锂离子电容器正极材料和锂离子电容器的制作方法与制作流程
正极材料掺杂技术

正极材料掺杂技术正极材料掺杂技术是一项关键的能源领域研究技术,能够显著提升电池的性能和容量。
本文将介绍正极材料掺杂技术的原理、应用和未来发展方向。
一、原理正极材料是锂离子电池中的重要组成部分,其性能直接影响电池的储能能力和循环寿命。
正极材料掺杂技术通过在正极材料中引入其他元素,改变其晶体结构和电子结构,从而提高电池的性能。
常见的掺杂元素包括过渡金属离子、多元金属离子和非金属离子等。
掺杂技术的原理主要有两个方面。
首先,掺杂元素能够改变正极材料的晶格结构,增加材料的晶格缺陷和杂质位点,从而提高电池的离子传输速率和扩散系数。
其次,掺杂元素能够改变正极材料的电子结构,增加电荷传输通道和电子迁移速率,提高电池的导电性能和反应动力学。
二、应用正极材料掺杂技术在锂离子电池领域有着广泛的应用。
首先,掺杂技术可以提高正极材料的容量和循环寿命。
例如,以过渡金属离子掺杂的锂铁磷酸盐材料,能够显著提高电池的容量和循环寿命。
其次,掺杂技术可以改善正极材料的电导率和电化学性能。
例如,以多元金属离子掺杂的锰酸锂材料,能够提高电池的能量密度和功率密度。
正极材料掺杂技术还可以应用于其他能源领域,如超级电容器和燃料电池。
通过掺杂技术改善材料的电化学性能,可以提高超级电容器的能量密度和功率密度,增强燃料电池的催化性能和稳定性。
三、未来发展方向正极材料掺杂技术在能源领域具有巨大的潜力和发展空间。
未来的研究方向主要包括以下几个方面:1. 探索更多的掺杂元素和方法。
目前已有的掺杂元素和方法虽然取得了一定的成果,但仍然存在着一些问题和挑战。
因此,需要进一步研究和开发新的掺杂元素和方法,以提高正极材料的性能和稳定性。
2. 优化掺杂材料的结构和性能。
掺杂技术不仅可以改变正极材料的晶体结构和电子结构,还可以改变其形貌和表面性质。
因此,需要进一步优化掺杂材料的结构和性能,以提高电池的能量密度和循环寿命。
3. 探索新的应用领域和市场。
正极材料掺杂技术不仅可以应用于锂离子电池领域,还可以应用于其他能源领域,如超级电容器和燃料电池。
锂离子电池的制作流程

锂离子电池的制作流程1.负极材料的制备:2.正极材料的制备:锂离子电池的正极材料有多种选择,常见的有锂铁磷酸盐(LiFePO4)和三元材料(如锰酸锂、钴酸锂和镍酸锂的复合物)。
正极材料的制备通常采用固态反应或湿法合成。
然后,将正极材料与导电剂和粘结剂混合,并添加适量的溶剂,制成正极材料浆料。
3.电解液的制备:电解液是锂离子电池中起电导和传递锂离子作用的重要组成部分。
一般采用有机溶剂和锂盐混合制备电解液。
有机溶剂通常是碳酸酯、环状碳酸酯或甘醇醚等。
锂盐主要有氟化锂、磷酸锂或六氟磷酸锂等。
制备电解液时需要注意溶剂和锂盐的纯度和配比,以及获得高电导率的条件。
4.卷绕和层叠:卷绕和层叠是组装锂离子电池的关键步骤。
首先,在电解液中混合正负极材料与导电剂的浆料,制备正负极片。
然后,将正负极片和隔膜交替层叠在一起,形成电池芯。
层叠过程中需要注意电极片之间的对齐和紧密贴合,以及避免正负极短路。
5.紧凑和封装:将层叠好的电池芯放在压力机中,经过一定的压力和温度下进行紧凑处理。
这一步骤有助于提高电池芯的紧凑度和一致性。
然后,将电池芯封装在铝塑复合膜或铝箔袋中,并进行密封。
封装过程中需要注意避免氧气和水分的进入,以提高电池的安全性和稳定性。
6.电池性能测试和整理:整理是指将制作好的电池按照一定的标准进行测试和分类整理。
主要测试项包括电池容量、内阻、循环寿命、温度特性等。
根据测试结果,将电池按照性能等级进行分类。
以上就是锂离子电池的制作流程。
锂离子电池的制作过程需要严格的操作和控制,以确保电池的性能和安全性。
同时,不同厂商和应用场景可能有所差异,上述流程仅为一般制作流程的概述。
锂离子超容和钛酸锂

