[发明专利]一种锂离子电容器及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种锂离子电容器，其特征在于，所述锂离子电容器包括正极、负极、隔膜和电解液；所述正极的材料包括磷酸铁锂、双电层材料、导电剂和粘结剂；所述负极的材料包括晶面间距d002至少为0.345nm的碳材料、导电剂和粘结剂。

2.根据权利要求1所述的锂离子电容器，其特征在于，所述磷酸铁锂、双电层材料、导电剂和粘结剂的质量比为(45～90):(5～45):(3～10):(2～10)；

优选地，所述磷酸铁锂的D50为0.5～10μm；

优选地，所述双电层材料的比表面积为800～3600m²/g；

优选地，所述双电层材料包括多孔碳材料；

优选地，所述磷酸铁锂和多孔碳材料的质量比为(1～18):1；

优选的，所述多孔碳材料包括活性炭、碳纳米管、介孔碳、碳气凝胶、骨架炭或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述正极的材料中的导电剂包括炭黑、导电石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述正极的材料中的粘结剂包括聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚四氟乙烯、聚丙烯腈或聚丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电容器，其特征在于，所述晶面间距d002至少为0.345nm的碳材料、导电剂和粘结剂的质量比为(80～98):(0.001～10):(2～10)；

优选地，所述晶面间距d002至少为0.345nm的碳材料包括硬碳和/或软碳；

优选地，所述硬碳的D50为0.5～15μm；

优选地，所述硬碳的晶面间距d002大于或等于0.38nm；

优选地，所述软碳的D50为2～20μm；

优选地，所述软碳的晶面间距d002大于或等于0.345nm；

优选地，所述负极的材料中的导电剂包括炭黑、导电石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述负极的材料中的粘结剂包括聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚四氟乙烯、聚丙烯腈或聚丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电容器，其特征在于，所述隔膜包括纤维素隔膜、PET无纺布隔膜、芳纶隔膜、PET无纺布陶瓷填充隔膜、PE陶瓷涂覆隔膜或PP陶瓷涂覆隔膜中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述隔膜的孔隙率大于或等于45％；

优选地，所述隔膜的透气度小于或等于200s/100mL。

5.根据权利要求1-4任一项所述的锂离子电容器，其特征在于，所述电解液包括六氟磷酸锂、溶剂和添加剂；

优选地，所述六氟磷酸锂的摩尔浓度为0.8～1.5mol/L；

优选地，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯和丙酸乙酯；

以溶剂和添加剂的质量总和为100％计：

优选地，所述碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量分数为7～13wt％；

优选地，所述碳酸甲乙酯在所述电解液中的质量分数为7～13wt％；

优选地，所述乙酸乙酯在所述电解液中的质量分数为70～80wt％；

优选地，所述丙酸乙酯在所述电解液中的质量分数为1～5wt％；

优选地，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和硫酸乙烯酯；

优选地，所述碳酸亚乙烯酯在所述电解液中的质量分数为1～2wt％；

优选地，所述氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量分数为0.5～1.5wt％；

优选地，所述硫酸乙烯酯在所述电解液中的质量分数为0.5～1.5wt％；

优选地，所述电解液的室温离子电导率大于或等于12mS/cm。