有机混合型超级电容器转让专利
申请号 : CN200810200714.1
文献号 : CN101409154B
文献日 : 2011-05-04
发明人 : 许检红 , 王然
申请人 : 上海奥威科技开发有限公司
摘要 :
本发明为一种有机混合型超级电容器，由正极、负极、介于两者之间的隔膜及有机电解液组成，其正极采用锂离子嵌入化合物，负极采用硬碳与多孔炭材料的混合物，电解液采用含有锂离子的有机溶剂。本发明制备的超级电容器具有高能量密度(能达到45-80Wh/kg)、高功率密度(>4500W/kg)的特性，可广泛应用于电动汽车、电动工具、太阳能储能、风能储能等领域。
权利要求 :
1.一种有机混合型超级电容器，由正极、负极、介于两者之间的隔膜及电解液组成，其特征在于正极采用锂离子嵌入化合物，负极采用硬碳与多孔炭材料的混合物，电解液采用含有锂离子的非水有机溶剂，其中所述硬碳和所述多孔炭材料的质量比在50∶45至
80∶15之间。
2.根据权利要求1所述的有机混合型超级电容器，其特征在于所述的硬碳包括树脂碳和有机聚合物热解碳中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的有机混合型超级电容器，其特征在于所述树脂碳包括酚醛树脂碳、环氧树脂碳、聚糠醇树脂碳、糠醛树脂碳，并且所述有机聚合物热解碳包括苯碳、聚糠醇热解碳、聚氯乙烯热解碳、酚醛热解碳。
4.根据权利要求1所述的有机混合型超级电容器，其特征在于所述的锂离子嵌入化合物包括：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。
5.根据权利要求1所述的有机混合型超级电容器，其特征在于所述的电解液中的锂离子由LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)、LiBOB、LiAsF6中的至少一种产生，并且所述的电解液中的非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、乙酸乙酯、乙腈中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的有机混合型超级电容器，其特征在于所述的隔膜包括聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、复合膜、无机陶瓷膜、纸隔膜。
7.一种制备根据权利要求1所述的有机混合型超级电容器的方法，包括：
(1)正极片的制备步骤：首先将锂离子嵌入化合物、导电剂、粘结剂混合，调成浆料，然后涂布在正极集流体上，经烘干、碾压、裁切、真空干燥制备成正极片；
(2)负极片的制备步骤：首先将硬碳、多孔炭、粘结剂混合，调成浆料，然后涂布在负极集流体上，经烘干、碾压、裁切、真空干燥制备成负极片；
(3)组装步骤：将制备好的正、负极片经叠片或卷绕成电芯，放入铝塑膜、铝壳或钢壳中，然后进行封口、注入在非水有机溶剂中含有锂离子的电解液，其中所述硬碳和所述多孔炭的质量比在50∶45至80∶15之间。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述的导电剂包括石墨粉、炭黑、乙炔黑或它们的混合物，并且所述的粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素纳和丁苯橡胶中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述的正极片的集流体包括铝箔、铝网，并且所述的负极片的集流体包括铜箔、铜网。
说明书 :
有机混合型超级电容器
技术领域
[0001] 本发明属于电容器技术领域，涉及超级电容器，特别是有机混合型超级电容器。
背景技术
[0002] 超级电容器是介于传统电容器与电池之间的一种新型电化学储能器件，它相比传统电容器有着更高的能量密度，静电容量能达千法拉至万法拉级；相比电池有着更高的功率密度和超长的循环寿命，因此它结合了传统电容器与电池的优点，是一种应用前景广阔的化学电源。它具有比容量高、功率大、寿命长、工作温限宽、免维护等特点。
[0003] 按照储能原理的不同，超级电容器可以分为三类：双电层电容器(EDLC)，法拉第准电容超级电容器和混合型超级电容器，其中双电层电容器主要是利用电极/电解质界面电荷分离所形成的双电层来实现电荷和能量的储存；法拉第准电容超级电容器主要是借助电极表面快速的氧化还原反应所产生的法拉第“准电容”来实现电荷和能量的储存；而混合型超级电容器是一极采用电池的非极化电极(如氢氧化镍)，另一极采用双电层电容器的极化电极(如活性炭)，这种混合型的设计可以大幅度提高超级电容器的能量密度。
[0004] 超级电容器按电解质分可分为无机电解质、有机电解质、聚合物电解质三种超级电容器，其中无机电解质应用较多的为高浓度的酸性(如H2SO4)或碱性(如KOH)的水溶液，中性水溶液电解质应用的较少；有机电解质则一般采用季胺盐或锂盐与高电导率的有机溶剂(如乙腈)组成混合电解液，而聚合物电解质如今只停留在实验室阶段，尚无商业化产品的出现。
[0005] 超级电容器采用有机电解质，可以大幅度提高电容器的工作电压，根据E＝1/2CV2可知，对提高电容器能量密度有很大的帮助。如今，成熟的有机超级电容器一般都采用对称型结构，即正负极使用相同的炭材料，电解液由铵盐和高电导率的有机溶剂(如乙腈)组成，这种电容器的功率密度很高，能达到5000-6000W/Kg，但其能量密度偏低，只能达到3-5Wh/Kg，因此，为了进一步提高有机超级电容器的能量密度，人们采用了混合型的结构设计，即正负极使用不同的活性材料。近年来，有机混合型超级电容器的研究不断增多，出现了如正极采用活性炭、负极采用钛酸锂和正极采用聚噻吩，负极采用钛酸锂等有机超级电容器。在申请号为200510110461.5的专利中，正极采用LiMn2-XMXO4，负极采用活性炭，该超级电容器的比能量最高可达50Wh/Kg(基于正、负极活性物质总质量计算的)。在申请号为
200710035205.3的专利中，正极采用锂离子嵌入化合物与多孔炭材料的混合物及它们的复合物，负极采用多孔炭材料与石墨的混合物及它们的复合物。但是，这些有机混合型超级电容器由于没引入容量和倍率性能都很好的负极材料，其能量密度与功率密度都不理想。
200710035205.3的专利中，正极采用锂离子嵌入化合物与多孔炭材料的混合物及它们的复合物，负极采用多孔炭材料与石墨的混合物及它们的复合物。但是，这些有机混合型超级电容器由于没引入容量和倍率性能都很好的负极材料，其能量密度与功率密度都不理想。
发明内容
[0006] 本发明是针对上述问题而进行的。本发明的一个目的是通过将新型的负极材料引入到超级电容器的混合型结构设计中，充分利用此类负极材料比容量高、功率特性好的优点，在保持超级电容器高功率、循环寿命长、无污染、高安全性、免维护等特性的前提下，大幅度提高超级电容器的能量密度，进一步拓宽超级电容器的应用领域。
[0007] 本发明是这样实现的：一种有机混合型超级电容器，由正极、负极、介于两者之间的隔膜及电解液组成，其特征在于正极采用锂离子嵌入化合物，负极采用硬碳与多孔炭材料的混合物，电解液采用含有锂离子的非水有机溶剂。
[0008] 本发明中所述的硬碳是指难石墨化碳，一般具有比容量高(达300-700mAh/g)、倍率性能好的特点，同时锂离子在这类材料中的嵌入不会引起结构显著膨胀，具有很好的充放电循环性能，它包括包括树脂碳和有机聚合物热解碳，所述树脂碳包括酚醛树脂碳、环氧树脂碳、聚糠醇树脂碳、糠醛树脂碳，并且所述有机聚合物热解碳包括苯碳、聚糠醇热解碳、聚氯乙烯热解碳、酚醛热解碳。
[0009] 本发明中所述的锂离子嵌入化合物包括：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等。锂离子在这类材料中嵌入-脱嵌可逆性好、扩散速度快，伴随反应的体积变化小，这样它们都具有良好的循环特性和大电流特性。
[0010] 本发明中所述的电解液中的锂盐包括LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)、LiBOB、LiAsF6中的至少一种；非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、乙酸乙酯、乙腈中的一种或几种。这些由锂盐组成的有机电解液具有高的离子电导率，能为充放电过程中锂离子的迁移提供快速的通道，增加反应的速率；同时具有电化学稳定的电位范围宽(在0-5V之间是稳定的)、热稳定性好、使用温度范围宽等特点，使得超级电容器充放电反应的稳定性大大提高，有利于电容器循环寿命的提升。
