鋰離子電容器用預嵌鋰裝置製造方法
2023-05-03 16:00:16
鋰離子電容器用預嵌鋰裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鋰離子電容器用預嵌鋰裝置，其特徵在於：反應電堆的外部為絕緣層，反應電堆的內部由中間的隔膜分成負極區域和正極區域，正極集流體位於反應電堆內的正極區域中，負極集流體位於反應電堆內的負極區域中，正極集流體與負極集流體為並行結構，並行數n≥2,正極罐通過管路與反應電堆的正極區域的進口和出口聯接，負極罐通過管路與反應電堆的負極區域的進口和出口聯接，正極罐與負極罐上的管路上均有泵與閥，正極集流體通過電源線引出正極，負極集流體通過電源線引出負極，負極罐內填充有負極活性物質和導電粒子、電解質溶液；從正極罐內填充有含鋰化合物和導電粒子、電解質溶液。其構造簡單，通過含鋰活性物質的液相流動，實現鋰離子電容器的預嵌鋰，易於控制鋰離子嵌入量；成本低廉，安全可靠，易於維護。
【專利說明】 鋰離子電容器用預嵌鋰裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鋰離子電容器用預嵌鋰裝置，屬於新能源【技術領域】。
【背景技術】
[0002]超級電容器是一種介於電池與普通電容之間的儲能器件，依靠離子在大比表面積活性物質上的吸附擴散進行儲能，具有比功率高，循環壽命長，大電流充放電，環境友好，安全及免維護的優點。鋰離子電池主要依靠鋰離子在正負極材料的嵌入和脫出實現儲能，鋰離子在傳輸擴散過程中類似於「扶搖椅」。鋰離子電池具有比能量高、工作電壓高、自放電率小、環境友好等優點。液流電池是一類新型的儲能電池，不同於其他蓄電池的活性物質以固態形式分布在集流體上，而是活性物質以液態形式存在，正負極電解液分裝在不同的儲液罐，在泵作用下使溶液在儲液罐和反應電堆之間循環流動，在離子交換膜兩側的電極上分別發生還原和氧化反應。
[0003]近年來，將某一動力蓄電池特徵元素與其他類型電池特徵元素通過體系的優化設計，在同一單體內融合，得到兼具兩種化學電源儲能特徵的新型混合蓄電池，以應對高功率密度、高能量密度、高安全性的新能源汽車工況要求。
[0004]作為超級電容器與液流電池組合的例子，申請號200610087625.1的中國專利報導了一種基於液相中的電化學活性物質的超級電容器，包括正電極集流體、正電極室、隔離膜、負電極室和負電極集流體，正電極室為固體多孔電極，多孔電極的孔內充滿不流動的正電極液體，負電極室為固體多孔電極，多孔電極的孔內充滿不流動的負電極液體，正電極液體中含有至少一種正電極電化學活性物質，其電化學氧化還原反應主要發生在正電極內表面，負電極液體中含有至少一種負電極電化學活性物質，其電化學氧化還原反應主要發生在負電極內表面，充電時正極電化學氧化(負極還原)的產物可以在放電時返回充電前的狀態。
[0005]同樣，液流電池也可以與其他類型電池組合，例如，美國A123報導的一種結合液流電池特點的半固態的鋰離子可充電電池(US2010/0047671 Al, US2010/0323264 Al，US2011/0274948A1, US2011/0189520 Al, Adv Energy Mater.2011，1，511 )，具有比相同體系的鋰離子電池高的能量密度和功率密度，尤為引人矚目的是，製作工藝極大簡化，成本大幅降低，體積和重量顯著減小。國內也開始了與液流電池組合體系的類似研究，申請號201110176501.1的中國專利報導了一種液流水系可充電鹼金屬離子電池，申請號201110321761.3與申請號201110257854.4的中國專利報導了半液流鋰硫電池，申請號201110221941.4的中國專利報導了一種複合集電體的製備及其在鋰離子液流電池中的應用，申請號201110175924.1的中國專利報導了一種鋰離子液流電池。
