[发明专利]一种LiMnO2预锂化剂及锂离子电容器的制备方法及锂离子电容器

权利要求书

1.一种采用LiMnO₂预锂化的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、LiMnO₂预锂化剂、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极片的预锂化得到锂离子电容器；

其中，所述LiMnO₂预锂化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将锰盐和碳酸盐溶于含有表面活性剂的溶剂中，在超声作用下搅拌反应得到沉淀，并过滤、洗涤、烘干，再在空气中烧结得到纳米Mn₂O₃；

（2）将步骤（1）中得到的纳米Mn₂O₃和无水Na₂CO₃混合均匀后在惰性气氛下进行烧结得到α-NaMnO₂；

（3）将步骤（2）中得到的α-NaMnO₂加入卤化锂溶液中，加热回流后冷却至室温，再过滤、洗涤、干燥得到LiMnO₂预锂化剂；

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3.8~4.5V，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0.05~0.1C进行恒流或恒压充电，截止电压为3.8~4.2V，第二次放电采用1~3C进行恒流放电，截止电压为1.8~2.2V。

2.根据权利要求1所述的采用LiMnO₂预锂化的锂离子电容器的制备方法，其特征在于，所述碳酸盐与锰盐的摩尔比为1~4：1，所述表面活性剂的添加量为锰盐质量的2~10 %。

3.根据权利要求1所述的采用LiMnO₂预锂化的锂离子电容器的制备方法，其特征在于，所述卤化锂为氯化锂和溴化锂中的一种或两种，所述卤化锂和α-NaMnO₂的摩尔比为2~10：1。

4.根据权利要求1所述的采用LiMnO₂预锂化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LiMnO₂预锂化剂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%。

5.根据权利要求4所述的采用LiMnO₂预锂化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。

6.根据权利要求1所述的采用LiMnO₂预锂化的锂离子电容器的制备方法，其特征在于，所述LiMnO₂预锂化剂的首次充电容量为200~280mAh·g^-1，首次充放电效率为1~15%，粒径小于20μm，比表面积为50~1000m²·g^-1。

7.一种如权利要求1~6中任一项所述的采用LiMnO₂预锂化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60~132Wh·kg^-1，功率密度为6.8~13kW·kg^-1。