[0011] 本发明中所述的隔膜包括聚乙烯微孔膜(PE)、聚丙烯微孔膜(PP)、复合膜(PE+PP)、无机陶瓷膜、纸隔膜，其厚度一般在10-30μm，孔径在0.03μm-0.05μm，具有良好的吸附电解液的能力和耐高温特性。
[0012] 本发明中正极片的集流体采用铝箔、铝网，负极片的集流体采用铜箔、铜网。在极片的制作中，加入适量的导电剂和粘结剂。本发明中导电剂采用具有高导电性的石墨粉、炭黑、乙炔黑或它们的混合物。本发明中的粘结剂采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基纤维素纳(CMC)和丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。
[0013] 本发明中，正极片的制作步骤为：按照一定的质量比称取锂离子嵌入化合物、导电剂、粘结剂混合后，搅拌至膏状，然后涂在集流体上，经烘干、碾压、裁切、真空干燥制备成正极片。负极片的制作步骤为：按照一定的质量比称取硬碳、多孔炭材料、粘结剂混合后，搅拌至膏状，然后涂在集流体上，经烘干、碾压、裁切、真空干燥制备成负极片。
[0014] 本发明根据实际应用情况，可以制作成叠片或卷绕结构的方型超级电容器和圆柱型超级电容器，并都能保持高功率、高能量的特性，其外壳可以采用铝塑膜、钢壳、铝壳。
[0015] 本发明通过在负极上使用比容量高、功率性能好的硬碳材料，使得超级电容器具有高能量密度(能达到45-80Wh/Wh/Kg)、高功率密度(>4500W/Kg)的特性(能量密度和功率密度都是根据实际超级电容器的重量计算出来的)，可广泛应用于电动汽车、电动工具、太阳能储能、风能储能等领域。
具体实施方式
[0016] 下面通过实施例对本发明作进一步的说明：
[0017] 实施例中使用的主要原材料如下：
[0018] LiMn2O4—北大先行科技产业有限公司，型号为PS-10；
[0019] LiCoO2—湖南瑞翔新材料有限公司生产，型号为R747；
[0020] LiNiO2—中信国安盟固利公司生产；
[0021] LiFePO4—天津斯特兰能源科技有限公司生产，型号为SLFP-ES01；
[0022] LiNi0.8Co0.2O2—广州鸿森材料有限公司生产；
[0023] LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2—广州鸿森材料有限公司生产；
[0024] 多孔炭—日本KURARAY公司生产，型号为YP-17D；
[0025] 酚醛树脂碳—昆益树脂材料科技有限公司生产；
[0026] 苯碳—广州伟伯化工有限公司生产；
[0027] 石墨粉—TIMCAL公司生产，型号为KS-6；
[0028] PVDF(聚偏氟乙烯)—上海三爱富新材料股份有限公司生产，型号为FR921；
[0029] NMP(1-甲基-2-吡咯烷酮)—南京金龙化工厂生产；
[0030] 导电炭黑—TIMCAL公司生产，型号为Super-P；
[0031] 聚乙烯微孔膜—Tonen公司生产，为单层聚乙烯(PE)膜；
[0032] 无机陶瓷膜—Degussa公司生产，型号为SEPARION S240P30；
[0033] 实施例1：正极片的制作：将总量为500g的LiMn2O4、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质2
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC(碳酸乙烯酯)/DEC(碳酸二乙酯)(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成(即，电容器性能的激活)后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为
45Wh/Kg，比功率为6000W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在88％。
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC(碳酸乙烯酯)/DEC(碳酸二乙酯)(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成(即，电容器性能的激活)后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为
45Wh/Kg，比功率为6000W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在88％。
[0034] 实施例2：正极片的制作：将总量为500g的LiMn2O4、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质2
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5
2
混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经烘干(110～
2
120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。
选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。
电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为47Wh/Kg，比功率为5700W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在
84％。
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5
2
混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经烘干(110～
2
120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。
选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。
电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为47Wh/Kg，比功率为5700W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在
84％。
[0035] 实施例3：正极片的制作：将总量为500g的LiCoO2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质2
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为57Wh/Kg，比功率为5000W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在82％。
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为57Wh/Kg，比功率为5000W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在82％。
[0036] 实施例4：正极片的制作：将总量为500g的LiCoO2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量2
比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)上，
2
经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5
2
混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经烘干(110～
2
120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。
选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。
电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为61Wh/Kg，比功率为4800W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在
78％。