锂离子超容和钛酸锂锂离子超级电容器(LIC)和钛酸锂电池(LTO)都是目前最受关注的新兴能源存储技术。
它们在能量存储、电动汽车、可再生能源等领域有着广泛的应用前景。
本文将从材料特性、性能表现、应用领域以及发展前景等方面对锂离子超级电容器和钛酸锂电池进行生动、全面、有指导意义的介绍。
首先,让我们来了解锂离子超级电容器的材料特性。
锂离子超级电容器的正极和负极材料分别为活性碳和锂金属,同时使用盐溶液作为电解介质,这种设计使得锂离子超级电容器在循环寿命、倍率性能、能量密度等方面表现出色。
而钛酸锂电池则采用Li4Ti5O12作为负极材料,具有优异的安全性和循环寿命。
在性能表现方面,锂离子超级电容器和钛酸锂电池都有其独特之处。
锂离子超级电容器具有高比电容和高功率密度,可以实现快速充放电和高效能量转换。
而钛酸锂电池则具有高功率特性和优异的低温性能,能够在极端环境下稳定工作。
因此,锂离子超级电容器和钛酸锂电池在不同应用场景中都能发挥其特有优势。
接下来,让我们来探讨锂离子超级电容器和钛酸锂电池的应用领域。
锂离子超级电容器可以应用于电动汽车、智能电网、储能系统等领域。
它们可以实现快速充电和高能量密度,为电动汽车提供更长的续航里程和更短的充电时间。
钛酸锂电池则适用于高功率需求较大的电子产品、电动工具等场景。
其卓越的循环寿命和低温性能使得钛酸锂电池成为许多特殊环境下的理想选择。
最后,让我们展望锂离子超级电容器和钛酸锂电池的发展前景。
随着清洁能源的需求不断增长,人们对于高效能量存储技术的需求也在不断提升。
锂离子超级电容器和钛酸锂电池作为新兴技术,具有突出的特点和潜力。
随着科学研究和工程应用的不断深入,这两种技术有望进一步提升性能,降低成本,推动其在能源存储领域的广泛应用。
综上所述,锂离子超级电容器和钛酸锂电池作为能源存储技术的代表,各自具有独特的材料特性、性能表现、应用领域和发展前景。
理解和掌握这些关键信息对于我们在能源领域做出明智的决策具有重要意义。
锂电池生产制作流程及详解

锂电池生产制作流程及详解锂电池是一种利用锂离子在正负极之间迁移产生电能的二次电池。
它具有高能量密度、长寿命、轻质小巧等优点,被广泛应用于手机、电动车、无人机等设备中。
下面将详细介绍锂电池的生产制作流程。
1.原材料准备生产锂电池的关键原材料主要有正极材料、负极材料、电解液和隔膜。
正极材料通常为氧化钴、氧化镍或锰酸锂等,负极材料为石墨或锂钛酸锂等。
电解液一般由锂盐和有机溶剂组成,隔膜则用于隔离正负极。
2.正负极制备将正极材料和负极材料加工成合适的形状和尺寸,一般是将它们混合后制成浆料,再涂覆在铝、铜等金属箔上,形成正负极片。
这些金属箔将用作电池的电流收集器。
3.组装电池片将正负极片叠加在一起,两极之间用隔膜隔开,形成一个电池片。
在叠加过程中,需要注意正负极材料的对齐,以确保电池性能。
4.注入电解液将电池片放入容器中,注入预先配好的电解液。
电解液会被锂离子吸附,从而形成可逆的电化学反应。
5.封装和密封将装有电池片和电解液的容器密封,通常使用铝箔和塑料膜进行封装,以防止电解液泄漏和外界杂质的进入。
6.电化学成形将封装好的电池进行电化学成形,即通过外部电流的作用,让锂离子在正负极之间产生氧化还原反应。
这一过程将导致电池的充电和放电特性的形成。
7.容量测试和分级对生产出的锂电池进行容量测试,以确认其性能是否符合要求。
然后将其按照容量分级,以满足不同应用场景的需求。
8.终测和整合对分级后的锂电池进行最后一次测试,确保其质量和性能。
然后将其整合到手机、电动车等设备中,以提供电力支持。
总结:锂电池的生产制作流程包括原材料准备、正负极制备、组装电池片、注入电解液、封装和密封、电化学成形、容量测试和分级、终测和整合等步骤。
每个环节都十分关键,只有确保每个步骤的质量可控和稳定性,才能生产出高质量的锂电池产品。