[0006]從超級電容器和鋰離子電池所具有的特點可以看出，鋰離子電容器是一種融合了雙電層電容器和鋰離子電池特徵的儲能器件，充放電過程中伴隨鋰離子的擴散傳輸。申請號200710035205.3的中國專利報導了一種超級電容器與鋰離子電池混合儲能器件，正極活性電極材料採用鋰離子嵌入化合物和多孔炭材料的混合物，負極活性電極材料採用多孔炭材料和石墨類材料的混合物，兼具超級電容器和鋰離子電池雙功能儲能的特點，保持鋰離子電池高電壓、高能量密度的同時，還具有超級電容器的高功率密度、大電流放電、良好的循環壽命等特性。申請號201010280801.X的中國專利報導了一種磷酸鐵鋰負載在活性炭作為正極活性物質，製備方法成本低，混合單體的充放電循環性能好，20C倍率下比容量大於60mAh/g。申請號為200410093962.2的中國專利公開了一種高電壓超級電容器與鋰離子電池混合儲能器件，將含銀的氧化物的負極材料製成糊狀物塗覆在金屬箔上，經乾燥、輥壓製成負極板後，嵌鋰再部分脫鋰化成，與活性炭正極組成超級電容器，具有約4V的最高工作電壓。申請號200810046091.7的中國專利報導了一種含有C，Fe和P元素的高電位超級電容器電極材料，其中C的質量含量不低於10%，工作電位相對於Li+/Li可以達到4.3V,有很好的循環穩定性。
[0007]申請號201080051132.7的中國專利報導了日本松下公司的一種預摻雜、低電阻的電化學電容器，該電容器負極電極層中所含的碳材料的表面形成了含有碳酸鋰的覆蓋膜，正極是在集電體的表面形成了吸附離子的正極電極層。申請號200780024069.6的中國專利公開了日本松下公司的一種電化學電容器用負極的預處理法、製造方法以及使用該製造方法的電化學電容器，過氣相法或液相法中在基板上形成鋰層，然後轉印到負極層的表面。申請號200780034678.X的中國專利報導了日本大發工業株式會社的一種電化學電容器，在充放電循環中，用於擴大電位範圍的呈現不可逆容量的正極、由可逆地吸附/脫附鋰離子的材料構成的負極、以及含鋰離子的有機溶劑構成的電解液。申請號200980142601.3的中國專利公開了日本瑞翁株式會社的一種鋰離子電容器用電極以及鋰離子電容器，該電極具有電極組合物層和集電體，組合物層含有電極活性物質、導電材料和粘合劑，集電體為具有貫通孔的集電體。申請號200910126730.5的中國專利公開了日本信越化學工業株式會社一種非水電解質溶液電化學電容器，採用化學氣相沉積的方法在鋰離子活性材料顆粒表面塗覆石墨導電層。申請號200910147495.X的中國專利公開了日本信越化學工業株式會社的一種可用於電化學電容器的負極材料，該負極材料具有娃微晶分散在娃化合物中的結構且表面塗覆碳塗層。申請號201110131559.4的中國專利公開了日本信越化學工業株式會社的一種可用於電化學電容器的矽氧化物材料，將氧化矽氣體和含矽氣體的氣態混合物進行冷卻和沉積獲得，且具有20-35%重量的氧含量。
[0008]申請號200580001498.2的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，該電容器正極和負極短路後的正極及負極電位小於或等於2.0V，正極和負極分別在具有貫穿正反面的孔的正極集電體和負極集電體的雙面上，分別由正極活性物質和負極活性物質形成電極層，具有該正極和負極卷繞或層疊的單體結構，卷繞或層疊的電極的最外部為負極，通過使與負極相對配置的鋰離子供給源和負極和/或正極電化學接觸，預先將鋰離子承載在負極和/或正極中。申請號200580001396.0的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，該電容器電解液中含有碳酸亞乙烯酯或其衍生物，正極和/或負極分別具備具有貫穿正反面的孔的集電體，通過負極和鋰離子供給源之間的電化學接觸摻雜鋰離子。申請號200580004509.2的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，由2個或2個以上的電極單元構成，在電極單元之間配置鋰金屬，通過使鋰金屬和負極和/或正極電化學接觸，預先將鋰離子承載在負極和/或正極中。