[发明专利]一种锂离子超级电容器及其组装方法

权利要求书

1.一种锂离子超级电容器，包括正极、负极和有机电解质溶液，其特征在于：在锂盐有机电解质溶液中，以非晶氧化钛纳米结构材料为负极，以中孔结构炭材料为正极，组装成不对称型锂离子超级电容器；

氧化钛纳米结构材料为非晶的纳米颗粒、纳米线或纳米管，纳米颗粒的直径为5-100nm，纳米线的规格为：直径10-100nm，长度1-20μm；纳米管的规格为：内径5-30nm，外径20-50nm，长度1-10μm；

中孔结构炭材料为中孔分子筛为模板制备的中孔炭、层次孔炭材料或者采用具有不同中孔微孔比例的活性炭材料，按体积百分比计，中孔分子筛为模板制备的中孔炭，微孔比例10-40％，中孔比例60-90％；层次孔炭材料，微孔比例30-50％，中孔/大孔比例50-70％；活性炭材料，微孔比例40-90％，中孔比例10-60％；其中，大孔孔径指大于100nm，中孔孔径指2-50nm，微孔孔径指＜2nm。

2.按照权利要求1所述的锂离子超级电容器，其特征在于：氧化钛纳米结构材料为纳米管阵列，纳米管阵列的规格为：内径20-40nm，外径50-100nm，长度1-100μm。

3.按照权利要求1所述的锂离子超级电容器，其特征在于：锂盐有机电解质溶液中，锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、三氟甲磺酸锂、四氟硼酸锂或二草酸基硼酸锂，电解液的溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、1，3-二氧环戊烷、1，2-二甲氧基乙烷、1，4-丁内酯、碳酸甲丙酯之一种或多种混合。

4.按照权利要求3所述的锂离子超级电容器，其特征在于：有机溶剂为二元的混合溶剂碳酸丙烯酯/碳酸二甲酯或碳酸丙烯酯/碳酸二甲酯；碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯有机溶剂中，碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯的体积比为1∶(0.1-10)；碳酸丙烯酯/碳酸二甲酯有机溶剂中，碳酸丙烯酯与碳酸二甲酯的体积比为1∶(0.1-10)。

5.按照权利要求1所述的锂离子超级电容器的组装方法，其特征在于：在Li盐有机电解质溶液中，以非晶氧化钛纳米结构材料为负极，以中孔结构炭材料为正极，组装锂离子超级电容器；具体过程如下：

(1)将非晶氧化钛纳米结构基片用丙酮清洗并真空干燥，得到复合电极；

(2)将中孔结构炭材料和粘结剂、导电剂以重量比(80-90)∶(5-10)∶(5-10)，在乙醇中混和均匀，真空干燥后得到复合电极材料；以乙醇润湿后涂抹到发泡镍集电极上，真空干燥，得到复合电极；

(3)将非晶氧化钛纳米结构基片和中孔结构炭材料发泡镍复合电极组装成锂离子超级电容器。

6.按照权利要求1所述的锂离子超级电容器的组装方法，其特征在于：在Li盐有机电解质溶液中，以非晶氧化钛纳米结构材料为负极，以中孔结构炭材料为正极，组装锂离子超级电容器；具体过程如下：

(1)将非晶氧化钛纳米结构材料和粘结剂、导电剂以重量比(80-90)∶(5-10)∶(5-10)，在乙醇中混和均匀，真空干燥后得到复合电极材料；以乙醇润湿后涂抹到发泡镍集电极上，真空干燥，得到复合电极；

(2)将中孔结构炭材料和粘结剂、导电剂以重量比(80-90)∶(5-10)∶(5-10)，在乙醇中混和均匀，真空干燥后得到复合电极材料；以乙醇润湿后涂抹到发泡镍集电极上，真空干燥，得到复合电极；

(3)将非晶氧化钛纳米结构材料和中孔结构炭材料发泡镍复合电极组装成锂离子超级电容器。

7.按照权利要求5或6所述的锂离子超级电容器的组装方法，其特征在于：粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、丙烯酸、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素纳或丁苯橡胶。

8.按照权利要求5或6所述的锂离子超级电容器的组装方法，其特征在于：导电剂为炭黑、导电石墨、鳞片石墨、乙炔黑、多/双/单壁碳纳米管或纳米碳纤维。