《2024年正极补锂材料Li5FeO4与Li5AlO4的性能研究》范文

《正极补锂材料Li5FeO4与Li5AlO4的性能研究》篇一一、引言随着电动汽车和可再生能源技术的快速发展,锂离子电池的广泛应用在许多领域起到了决定性作用。
对于电池技术的不断革新与提升,正极材料性能的改善至关重要。
本篇论文着重探讨了两种新型正极补锂材料Li5FeO4和Li5AlO4的物理和化学性能,为电池技术的进一步发展提供理论支持。
二、Li5FeO4的性能研究1. 结构与合成Li5FeO4具有稳定的晶体结构,其合成过程相对简单,且环境友好。
通常采用高温固相反应法或溶胶凝胶法进行合成。
在合成过程中,铁源的选择、反应温度和时间等因素都会影响最终产物的性能。
2. 电化学性能Li5FeO4作为正极补锂材料,具有较高的理论比容量和良好的循环稳定性。
其充放电过程中,锂离子的嵌入和脱出过程较为平稳,有效减少了电池的容量衰减。
此外,其良好的电子导电性也有助于提高电池的充放电速率。
3. 实际应用Li5FeO4在锂离子电池中具有广泛的应用前景。
其高能量密度和长循环寿命使其成为电动汽车、可再生能源储存等领域的理想选择。
此外,其成本较低,有利于大规模生产和应用。
三、Li5AlO4的性能研究1. 结构与合成Li5AlO4同样具有稳定的晶体结构,其合成方法与Li5FeO4类似。
在合成过程中,铝源的选择对最终产物的性能具有重要影响。
此外,合成过程中的温度和时间控制也是关键因素。
2. 电化学性能Li5AlO4具有较高的离子扩散速率和良好的结构稳定性,使其在充放电过程中表现出优异的循环性能和容量保持率。
此外,其充放电平台较为平坦,有助于提高电池的能量利用率。
3. 实际应用Li5AlO4在高温和过充条件下具有较高的安全性能,使其成为一种具有潜力的正极补锂材料。
其在航空航天、军事等领域的应用也受到广泛关注。
四、结论与展望通过对Li5FeO4和Li5AlO4两种正极补锂材料的性能研究,我们可以看出它们在锂离子电池领域具有广阔的应用前景。
软包锂离子电池的制作流程

软包锂离子电池的制作流程软包锂离子电池(Lithium-ion Battery)是一种采用锂离子作为电荷载体的可充电电池,由于具有高能量密度、长寿命、轻量化等优点,被广泛应用于移动电子设备、电动车辆等领域。
下面将介绍软包锂离子电池的制作流程。
1. 正极材料制备软包锂离子电池的正极材料通常采用氧化物作为活性材料,如钴酸锂(LiCoO2)、镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)等。
制备过程包括原料配比、混合、球磨、干燥等步骤。
通过控制材料的颗粒大小和组分比例,可以获得高性能的正极材料。
2. 负极材料制备软包锂离子电池的负极材料通常采用石墨或硅材料。
制备过程包括原料混合、球磨、干燥等步骤。
其中,硅材料具有更高的容量,但容易发生体积膨胀引起损坏,因此需要采取措施来解决这个问题。
3. 电解液制备软包锂离子电池的电解液主要由溶剂和盐组成。
常用的溶剂有碳酸酯类、醚类等,常用的盐有氟化锂(LiPF6)等。
电解液的制备过程包括原料混合、过滤、脱气等步骤。
为了提高电解液的安全性,还可以添加一些抑制剂和添加剂。
4. 薄膜制备软包锂离子电池的薄膜主要包括隔膜和集流体。
隔膜是用于隔离正负极,防止短路的发生,通常采用聚合物材料制成。
集流体用于收集电流,通常采用铜箔或铝箔制成。
薄膜的制备过程包括材料切割、涂覆、烘干等步骤。
5. 组装软包锂离子电池的组装过程包括正负极片的叠层、隔膜的穿孔、电解液的注入等步骤。
在这个过程中,需要保持良好的清洁环境,避免杂质进入电池内部。
同时,还需要控制好正负极片的压力和电解液的注入量。
6. 封装软包锂离子电池的封装过程主要是将组装好的电芯放入软包中,并进行密封。