申請號200680032109.7的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，正極和負極隔著隔板層疊或卷繞，正極的面積小於負極的面積，並且在層疊或卷繞的狀態下，正極面實質上包含在負極面內。申請號200680038604.9的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，負極活性材料是氫原子數和碳原子數之比等於或大於O且小於0.05的難石墨化碳，負極和/或正極預先摻雜鋰離子，使得當電容放電到充電電壓一半時，相對於金屬鋰電位的負極電位可以等於或小於0.15V。申請號200680042376.2的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，通過使所述負極和/或所述正極與鋰離子供給源之間以電化學方式接觸，將鋰離子摻雜到所述負極和/或所述正極中，正極與所述負極短路後，正極電位為小於或等於2.0V(相對於Li/Li+)，以及正極和/或所述負極具有由金屬箔製成的集電體，該金屬箔具有多個貫穿其兩面的孔，通孔的內切圓的平均直徑小於或等於lOOum。申請號200680049541.7的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，在負極和/或正極中摻雜有鋰離子，正極和負極短路時，正極的電位可小於或等於2.0V，負極表面覆有聚合物。申請號200710145884.X的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，正極和負極短路後正極相對於Li/Li+的電位小於或等於2V的方式，負極和/或正極預先摻雜鋰離子，正極中的正極層的厚度為18um?108um。申請號200710163254.5的中國專利公開了日本富士重工業株式會社的一種鋰離子電容器，負極採用002面的平均晶面間距為0.335?
0.337nm的石墨。
[0009]申請號201110141359.7的中國專利公開了三星電機株式會社的一種製造鋰離了電容器的方法，利用真空氣相沉積法在隔膜的一個表面上形成鋰薄膜，該膜與負極接觸，預摻雜至負極中，負極集電體為具有多個通孔的網孔型，正極集電體是沒有孔的薄片形狀。申請號201110078775.7的中國專利公開了三星電機株式會社的一種鋰離子電容器及其製造方法，第一電極由包括活性碳、水溶性金屬氧化物和水基粘合劑的第一電極材料構成，第二電極由能夠可逆地脫嵌鋰離子的第二電極材料構成。申請號201110324729.0的中國專利公開了三星電機株式會社的一種鋰離子電容器，正極活性物質包括石墨，其具有0.35?
0.38nm的層間距，正極和/或所述負極摻雜有鋰離子，摻雜的正極相對於鋰離子具有2.1V或更低的電位，摻雜的負極相對於鋰離子具有0.1V或更低的電位。申請號201110175590.8的中國專利公開了三星電機株式會社的一種用於鋰離了電容器的固體電解質溶液膜，該膜是通過鋰電解質溶液鹽、有機聚合物、以及無機材料的混合物施加在金屬的一個或兩個表面上製造而成。申請號201110321951.0的中國專利公開了三星電機株式會社的一種鋰離了電容器，正極活性物質中活性炭的含量為30?60wt%，負極包括預摻雜有鋰離子的碳材料，鋰離子的摻雜量為所述負極的容量的80?95%。
