[发明专利]纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料及锂离子电容器的制备方法及锂离子电容器

权利要求书

1.一种纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将金属锂粉、纳米金属氧化物和多孔碳材料混合均匀得到混合物，在惰性气氛下，缓慢加热混合物并保温，再冷却至室温得到纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属锂粉的粒径小于50μm，所述多孔碳材料含有微孔、介孔和大孔，且孔径大于20nm的孔占所有孔的比例大于30％。

3.根据权利要求1所述的纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述加热混合物时，控制升温速率为1～5℃·min^-1，并升温至180～240℃再保温1～5h，所述冷却时，控制降温速率为1～5℃·min^-1。

4.一种锂离子电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将正极活性材料、纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料、导电剂和粘结剂混合均匀后经后续处理得到锂离子电容器的正极极片，将负极活性材料、导电剂和粘结剂混合均匀后经后续处理得到锂离子电容器的负极极片，再将正负极片组装后经活化处理实现负极材料的预锂化得到锂离子电容器。

5.根据权利要求4所述的锂离子电容器的制备方法，其特征在于，所述纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料由权利要求1～3中任一项制备得到。

6.根据权利要求4所述的锂离子电容器的制备方法，其特征在于，所述正极极片中，所述纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料的质量为正极极片总质量的2～50％，所述导电剂和粘结剂的总质量为正极极片质量的2～20％；所述负极极片中，所述导电剂和粘结剂的总质量为负极极片质量的2～20％。

7.根据权利要求6所述的锂离子电容器的制备方法，其特征在于，所述正极活性材料与负极活性材料的质量比为0.5～4：1。

8.根据权利要求4所述的锂离子电容器的制备方法，其特征在于，所述纳米过渡金属-纳米氧化锂-多孔碳复合材料的首次充电容量为600～1000mAh·g^-1，首次充放电效率为1～10％，比表面积为100～1000m²·g^-1。

9.根据权利要求4～8中任一项所述的锂离子电容器的制备方法，其特征在于，所述活化处理为经过两次充放电循环，第一次充电采用0.02～0.1C进行恒流或恒压充电，截止电压为3.8～4.7V，第一次放电采用1～3C进行恒流放电，截止电压为1.8～2.2V，第二次充电采用0.02～0.1C进行恒流或恒压充电，截止电压为3.8～4V，第二次放电采用1～3C进行恒流放电，截止电压为1.8～2.2V。

10.一种如权利要求4～9中任一项所述的锂离子电容器的制备方法制备得到的锂离子电容器，其特征在于，所述锂离子电容器的能量密度为70～135Wh·kg^-1，功率密度为6～12kW·kg^-1。