比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)上，
2
经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5
2
混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经烘干(110～
2
120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。
选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。
电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为61Wh/Kg，比功率为4800W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在
78％。
[0037] 实施例5：正极片的制作：将总量为500g的LiNiO2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质2
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为70Wh/Kg，比功率为5100W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在75％。
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为70Wh/Kg，比功率为5100W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在75％。
[0038] 实施例6：正极片的制作：将总量为500g的LiNiO2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量2
比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)上，
2
经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5
2
混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经烘干(110～
2
120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。
选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。
电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为76Wh/Kg，比功率为4947W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在
73％。
比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)上，
2
经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5
2
混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经烘干(110～
2
120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。
选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。
电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为76Wh/Kg，比功率为4947W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在
73％。
[0039] 实施例7：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：2 2
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为62Wh/Kg，比功率为5500W/Kg，经过7A充放循环
20000次后，容量保持率在90％。
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为62Wh/Kg，比功率为5500W/Kg，经过7A充放循环
20000次后，容量保持率在90％。
[0040] 实施例8：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：2 2
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为66Wh/Kg，比功率为5225W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在88％。
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为66Wh/Kg，比功率为5225W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在88％。
[0041] 实施例9：正极片的制作：将总量为500g的LiNi0.8Co0.2O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/2 2
cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为67Wh/Kg，比功率为5300W/Kg，经过7A充放循环
20000次后，容量保持率在80％。
cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为67Wh/Kg，比功率为5300W/Kg，经过7A充放循环
20000次后，容量保持率在80％。
[0042] 实施例10：正极片的制作：将总量为500g的LiNi0.8Co0.2O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：2 2
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为71Wh/Kg，比功率为5088W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在75％。
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为71Wh/Kg，比功率为5088W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在75％。
[0043] 实施例11：正极片的制作：将总量为500g的LiFePO4、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质2
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至3.7V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为50Wh/Kg，比功率为5800W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在92％。
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比
2
为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经
2
烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至3.7V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为50Wh/Kg，比功率为5800W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在92％。
[0044] 实施例12：正极片的制作：将总量为500g的LiFePO4、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质2
