钛或304不锈钢或4J28材料或4J52材料制成。
优选地，所述正极603与所述负极604位于电容卷芯两侧，负极极耳602点焊于壳体底部，正极极耳601点焊于电容盖组正极极柱2。
优选地，所述正极603与所述负极604位于电容卷芯同侧，负极极耳602在壳体和盖组之间，正极极耳601点焊于盖组密封件正极极柱2。
所述正极涂覆有质量百分比为10%的LiNiCoAlO2、质量百分比为15%的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、质量百分比为35%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为5%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、质量百分比为10%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2及质量百分比为10%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比5%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为10%的导电炭黑。
所述负极涂覆有质量百分比15%的钛酸锂、质量百分比35%的氟掺杂碳包覆氧化锰、质量百分比25%的氟掺杂碳包覆氧化锌、质量百分比8%的人工石墨、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素和质量百分比10%的活性炭，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比2.5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的六氟磷酸锂，所述质量百分比为2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.8%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、5%聚碳酸酯、40%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
实施例二
本实施例锂离子超级复合电容器结构与实施例一相同。
所述正极涂覆有质量百分比为40%的LiNiCoAlO2、质量百分比为30%的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2和质量百分比为15%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比4%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为质量百分比11%的导电炭黑。
所述涂覆有质量百分比15%的天然石墨、质量百分比35%的氟掺杂碳包覆氧化锰、质量百分比32%的氟掺杂碳包覆氧化锌、质量百分比2%的羧甲基纤维素和质量百分比10%的活性炭，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比3%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.1mol/L的六氟磷酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.6%的二草酸硼酸锂，质量百分比18%碳酸乙烯酯、7%聚碳酸酯、41%碳酸甲乙酯及30%碳酸二甲酯。
实施例三
本实施例锂离子超级复合电容器结构与实施例一相同。
所述正极涂覆有质量百分比为20%的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、质量百分比为35%LiNi1/ 3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2及质量百分比为10%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为7%的导电炭黑。
所述负极涂覆有质量百分比30%的钛酸锂、质量百分比50%的氟掺杂碳包覆氧化锰、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素及质量百分比12%的活性炭，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比2.5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的六氟磷酸锂，所述质量百分比为1.5%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.6%的二草酸硼酸锂，质量百分比18%碳酸乙烯酯、6%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
实施例四
本实施例锂离子超级复合电容器结构与实施例一相同。
所述正极涂覆有质量百分比为25%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2及质量百分比为10%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的导电炭黑。
所述负极涂覆有质量百分比20%的钛酸锂、质量百分比55%的氟掺杂碳包覆氧化锌、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素及质量百分比15%的活性炭，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
实施例五
本实施例锂离子超级复合电容器结构采用常见全封闭式结构。
所述正极涂覆有质量百分比为25%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2及质量百分比为10%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的导电炭黑。
所述负极涂覆有质量百分比20%的人造石墨及质量百分比60%的氟掺杂碳包覆氧化锌、质量百分比10%的活性炭、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
实施例六
本实施例锂离子超级复合电容器结构与实施例一相同。
所述正极涂覆有质量百分比为35%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2及质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的活性炭。
所述负极涂覆有质量百分比80%的氟掺杂碳包覆氧化锌、质量百分比10%的活性炭、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
实施例七
本实施例锂离子超级复合电容器结构与实施例一相同。
所述正极涂覆有质量百分比为35%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2及质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的活性炭。
所述负极涂覆有质量百分比80%的氟掺杂碳包覆氧化锰、质量百分比为10%的活性炭、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