这一步骤需要注意防止电芯受到外部挤压或磨损,保证电芯的完整性和安全性。
7. 电池测试软包锂离子电池制作完成后,需要进行电池测试,包括电压测试、容量测试、循环寿命测试等。
这些测试可以评估电池的性能和质量,并为后续的应用提供参考。
总结:软包锂离子电池的制作流程包括正极材料制备、负极材料制备、电解液制备、薄膜制备、组装、封装和电池测试等步骤。
锂离子电容和超级电容

锂离子电容和超级电容一、介绍在电子设备和能源存储领域,电容器是一种常见的储能元件。
锂离子电容和超级电容是近年来发展起来的两种新型电容器,具有高能量密度、长寿命和高充放电效率等特点。
本文将从原理、结构、性能以及应用等方面对锂离子电容和超级电容进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、原理1. 锂离子电容原理锂离子电容是一种通过锂离子在正负极之间的插层化学反应来实现能量储存的电容器。
它的正极材料通常采用锂离子能插入/脱插的高容量材料,如锂铁磷酸盐(LFP)、锰酸锂(LiMn2O4)和钴酸锂(LiCoO2)等。
负极材料采用碳材料,如石墨、活性炭和碳纳米管等。
在充电过程中,锂离子从正极脱离,经过电解质在正负极之间移动,在负极插层化学反应,释放出电子和锂离子,同时正极释放出锂离子和电子。
在放电过程中,反应方向相反,锂离子从负极进行插层化学反应,形成锂金属和负极材料之间的锂离子插层化学反应。
2. 超级电容原理超级电容是一种通过电解质电离和电荷积累实现能量储存的电容器。
它的正负极之间没有化学反应,而是通过电双层和电荷分离来存储电能。
正负极都是碳材料,如活性炭、碳纳米管和氧化石墨等。
超级电容中的电解质通常是有机溶液或离子液体,主要起到传递离子和电荷的作用。
正极和负极之间形成了一个电荷分离层,其中正极吸附了电解质中的阴离子,负极吸附了电解质中的阳离子。
当施加电压时,离子在电解质中移动,电荷在正负极之间积累,实现能量储存。
1. 锂离子电容结构典型的锂离子电容由正极、负极和电解质组成。
正极是一种锂离子插层化学反应材料,负极是一种碳材料。
电解质通常是有机溶液或离子液体,具有高离子传导性和化学稳定性。
正极和负极之间通过电解质隔离,常见的隔膜材料有聚乙烯膜、聚丙烯膜和聚氟乙烯膜等。
隔膜具有良好的电解质离子选择性和电荷阻挡性,阻止正负极直接接触,同时允许离子传输。
2. 超级电容结构超级电容由两个电极和电解质组成。
电极通常采用碳材料,如活性炭或碳纳米管。
锂离子混合电容器

金属-有机骨架派生的折皱薄板装配的长方体多孔碳可作为超高能量密度锂离子混合电化学电容器(Li-HECS)的正极活性材料Abhik Banerjee,ab Kush Kumar Upadhyay,ab Dhanya Puthusseri,ab VanchiappanAravindan,*c Srinivasan Madhavi*cd and Satishchandra Ogale*ab 锂离子混合电容器(锂离子电化学电容器)成功的吸引了密切关注下一代先进储能技术的人们,这种技术可以同时满足高功率密度和高能量密度的要求。
在这里,我们将演示合成的较高的表面积三维碳长方体是如何用于金属 - 有机骨架(MOF)作为阴极材料与钛酸锂作为负极的高性能锂离子电化学电容器中的。
电池的能量密度是65 瓦时每千克,这明显高于市场上销售的可使用的活性碳(这种活性碳的能量密度只有36瓦时每千克),也高于对称的超级电容器基于相同的金属-有机骨架派生的碳(金属-有机骨架派生碳的能量密度是20瓦时每千克)。
这种正极是金属-有机骨架派生的碳材料,负极是钛酸锂的锂离子电容器在1000恒电流的高循环率条件下,保留了初始值的80%(25瓦时每千克)的优良循环性能。
这个结果清晰的表明:在锂离子电化学电容器配置领域中,金属-有机骨架派生出的碳材料将成为未来混合式电动汽车配置中最有前途的材料。