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5
2
混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经烘干(110～
2
120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。
选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。
电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至3.7V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为55Wh/Kg，比功率为5452W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在
90％。
量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm)
2
上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的苯碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5
2
混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm)，经烘干(110～
2
120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。
选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。
电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至3.7V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为55Wh/Kg，比功率为5452W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在
90％。
[0045] 将以上实施例实验结果总结如下表：
[0046] 表1：采用不同正负极材料的电容器性能的比较
[0047]
[0048] 从上表可以看出，正极使用锂离子嵌入化合物，负极使用硬碳与多孔碳的混合物的超级电容器表现出良好的能量密度、功率密度和循环寿命；从中也可以看出，当使用相同的负极混合物时，电容器的性能随着锂离子嵌入化合物的变化而有一定的差别。
[0049] 实施例13：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：50mg/cm2)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm2)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm2)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm2)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/LLiPF6EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，
7A放电至2.5V，电容器的比能量为61Wh/Kg，比功率为5600W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在91％。
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/cm2)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm2)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/LLiPF6EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，
7A放电至2.5V，电容器的比能量为61Wh/Kg，比功率为5600W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在91％。
[0050] 将以上实施例13与实施例7比较，总结如下表：
[0051] 表2：采用不同隔膜材料的电容器性能的比较
[0052]工作电压 能量密度 功率密度 容量保持
正极 负极 隔膜 率(20000
(V) (Wh/Kg) (W/Kg)
次后)
酚醛树脂碳
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 聚乙烯 2.5-4.2 62 5500 90％
+多孔炭
酚醛树脂碳 无机陶瓷
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 2.5-4.2 61 5600 91％
+多孔炭 膜
正极 负极 隔膜 率(20000
(V) (Wh/Kg) (W/Kg)
次后)
酚醛树脂碳
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 聚乙烯 2.5-4.2 62 5500 90％
+多孔炭
酚醛树脂碳 无机陶瓷
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 2.5-4.2 61 5600 91％
+多孔炭 膜
[0053] 从上表可以看出，无机陶瓷膜也可以很好地应用在此类有机混合型超级电容器中。
[0054] 实施例14：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：2 2
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/LLiPF6—EC/MEC(碳酸甲乙酯)(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为61.5Wh/Kg，比功率为5450W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在90.5％。
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/LLiPF6—EC/MEC(碳酸甲乙酯)(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为61.5Wh/Kg，比功率为5450W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在90.5％。
[0055] 实施例15：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：2 2
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6EC/DMC(碳酸二甲酯)(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至
4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为60.0Wh/Kg，比功率为5360W/Kg，经过
7A充放循环20000次后，容量保持率在89.8％。
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiPF6EC/DMC(碳酸二甲酯)(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至
4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为60.0Wh/Kg，比功率为5360W/Kg，经过
7A充放循环20000次后，容量保持率在89.8％。
[0056] 实施例16：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：2 2
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiBF4—EC/γ-BL(γ-丁内酯)(6：4)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为59.5Wh/Kg，比功率为5610W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在92.0％。
