[发明专利]一种锂离子电容电池及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电容电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）制备正极：将正极活性材料、粘结剂PVDF和导电剂钽加入到N-甲基-2-吡咯烷酮中，分散均匀，得到正极浆料，然后将所得正极浆料涂在铝箔上，干燥并轧制形成正极；

（2）制备负极：将负极活性材料和粘结剂PVDF加入到N-甲基-2-吡咯烷酮中，分散均匀，得到负极浆料，然后将所得负极浆料涂在铜箔上，干燥并轧制形成负极；

（3）制备电解液：将锂盐溶解在碳酸乙烯酯溶剂中，再加入Ta₂O₅粉末，分散均匀，即得到电解液；锂盐、碳酸乙烯酯和Ta₂O₅的质量比为8-18:100:7-14，所述锂盐为LiPF₆；

（4）将制备得到的正极、负极和电解液组装成锂离子电容电池；

其中，所述负极活性材料为氮掺杂多孔碳负载MoS₂纳米花，其制备方法包括如下步骤：

（a1）制备苯并咪唑基多孔聚合物：将3,3'-二氨基联苯胺加入到四氢呋喃溶剂中，搅拌均匀，再加入1,2,4,5-四(4'-醛基苯基)苯，先进行预反应，然后进行交联聚合反应，待交联聚合反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤和干燥，即得到苯并咪唑基多孔聚合物；

（a2）制备氮掺杂多孔碳材料：将苯并咪唑基多孔聚合物和氯化锌加入到去离子水中，超声分散均匀后蒸发溶剂，然后进行碳化反应，待反应结束后，将反应产物进行离心、洗涤和干燥，即得到氮掺杂多孔碳材料；

（a3）制备氮掺杂多孔碳负载MoS₂纳米花：将氮掺杂多孔碳材料、钼酸钠、硫脲和柠檬酸加入到去离子水中，超声分散均匀，然后进行水热反应，待反应结束后，将反应产物进行离心、洗涤和干燥，即得到氮掺杂多孔碳负载MoS₂纳米花。

2.一种根据权利要求1所述的锂离子电容电池的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述正极活性材料、粘结剂PVDF和导电剂钽的质量比为8:1-1.5:0.5-1，所述正极活性材料为LiCoO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂或LiFePO₄中的至少一种。

3.一种根据权利要求1所述的锂离子电容电池的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述负极活性材料和粘结剂PVDF的质量比为9:1-1.5。

4.一种根据权利要求1所述的锂离子电容电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（a1）中3,3'-二氨基联苯胺和1,2,4,5-四(4'-醛基苯基)苯的质量比为45-80:100，预反应温度为20-40℃，预反应时间为8-12h，交联聚合反应条件为：在氮气氛围中于120-140℃下，反应60-90h。

5.一种根据权利要求1所述的锂离子电容电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（a2）中苯并咪唑基多孔聚合物和氯化锌的质量比为100:55-80，碳化反应条件为：在氩气氛围中于800-900℃下，反应2-6h。

6.一种根据权利要求1所述的锂离子电容电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（a3）中氮掺杂多孔碳材料、钼酸钠、硫脲和柠檬酸的质量比为100:130-150:205-240:135-160。

7.一种根据权利要求1所述的锂离子电容电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（a3）中水热反应温度为170-190℃，水热反应时间为10-20h。

8.一种由权利要求1-7任一项所述制备方法得到的锂离子电容电池。