实施例八
所述车载紧急救援***包括备用电源、通信模块、卫星定位接收器、碰撞传感器、话筒及扬声器，所述备用电源包括上述锂锂离子超级复合电容器及锂亚硫酰氯电池，所述锂离子超级复合电容器与锂亚硫酰氯电池并联连接,测试表明备用电源工作温度范围在-60℃到85℃，锂离子超级复合电容器和锂亚电池配合使用后，该伺服电源体系的自放电率将小于1%/年，整体电性能保持率为90%/10年，工作电压3.65V,完全满足并超过E-call的车载***中独立电源***的全部要求，其性明显优于锂离子电池、鎳氢电池、锂锰电池、碱锰电池体系。
对比例一
本对比例采用国内常见半封闭盖组，与实施例一结构的最大区别在于用于连接所述正极柱及中心孔的玻璃封改为胶圈连接。
所述正极涂覆有质量百分比为25%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2及质量百分比为10%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的导电炭黑。
所述负极涂覆有质量百分比20%的钛酸锂、质量百分比55%的氟掺杂碳包覆氧化锌、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素及质量百分比15%的活性炭，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
对比例二
本对比例锂离子超级复合电容器采用与实施例一相同的超级复合电容器结构。
所述正极涂覆有质量百分比为25%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2及质量百分比为10%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的导电炭黑。
所述涂覆有质量百分比75%的钛酸锂、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素及质量百分比15%的活性炭，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸。
对比例三
本对比例锂离子超级复合电容器采用与实施例一相同的超级复合电容器结构。
所述正极涂覆有质量百分比为40%的LiNiCoAlO2、质量百分比为30%的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2和质量百分比为15%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比4%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为质量百分比11%的导电炭黑。
所述负极涂覆有质量百分比82%的天然石墨、质量百分比2%的羧甲基纤维素和质量百分比10%的活性炭，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比3%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.1mol/L的六氟磷酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.6%的二草酸硼酸锂，质量百分比18%碳酸乙烯酯、7%聚碳酸酯、41%碳酸甲乙酯及30%碳酸二甲酯。
对比例四
本对比例锂离子超级复合电容器采用与实施例一相同的超级复合电容器结构。
所述正极涂覆有质量百分比为25%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2及质量百分比为10%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的导电炭黑。
所述涂覆有质量百分比80%的人造石墨、质量百分比10%的活性炭、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
对比例五
本对比例锂离子超级复合电容器采用与实施例一相同的超级复合电容器结构。
所述正极涂覆有质量百分比为35%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2及质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的活性炭。
所述涂覆有质量百分比78%的氟掺杂碳包覆氧化锌、质量百分比10%的活性炭、质量百分比3%的羧甲基纤维素，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比6%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
对比例六
本对比例锂离子超级复合电容器采用与实施例一相同的超级复合电容器结构。
所述正极涂覆有质量百分比为35%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2及质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的活性炭。
所述负极涂覆有质量百分比75%的氟掺杂碳包覆氧化锰、质量百分比为10%的活性炭、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、8%聚碳酸酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
对比例七
本对比例锂离子超级复合电容器采用与实施例一相同的超级复合电容器结构。
所述正极涂覆有质量百分比为25%LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、质量百分比为25%的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、质量百分比为25%的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2及质量百分比为10%的活性炭，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为12%的导电炭黑。
所述负极涂覆有质量百分比20%的钛酸锂、质量百分比55%的氟掺杂碳包覆氧化锌、质量百分比2.5%的羧甲基纤维素及质量百分比15%的活性炭，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2.5%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比5%的导电炭黑。
所述电解液包括浓度为1.2mol/L的高氯酸锂，所述质量百分比为1.2%的碳酸亚乙烯酯，质量百分比为0.9%的二草酸硼酸锂，质量百分比10%碳酸乙烯酯、35%碳酸甲乙酯及32%碳酸二甲酯。
将实施例一至七与对比例电容制成标准的AA型锂离子超级复合电容器后进行电化学性质检测。
检测结果如表1及表2所示：
表1实施例电化学性能检测
测试指标 工作温度范围/℃ 自放电率/% 最大脉冲电流/A 最大持续放电电流/A 持续放电时间/min
实施例一 -40~95 1.2 4 2 30
实施例二 -40~95 1.2 4.2 2.1 32
实施例三 -40~95 1.1 4.1 2.3 33
实施例四 -40~95 0.9 3.9 2 30