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiBF4—EC/γ-BL(γ-丁内酯)(6：4)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为59.5Wh/Kg，比功率为5610W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在92.0％。
[0057] 实施例17：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3 Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增2 2
重为：50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增
2 2
重为：25mg/cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiBF4—EC/PC(碳酸丙烯酯)/γ-BL(γ-丁内酯)(1：1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为
60.2Wh/Kg，比功率为5580W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在91.2％。
重为：50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为60:35:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增
2 2
重为：25mg/cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～130℃)制作成负极片。选用无机陶瓷膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/L LiBF4—EC/PC(碳酸丙烯酯)/γ-BL(γ-丁内酯)(1：1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为
60.2Wh/Kg，比功率为5580W/Kg，经过7A充放循环20000次后，容量保持率在91.2％。
[0058] 将以上实验结果总结如下表3：
[0059] 表3：采用不同电解液的电容器性能的比较
[0060]容量保
工作电 能量密度功率密
持率
正极 负极 隔膜 电解液 度
压(V) (Wh/Kg) (20000
(W/Kg)
次后)
酚醛树脂
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 1mol/L LiPF6—
2.5-4.262.0 5500 90.0％
炭 EC/DEC(1：1)
酚醛树脂
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 1mol/L LiPF6—
2.5-4.261.5 5450 90.50％
炭 EC/MEC(1：1)
酚醛树脂
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 1mol/L LiPF6—
2.5-4.260.0 5360 89.80％
EC/DMC(1：1)
炭
酚醛树脂
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 1mol/L LiBF4—
2.5-4.259.5 5610 92.0％
EC/γ-BL(6：4)
炭
酚醛树脂 1mol/L LiBF4—
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 EC//PC/γ-BL 2.5-4.260.2 5580 91.2％炭 (1：1：1)
工作电 能量密度功率密
持率
正极 负极 隔膜 电解液 度
压(V) (Wh/Kg) (20000
(W/Kg)
次后)
酚醛树脂
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 1mol/L LiPF6—
2.5-4.262.0 5500 90.0％
炭 EC/DEC(1：1)
酚醛树脂
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 1mol/L LiPF6—
2.5-4.261.5 5450 90.50％
炭 EC/MEC(1：1)
酚醛树脂
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 1mol/L LiPF6—
2.5-4.260.0 5360 89.80％
EC/DMC(1：1)
炭
酚醛树脂
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 1mol/L LiBF4—
2.5-4.259.5 5610 92.0％
EC/γ-BL(6：4)
炭
酚醛树脂 1mol/L LiBF4—
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 碳+多孔 聚乙烯 EC//PC/γ-BL 2.5-4.260.2 5580 91.2％炭 (1：1：1)
[0061] 从上表可以看出，使用不同的锂盐和有机溶剂的电容器的性能有一定的差别，但电容器的总体性能较好。
[0062] 实施例18：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：2 2
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为50:45:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/LLiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置
5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为59.0Wh/Kg，比功率为5650W/Kg，经过7A充放循环
20000次后，容量保持率在90.8％。
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为50:45:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成负极片。选用聚乙烯微孔膜为隔膜，将正极片(8片)、隔膜、负极片(9片)层叠成电芯，然后将叠好的电芯的正极极群焊在铝制极耳上、负极极群焊在镍制极耳上，将焊好后的电芯放入成型好的铝塑膜中，并注入1mol/LLiPF6—EC/DEC(1：1)的电解液40g，组装成方型超级电容器。电容器经化成后，进行性能测试，测试制度为7A充电至4.2V，静置
5min，7A放电至2.5V，电容器的比能量为59.0Wh/Kg，比功率为5650W/Kg，经过7A充放循环
20000次后，容量保持率在90.8％。
[0063] 实施例19：正极片的制作：将总量为500g的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、石墨粉、导电炭黑、PVDF按质量比为85:5:5:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在16μ的铝箔(涂布增重为：2 2
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为70:25:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～
50mg/cm)上，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37*59mm)、24h真空干燥(120～
130℃)制作成正极片。负极片的制作：将总量为300g的酚醛树脂碳、多孔炭材料、PVDF按质量比为70:25:5混合，用NMP调成浆料，然后涂布在10μ的铜箔上(涂布增重为：25mg/
2 2
cm)，经烘干(110～120℃)、碾压、裁片(尺寸为：37.5*59.5mm)、24h真空干燥(120～