[0010]申請號200710035056.0的中國專利公開了一種用於超級電容電池的石墨/活性炭複合負極材料的製造方法。申請號200710035206.8的中國專利公開了一種超級電容電池用電解液。申請號200710035205.3的中國專利報導了一種超級電容電池，正極活性電極材料採用鋰離子嵌入化合物和多孔炭材料的混合物以及它們的複合材料，負極活性電極材料採用多孔炭材料和石墨類材料的混合物以及它們的複合材料，電解液為主要以含有鋰離子的電解質溶液鹽和非水有機溶劑組成的電解液。申請號200710035051.8的中國專利報導了一種兼具電容器與鋰離子電池特徵的儲能器件及其製造方法，鋰離子電池正極材料與超級電容器電極材料的混合物或複合材料作為正極活性物質，電池極片與隔膜的組裝採用多芯卷繞及並聯組裝。申請號200710035238.8的中國專利報導了一種超級電容-電池用正極材料及其製備方法，納米級的具有脫嵌鋰特性的化合物材料粉末進行機械融合造粒，形成I?15um的球形顆粒，加入用量為脫嵌鋰特性化合物材料重量的10?100%的多孔炭材料，再進行機械融合，得到多孔炭包覆脫嵌鋰化合物複合材料。申請號200810031490.6的中國專利公開了一種超級電容電池的製備方法，鋰離子電池正極漿料、負極漿料與超級電容器漿料分開配製，正極漿料塗敷時，在集流體上交替塗上鋰離子電池正極材料及超級電容器電極材料；負極漿料塗敷時，在集流體上交替塗上鋰離子電池負極材料及超級電容器電極材料，得到既具有鋰離子電池卷芯又具有超級電容器卷芯的大容量超級電容電池的卷芯集群。申請號200910043835.4的中國專利報導了一種低溫熱解浙青包覆石墨製備高倍率鋰離子電容電池負極材料的方法。申請號200910311112.8的中國專利公開了一種超級電容電池用複合碳負極材料，包括核層、殼層結構，所述殼層佔核層與殼層總質量的
10?40%，核層由表面納米化處理後的石墨類材料構成，殼層由多孔碳材料構成。申請號200910311114.7的中國專利公開了 一種超級電容電池用碳類複合負極材料的製備方法，該方法包括具有大孔一中孔一微孔三維層次孔多孔炭外殼在表面納米化內核上的包覆、金屬顆粒在外殼表面的摻雜以及低電位化處理三個步驟通過模板法實現在內核上包覆三維層次孔多孔炭外殼，通過浸潰、化學鍍以及物理混合方法實現金屬顆粒在外殼表面的摻雜，通過電化學預摻鋰實現對複合碳材料進行低電位化處理。申請號201010177428.5的中國專利公開了一種具有高容量與庫侖效率的鋰離了電容電池負極系統，以含有離子液體的電解質溶液溶液作為鋰離子電容電池的離子傳導體。
[0011]申請號200410084316.X的中國專利公開了一種採用低嵌入電位的納米尖晶石型的Li8x/(x+4)Ti8/(x+4)04或一兀或多兀其他金屬兀素摻雜的化合物用於負極,正極米用高比表面的活性炭或介孔碳的超級電容器。申請號200510110461.5的中國專利公開了一種正極採用高嵌入電位的鋰離子嵌入化合物LiMrvxMxO4材料，負極採用高比表面積的活性炭組成不對稱的電化學電容器。申請號200710202484.8的中國專利公開了一種複合電池-超級電容儲能器，複合正極材料是由製備含鋰複合金屬氧化物材料的原料與多孔碳材料在位合成得到。申請號200710011992.8的中國專利報導了一種在鋰鹽有機電解質溶液溶液中，以非晶氧化鈦納米結構材料為負極，以中孔結構炭材料為正極，組裝成不對稱型鋰離子超級電容器。申請號200710098687.7的中國專利公開了一種鋰離子超級電容器負極的預嵌鋰方法，以多孔炭材料或導電聚合物或其複合物為正極，可嵌鋰金屬氧化物或炭質嵌鋰材料為負極，有機鋰鹽溶液為電解液的新型鋰離子超級電容器體系中，引入非金屬鋰第三極對負極進行深度為5?60%的預嵌鋰處理。非金屬鋰第三極主要成分為具有一定不可逆脫鋰性質的富鋰化合物，在多孔炭材料或導電聚合物正極製備過程中，第三極富鋰化合物以3?50%的質量百分比摻入，製成電極後一起與可嵌鋰負極構成鋰離子超級電容器，在電容器活化過程中，實現對負極的預嵌鋰。申請號200810037612.2的中國專利公開了一種無機混合型鋰離子超級電容器，正極採用一種或幾種鋰離子嵌入化合物，負極採用活性炭、碳納米管、炭纖維、樹脂炭、有機聚合物熱解炭中的一種或幾種，優化的正負極的材料的質量配比。申請號200810230187.9的中國專利公開了一種可用於超級電容器的高活性材料，以氮化鋰為活性增強體，陶瓷粉為基體的複合材料，該複合材料中，增強體與基體之間以化學鍵合為主。