实施例五 -40~95 1.2 4.1 2.2 28
实施例六 -40~95 1.0 4 2.1 31
实施例七 -40~95 0.8 3.8 2 30
表2 对比例电化学性能检测
测试指标 工作温度范围/℃ 自放电率/% 最大脉冲电流/A 最大持续放电电流/A 持续放电时间/min
对比例一 -5~75 3.8 3.5 1.8 20
对比例二 -35~85 3 3.0 1.5 15
对比例三 -40~80 4.1 3.2 1.6 23
对比例四 -40~80 4.0 3.1 1.9 22
对比例五 -45~90 2.4 3.7 2.0 30
对比例六 -45~90 2.5 3.7 2.0 28
对比例七 5~95 2.1 3.9 2.0 28
表1及表2中最大脉冲电流及最大持续放电电流均在3.65V工作电压下测试完成，持续放电时间为300mA放电时间。
如表所示，实施例电化学性质相较于对比例电化学性质其各方面都较为优良，使用的温度范围提高，自放电率降低以及大电流放电性能大幅提高。
这些实例的运用仅用于说明本发明而非限制本发明的保护范围。另外，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改或变型，所有的这些等价形式同样属于本申请所要求限定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述锂离子超级复合电容器包括电容盖组、与所述电容盖组配合的壳体、设于所述壳体内的电容卷芯，所述电容卷芯具有正极、负极、连接所述正极与所述正极柱的正极耳、连接所述负极与所述壳体的负极耳及灌注所述壳体内的电解液；
所述正极涂覆有正极活性材料、粘结剂及导电剂，所述正极活性材料包括锂电三元材料及活性炭，其中，锂电三元材料质量百分比不少于70%；
所述负极上涂覆有负极活性材料、分散剂、粘接剂及导电剂，所述负极活性材料包括氟掺杂碳包覆氧化锰或氟掺杂碳包覆氧化锌中的一种或两种及活性炭，所述负极活性材料质量百分比不少于90%。
2.根据权利要求1所述一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述电解液包括六氟磷酸锂或高氯酸锂中的一种及碳酸亚乙烯酯及二草酸硼酸锂及有机溶剂。
3.根据权利要求2所述一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述六氟磷酸锂或高氯酸锂中的浓度为0.9mol/L~1.3mol/L，所述碳酸亚乙烯酯的质量百分比为1%~2%，所述二草酸硼酸锂的质量百分比为0.5%~1%。
4.根据权利要求2所述一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述有机溶剂包括质量百分比5%~25%碳酸乙烯酯、5%~10%聚碳酸酯、35%~55%碳酸甲乙酯及30%~35%碳酸二甲酯。
5.根据权利要求1所述一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述锂电三元材料包括LiNiCoAlO2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 及LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述正极涂覆的粘接剂为质量百分比3%~5%的聚偏氟乙烯，所述正极涂覆的导电剂为5%~28%的导电炭黑。
7.根据权利要求1所述一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述负极涂覆的分散剂为质量百分比1.5%~6%的羧甲基纤维素，所述负极涂覆的粘接剂为质量百分比2%~7%的丁苯橡胶，所述负极涂覆的导电剂为质量百分比2%~8%的导电炭黑。
8.根据权利要求1所述一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述氟掺杂碳包覆氧化锰中氧化锰的质量百分比为30%~50%；所述氟掺杂碳包覆氧化锌中氧化锌的质量百分比为12%~18%。
9.根据权利要求8所述一种锂离子超级复合电容器，其特征在于，所述负极活性材料包括天然石墨、人造石墨、钛酸锂、氟掺杂碳包覆氧化锰或氟掺杂碳包覆氧化锌中的一种或多种。
10.一种车载紧急救援***，其特征在于，所述车载紧急救援***包括备用电源、通信模块、卫星定位接收器、碰撞传感器、话筒及扬声器，所述备用电源包括由权利要求1~9任一项所述的锂离子超级复合电容及锂亚硫酰氯电池，所述锂离子超级复合电容与锂亚硫酰氯电池并联连接。
CN201810689567.2A 2018-06-28 2018-06-28 一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援*** Pending CN108933045A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810689567.2A CN108933045A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810689567.2A CN108933045A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108933045A true CN108933045A (zh) 2018-12-04

Family

ID=64446430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810689567.2A Pending CN108933045A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108933045A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113436909A (zh) * 2021-05-20 2021-09-24 西安赛尔电子材料科技有限公司 一种锂离子电池电容器用耐腐蚀金属玻璃封接盖组及其制作方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998052A (en) * 1997-12-02 1999-12-07 Tadiran Batteries Ltd. Composite battery and methods of forming same
CN101079510A (zh) * 2007-06-25 2007-11-28 中南大学 一种超级电容电池
CN101964400A (zh) * 2010-09-01 2011-02-02 朝阳立塬新能源有限公司 一种储能器件盖板
CN103021671A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 惠州亿纬锂能股份有限公司 锂离子电池电容器
CN103137343A (zh) * 2012-12-29 2013-06-05 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种圆柱电池电容器
CN105406131A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 李朝 一种电容型混合负极极片锂离子动力电池
CN206003637U (zh) * 2016-08-28 2017-03-08 常州立方能源技术有限公司 激光焊接型超级电容器
