[发明专利]一种用于锂离子电容器的复合正极材料及其应用

权利要求书

1.一种用于锂离子电容器的复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料包括磷酸铁锰锂和多孔碳材料，所述多孔碳材料和磷酸铁锰锂的质量比为(60～90):(5～25)。

2.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述多孔碳材料和磷酸铁锰锂的质量比为(60～90):(10～20)。

3.根据权利要求1或2所述的复合正极材料，其特征在于，所述多孔碳材料包括活性炭、介孔碳、石墨烯和碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合，优选为活性炭；

优选地，所述多孔碳材料的比表面积为800～3000m²/g；

优选地，所述磷酸铁锰锂的化学式为LiMn_xFe_1-xPO₄，其中，0.5x≤0.8。

4.一种锂离子电容器，其特征在于，所述锂离子电容器包括正极和负极，所述正极包括正极活性材料层，所述正极活性材料层中包括根据权利要求1-3任一项所述的复合正极材料。

5.根据权利要求4所述的锂离子电容器，其特征在于，所述正极活性材料层中还包括正极导电剂和正极粘结剂；

优选地，所述正极导电剂包括炭黑、导电石墨、碳纳米管和石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述正极粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，以所述正极活性材料层的质量为100wt％计，所述磷酸铁锰锂的含量为5～30wt％；

优选地，所述正极活性材料层中，多孔碳材料、磷酸铁锰锂、正极导电剂和正极粘结剂的质量比为(60～90):(5～25):(3～10):(2～10)。

6.根据权利要求4或5所述的锂离子电容器，其特征在于，所述负极包括负极活性材料、负极导电剂和负极粘结剂；

优选地，所述负极活性材料包括软碳、硬碳和石墨中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述负极活性材料、负极导电剂和负极粘结剂的质量比为(80～95):(1～10):(2～10)。

7.根据权利要求4-6任一项所述的锂离子电容器，其特征在于，所述锂离子电容器还包括隔膜和电解液；

优选地，所述隔膜包括纤维素隔膜、PET陶瓷隔膜、PP陶瓷隔膜和PE陶瓷隔膜中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述电解液包括锂盐、溶剂和添加剂；

优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂；

优选地，所述溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯和硫酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合。

8.一种根据权利要求4-7任一项所述的锂离子电容器的制备方法，所述制备方法包括：

采用所述复合正极材料制备正极，将制备得到的正极与隔膜和负极叠加，所述隔膜位于所述正极和所述负极之间，制备锂离子电容器。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)采用所述复合正极材料制备正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体的两侧表面，得到正极；

(2)采用负极活性材料制备负极浆料，将负极浆料涂覆在负极集流体的两侧表面，得到负极；

(3)按照隔膜位于所述正极和所述负极之间的顺序，将所述的正极、负极和隔膜进行叠加，所述隔膜呈Z字形，得到锂离子电容器电芯；

(4)将步骤(3)所述锂离子电容器电芯进行封装和注液，得到锂离子电容器。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述制备正极浆料的过程中，还加入正极导电剂和正极粘结剂；

优选地，所述制备负极浆料的过程中，还加入负极导电剂和负极粘结剂。