申請號200810152756.2的中國專利公開了一種鋰離子電池/電容器電極材料及其製備方法，該具有殼核結構的鈦氧化物與碳材料的複合物，鈦氧化物覆蓋於碳材料的表面。申請號200910142811.4的中國專利公開了一種超級電容電池，正極片是由鋰離子電池正極材料、超級電容器材料、導電劑、粘結劑複合而成，負極片是由電池負極材料與超級電容器材料、導電劑、粘結劑複合構成。申請號201010181090.0的中國專利公開了一種鋰離子電容器正極片的製作方法以及使用該正極片的鋰離子電容器，該極片主要通過在集流體鋁箔上塗布含有超級電容器活性材料的漿料並烘乾，然後塗布有超級電容器活性材料的集流體鋁箔上再塗布鋰離子電池的正極漿料，經過烘乾、冷壓、再烘乾、裁片、分條工藝製得正極片。申請號201010280801.X的中國專利公開了電容碳/磷酸鐵鋰複合材料、其製備方法及以其為正極材料的鋰離子電容電池，採用三價鐵鹽、磷源化合物、鋰源化合物和有機小分子碳源為原料製備得到磷酸鐵鋰前軀體，然後加入活性炭燒結形成一體。申請號201110101605.6的中國專利公開了一種電容電池電芯及其製作方法。將電池活性物質和電容器活性物質分別塗敷在集流體的兩側，電池活性物質和電容器活性物質被集流體隔開，減少了同極不同活性物質的相互作用。申請號201110111003.9的中國專利公開了 一種聚醯亞胺超級電容電池，正極材料為鋰離子嵌入化合物和多孔碳材料的混合物，負極材料為改性石墨和多孔活性碳材料的混合物，所述聚合物隔膜為聚醯亞胺隔膜，所述電解液為含有鋰離子化合物和有機溶劑的電解液。申請號201110340489.3的中國專利公開了一種鋰離子電容器，電解液為含有鋰離子化合物的有機溶液，負極塗覆層含有能夠可逆摻雜鋰離子的物質，正極集流體的面積大於正極塗覆層的面積，正極集流體包括在靠近邊緣處有未塗覆層的第一金屬區，負極集流體的面積大於負極塗覆層的面積，負極集流體包括在靠近邊緣處有未塗覆層的第二金屬區。申請號201210085927.0的中國專利公開了一種大功率嵌鋰負極混合不對稱超級電容器極片及其製造方法，所用集流體為金屬網，首先在集流體上塗覆一層導電膠，乾燥後再塗布一層活性炭，最後塗布一層LiCoO2，負極材料選擇AC和/或石墨，配製漿料的過程中使用超聲波對納米碳纖維、單壁碳納米管及多壁碳納米管進行分散，外殼封裝採用軟包裝。申請號201020172212.5的中國專利公開了一種一種鉀離子電容電池的正負極片，正極片包括有正極基片和設置在正極基片兩側面的正極材料層，正極基片與兩側的正極材料層之間均夾有活性炭層，活性炭層和正極材料層組成正極塗層；負極基片與兩側的負極材料層之間均夾有活性炭層，活性炭層和負極材料層組成負極塗層。
[0012]從前述專利分析可以看出鋰離子電容器的研究開發重點之一是電極活性物質的預嵌鋰，從電容器的能量及功率公式:E= CV2/2，P=V2/4R，可以看出，電壓提高，能量和功率均有大幅提升；而預嵌鋰可以降低電極電位，提高鋰離子電容器的電壓，從而提高電容器的功率和能量特性。利用活性物質液相流動進行預嵌鋰是一個較好的技術選擇。
【發明內容】
[0013]本實用新型的目的是提供一種鋰離子電容器用預嵌鋰裝置，其構造簡單，通過含鋰活性物質的液相流動，實現鋰離子電容器的預嵌鋰，易於控制鋰離子嵌入量；成本低廉，安全可靠，易於維護。
[0014]本實用新型的技術方案是這樣實現的:鋰離子電容器用預嵌鋰裝置，其特徵在於:反應電堆的外部為絕緣層，反應電堆的內部由中間的隔膜分成負極區域和正極區域，正極集流體位於反應電堆內的正極區域中，負極集流體位於反應電堆內的負極區域中，正極集流體與負極集流體為並行結構，並行數η > 2，正極罐通過管路與反應電堆的正極區域的進口和出口聯接，負極罐通過管路與反應電堆的負極區域的進口和出口聯接，正極罐與負極罐上的管路上均有泵與閥，正極集流體通過電源線引出正極，負極集流體通過電源線引出負極，負極罐內填充有負極活性物質和導電粒子、電解質溶液；從正極罐內填充有含鋰化合物和導電粒子、電解質溶液。