JP2017084788A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 宇部興産株式会社 蓄電デバイスの電極用リチウムチタン複合酸化物粉末、及び活物質材料、並びにそれを用いた電極シートおよび蓄電デバイス
CN206312766U (zh) * 2016-12-16 2017-07-07 湖南耐普恩科技有限公司 一种超级电容器单体
CN206412241U (zh) * 2016-12-30 2017-08-15 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种方形电池电容器
CN107359052A (zh) * 2017-07-03 2017-11-17 武汉纽赛儿科技股份有限公司 氟掺杂碳包覆氧化锰的合成方法及其应用
CN107369825A (zh) * 2017-07-26 2017-11-21 华南理工大学 一种氮掺杂碳包覆氧化锰锂离子电池复合负极材料及其制备方法与应用
CN206807639U (zh) * 2017-05-31 2017-12-26 深圳市国基视讯技术有限公司 一种车载录像机
CN108054027A (zh) * 2018-01-05 2018-05-18 江苏尊道科技有限公司 一种高密封低内阻结构石墨烯超级电容器
CN207441767U (zh) * 2017-11-28 2018-06-01 武汉纽赛儿科技股份有限公司 一种电容盖组及使用该电容盖组的锂离子电容

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998052A (en) * 1997-12-02 1999-12-07 Tadiran Batteries Ltd. Composite battery and methods of forming same
CN101079510A (zh) * 2007-06-25 2007-11-28 中南大学 一种超级电容电池
CN101964400A (zh) * 2010-09-01 2011-02-02 朝阳立塬新能源有限公司 一种储能器件盖板
CN103021671A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 惠州亿纬锂能股份有限公司 锂离子电池电容器
CN103137343A (zh) * 2012-12-29 2013-06-05 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种圆柱电池电容器
JP2017084788A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 宇部興産株式会社 蓄電デバイスの電極用リチウムチタン複合酸化物粉末、及び活物質材料、並びにそれを用いた電極シートおよび蓄電デバイス
CN105406131A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 李朝 一种电容型混合负极极片锂离子动力电池
CN206003637U (zh) * 2016-08-28 2017-03-08 常州立方能源技术有限公司 激光焊接型超级电容器
CN206312766U (zh) * 2016-12-16 2017-07-07 湖南耐普恩科技有限公司 一种超级电容器单体
CN206412241U (zh) * 2016-12-30 2017-08-15 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种方形电池电容器
CN206807639U (zh) * 2017-05-31 2017-12-26 深圳市国基视讯技术有限公司 一种车载录像机
CN107359052A (zh) * 2017-07-03 2017-11-17 武汉纽赛儿科技股份有限公司 氟掺杂碳包覆氧化锰的合成方法及其应用
CN107369825A (zh) * 2017-07-26 2017-11-21 华南理工大学 一种氮掺杂碳包覆氧化锰锂离子电池复合负极材料及其制备方法与应用
CN207441767U (zh) * 2017-11-28 2018-06-01 武汉纽赛儿科技股份有限公司 一种电容盖组及使用该电容盖组的锂离子电容
CN108054027A (zh) * 2018-01-05 2018-05-18 江苏尊道科技有限公司 一种高密封低内阻结构石墨烯超级电容器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113436909A (zh) * 2021-05-20 2021-09-24 西安赛尔电子材料科技有限公司 一种锂离子电池电容器用耐腐蚀金属玻璃封接盖组及其制作方法
CN113436909B (zh) * 2021-05-20 2022-11-01 西安赛尔电子材料科技有限公司 一种锂离子电池电容器用耐腐蚀金属玻璃封接盖组及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109713298B (zh) 锂离子电池及制备方法
CN111554883A (zh) 一种基于干法制备电极膜的预锂化方法
CN103081182B (zh) 非水电解液电池
CN104584293A (zh) 柔性透明空气-金属电池
CN102856577A (zh) 非水电解质二次电池
CN110690512A (zh) 双极锌离子电池
CN108933045A (zh) 一种锂离子超级复合电容器及车载紧急救援***
CN211455842U (zh) 一种新型耐高温扣式锂锰电池
KR20180004407A (ko) 메탈폼을 이용한 리튬-공기 전지 및 그 제조 방법
CN212182451U (zh) 一种钠离子电池的电极构造
CN219591464U (zh) 圆柱形锂金属二次电池
JPS5928027B2 (ja) 再充電可能な化学電池または蓄電池
EP3451439A1 (en) Negative electrode composite structure for lithium air batteries
CN216015425U (zh) 极片、电芯和二次电池
CN105355844A (zh) 注水发电环保电池及其正电极和电池组
KR20180022745A (ko) 메탈폼을 이용한 리튬-공기 전지 지지체 및 그 제조 방법
CN101640272B (zh) 碱性二次电池正极材料和正极以及碱性二次电池
CN114335905A (zh) 一种锂离子电芯及其制备方法
US10680301B2 (en) Metal-air battery and protected lithium electrode used therein
CN113130854A (zh) 一种无枝晶锂金属-石墨烯纸复合负极的制备方法
CN102881897B (zh) 复合铁锂材料以及采用该复合铁锂材料的锂离子电池
US3708344A (en) Organic depolarizer
GB2314200A (en) A group of winding electrodes
CN219086182U (zh) 一种水系离子扣式电池壳及电池
CN216563206U (zh) 一种锂离子电池硅碳负极极片

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181204