[发明专利]磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法及使用该材料的锂离子电容器的制备方法

权利要求书

1.磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于其步骤如下：一、制备磷酸铁锂前驱体和膨胀石墨；二、将膨胀石墨与磷酸铁锂前驱体混合，室温下机械搅拌24h，接着超声30min，然后置于鼓风干燥箱中在60℃的条件下干燥，即可得到磷酸铁锂/膨胀石墨复合前驱体；其中膨胀石墨占复合前驱体的质量分数为0.5%～25%。三、将步骤二中得到的复合前驱体放在高纯石英管中，将石英管送入高温管式电阻炉中，在惰性气体的保护下升温至500～1500℃，并恒温碳化5～20h，升温速率为1～30℃/min，气体流速为0.1～5L/h，待冷却至室温后取出，研磨，得到黑色磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于步骤一的过程为：将磷源、铁源和锂源按摩尔比1:1:1溶于H₂O中，45℃条件下水浴加热搅拌配制成磷酸铁锂前驱体，同时将可膨胀石墨在马弗炉中900℃下膨胀20s；其中的锂源为水溶性锂盐；铁源为水溶性铁盐；磷源为水溶性磷盐。

3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于水溶性锂盐为氯化锂或氢氧化锂或磷酸二氢锂；水溶性铁盐为柠檬酸铁或柠檬酸铁铵；水溶性磷盐为磷酸二氢锂或磷酸二氢铵。

4.根据权利要求3所述的磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于步骤二中膨胀石墨占复合前驱体的质量分数为2.5%～15%。

5.根据权利要求4所述的磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于步骤三中升温至550～750℃，恒温碳化时间为6～14h，升温速率为5～15℃/min。

6.根据权利要求5所述的磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于步骤三中保护气体为氮气或氩气，当保护气体为氮气时气体流速为3L/h。

7.使用磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的锂离子电容器的制备方法，其特征在于步骤如下：将制备的磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料制成电极片作为正极，采用活性碳和石墨混合制成电极片作为负极，正负极片中间夹以聚丙烯隔膜，组装成锂离子电容器，正负极片中间注入浓度为0.1mol/L～5mol/L的无机锂盐水溶液为电解液。

8.根据权利要求7所述的使用磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的锂离子电容器的制备方法，其特征在于电解液为1mol/L的硝酸锂水溶液。