[0015]所述的正極集流體和負極集流體為金屬網或多個金屬杆製成。
[0016]所述的隔膜為聚乙烯材料。
[0017]本實用新型的積極效果是其構造簡單，通過含鋰活性物質的液相流動，實現鋰離子電容器的預嵌鋰，易於控制鋰離子嵌入量；成本低廉，安全可靠，易於維護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:如圖1所示，鋰離子電容器用預嵌鋰裝置，其特徵在於:反應電堆14的外部為絕緣層，反應電堆14的內部由中間的隔膜9分成負極區域7和正極區域8，正極集流體5位於反應電堆14內的正極區域8中，負極集流體6位於反應電堆14內的負極區域7中，正 極集流體5與負極集流體6為並行結構，並行數η≥2，正極罐I通過管路2與反應電堆14的正極區域8的進口和出口聯接，負極罐4通過管路2與反應電堆14的負極區域7的進口和出口聯接，正極罐I與負極罐4上的管路上均有泵3與閥13，正極集流體5通過電源線引出正極11，負極集流體6通過電源線引出負極12，負極罐4內填充有負極活性物質和導電粒子、電解質溶液；從正極罐I內填充有含鋰化合物和導電粒子、電解質溶液。
[0020]所述的正極集流體5和負極集流體6為金屬網或多個金屬杆製成。
[0021]所述的隔膜9為聚乙烯材料。
[0022]將正、負極活性物質、導電劑、電解質溶液製成均一穩定漿料，分別注入到正極罐I和負極罐4中，正極集流體5和負極集流體6，二者並行固定在反應電堆14裡，中間以隔膜9分開；將反應電堆14、分別與正極罐1、負極罐4、閥13和泵3通過管路2密封連接，反應電堆14與外電路通過正極11和負極12連接；將泵3啟動，正負極漿料分別從正極罐I和負極罐4中流出，進入到反應堆的負極區域7和正極區域8，在外加電場作用下，進行鋰離子的嵌入反應；隨著漿料的不斷循環流動，活性物質的鋰嵌入量逐漸增加，當達到要求嵌入量後，將預嵌的負極活性物質從負極罐4中取出，除去電解質溶液，製成負極片，與活性炭正極片組合製備鋰離子電容器。
[0023]正極活性物質可選鎳鋰氧化物、錳鋰氧化物、鐵鋰氧化物、鈷鋰氧化物、釩鋰氧化物以及它們的改性材料；負極活性物質可選石墨、中間相碳微球、微晶碳；電解質溶液為高氯酸鋰、六氟磷鋰、三氟甲基磺酸鋰中的一種與有機溶劑組成，有機溶劑可選碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、乙腈；導電劑可選乙炔黑、碳納米管、石墨烯、納米碳纖維；隔膜為聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯/聚丙烯複合膜、纖維素膜。
[0024]正極罐I中注入錳酸鋰、納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的均一穩定漿料；負極罐4中注入石墨、納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的均一穩定眾料。
[0025]鋁金屬網製成的正極集流體5固定在右側，銅金屬網製成的負極集流體6固定在左側，中間為聚乙烯的隔膜9，正極集流體5、負極集流體6分別在反應電堆14的正極11和負極12兩端與外電路連接；隔膜9兩側分別為負極區域7和正極區域8 ;負極區域7和正極區域8分別通過進口和出口與管路2連接；反應電堆14最外層為絕緣層。
[0026]將反應電堆14分別與正極罐1、負極罐4、閥13和泵3通過管路2密封連接，將泵3啟動，調節閥13，用於鋰離子電容器的石墨、及其與納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的漿料從負極罐4中流出，經由連接管路2進入到反應電堆14的負極區域7 ;正極罐I中正極漿料從正極罐I中流出，經由連接管路2進入到反應電堆14的正極區域8，在外加電場作用下，鋰離子從錳酸鋰中脫出進入到電解液，電解液中的鋰離子嵌入到石墨中，當達到要求嵌入量後，取出負極罐中的漿料，去除電解質溶液，用於鋰離子電容器。
[0027]實施例2
[0028]正極罐I中注入磷酸鐵鋰、納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的均一穩定漿料；負極罐4中注入石墨、納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的均一穩定眾料。
[0029]10支招金屬杆製成的正極集流體5固定在右側，10支銅金屬杆製成的負極集流體6固定在左側，中間為聚乙烯的隔膜9，正極集流體5、負極集流體6分別在反應電堆14的正極11、負極12兩端與外電路連接；隔膜9兩側分別為正極區域8和負極區域7 ;正極區域8、負極區域7分別通過進口和出口與管路2連接；反應電堆14最外層為絕緣層。
[0030]將反應電堆14分別與正極罐1、負極罐4、閥13和泵3通過管路2密封連接，將泵3啟動，調節閥13，用於鋰離子電容器的石墨、及其與納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的漿料從負極罐4中流出，經由連接管路2進入到反應電堆14的負極區域7 ;正極罐I中正極漿料從正極罐I中流出，經由連接管路2進入到反應電堆14的正極區域8，在外加電場作用下，鋰離子從磷酸鐵鋰中脫出進入到電解液，電解液中的鋰離子嵌入到石墨中，當達到要求嵌入量後，取出負極罐中的漿料，去除電解質溶液，用於鋰離子電容器。
[0031]實施例3
[0032]正極罐I中注入鈷酸鋰、納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的均一穩定漿料；負極罐4中注入中間相炭微球、納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的均一穩定漿料。
[0033]鋁金屬網製成的正極集流體5固定在右側，銅金屬網製成的負極集流體6固定在左側，中間為聚乙烯的隔膜9，正極集流體5、負極集流體6分別在反應電堆14的正極11、負極12兩端與外電路連接；隔膜9兩側分別為正極區域8和負極區域7 ;正極區域8、負極區域7分別通過進口和出口與管路2連接；反應電堆14最外層為絕緣層。
[0034]將反應電堆14分別與正極罐1、負極罐4、閥13和泵3通過管路2密封連接，將泵3啟動，調節閥13，用於鋰離子電容器的石墨、及其與納米碳纖維、六氟磷鋰、碳酸乙烯酯組成的漿料從負極罐4中流出，經由連接管路2進入到反應電堆14的負極區域7 ;正極罐I中正極漿料從正極罐I中流出，經由連接管路2進入到反應電堆14的正極區域8，在外加電場作用下，鋰離子從鈷酸鋰中脫出進入到電解液，電解液中的鋰離子嵌入到中間相炭微球中，當達到要求嵌入量後，取出負極罐中的漿料，去除電解質溶液，用於鋰離子電容器。
【權利要求】
1.鋰離子電容器用預嵌鋰裝置，其特徵在於:反應電堆的外部為絕緣層，反應電堆的內部由中間的隔膜分成負極區域和正極區域，正極集流體位於反應電堆內的正極區域中，負極集流體位於反應電堆內的負極區域中，正極集流體與負極集流體為並行結構，並行數n ^ 2,正極罐通過管路與反應電堆的正極區域的進口和出口聯接，負極罐通過管路與反應電堆的負極區域的進口和出口聯接，正極罐與負極罐上的管路上均有泵與閥，正極集流體通過電源線引出正極,負極集流體通過電源線引出負極,負極罐內填充有負極活性物質和導電粒子、電解質溶液；從正極罐內填充有含鋰化合物和導電粒子、電解質溶液。
2.根據權利要求1中所述的鋰離子電容器用預嵌鋰裝置，其特徵在於所述的正極集流體和負極集流體為金屬網或多個金屬杆製成。
3.根據權利要求1 中所述的鋰離子電容器用預嵌鋰裝置，其特徵在於所述的隔膜為聚乙烯材料。
【文檔編號】H01G13/00GK203552954SQ201320676051
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】榮常如, 韓金磊, 馮佳奇, 陳書禮, 張克金, 安宇鵬 申請人:中國第一汽車股份有限公司