1.前言近年来,金属 - 有机骨架材料(即MOFs)凭借其独特的形式和性质在材料科学领域已成为最有前途的结构材料之一。
基本上,金属-有机骨架是金属和配位体的晶体组件。
其中,金属离子和配位体相互协调形成一个高度开放的三维框架。
简易的合成程序和其本身固有的多孔性使得金属-有机骨架成为了最有吸引力的候选材料,其用于各种领域包括催化,传感器,药物递送,气体吸附法,气体分离等等。
【1-6】事实上,金属-有机骨架材料合成了多种功能性强的无机材料和以碳为基础的材料的,其可用于不同的应用中,在这种情况下,金属-有机骨架材料也是一种有前途的先驱材料。
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图片简介:本技术实施例介绍了一种锂离子电容器正极材料和锂离子电容器的制作方法,该锂离子电容器正极材料的制作方法,包括:将碳材料和富锂化合物混合,形成第一态混合物;在所述第一态混合物中添加导电剂和有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物;在氮气气氛下,对所述第二态混合物焙烧,得到锂离子电容器正极材料。
与现有的负极预锂化方法相比,本技术采用富锂材料同炭材料直接混合制备预锂化正极的手段操作简便、成本低廉、锂离子电容器安全性高、锂离子电容器线性行为好,易实现规模化生产。
技术要求1.一种锂离子电容器正极材料的制作方法,其特征在于,包括:将碳材料和富锂化合物混合,形成第一态混合物;在所述第一态混合物中添加导电剂和有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物;在氮气气氛下,对所述第二态混合物焙烧,得到锂离子电容器正极材料。
2.根据权利要求1所述的锂离子电容器正极材料的制作方法,其特征在于,在所述第一态混合物中,所述富锂化合物的含量为1~10wt%。
3.根据权利要求1所述的锂离子电容器正极材料的制作方法,其特征在于,所述富锂化合物为Li5FeO4。
4.根据权利要求1所述的锂离子电容器正极材料的制作方法,其特征在于,所述碳材料为活性炭、洋葱炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或炭气凝胶。
5.根据权利要求1所述的锂离子电容器正极材料的制作方法,其特征在于,所述在所述第一态混合物中添加导电剂和有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物,包括:在所述第一态混合物中添加导电剂,并将所述第一态混合物和所述导电剂置于机械球磨机中,加入有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物。
6.根据权利要求5所述的锂离子电容器正极材料的制作方法,其特征在于,所述机械球磨机中球料质量比为1.2:1~2.0:1,转速为100~300r/min。
7.根据权利要求1所述的锂离子电容器正极材料的制作方法,其特征在于,所述在氮气气氛下,对所述第二态混合物焙烧,得到锂离子电容器正极材料中,对所述第二态混合物焙烧的焙烧温度为600~800℃。
8.一种锂离子电容器的制作方法,其特征在于,包括:将锂离子电容器正极材料同适量聚四氟乙烯乳液混合,经揉制后压到集流体上,再经辊压制备得到设定厚度的预锂化正极片,其中,所述锂离子电容器正极材料按照权利要求1-7中任一项所述的锂离子电容器正极材料的制作方法制备得到;提供负极和隔膜,将所述预锂化正极片、所述负极和所述隔膜组装形成电池芯,注入电解液,对所述电池芯进行第一次封装形成锂离子电容器单体;对所述锂离子电容器单体进行化成处理和老化处理,并进行第二次封装,形成锂离子电容器。
9.根据权利要求7所述的锂离子电容器的制作方法,其特征在于,所述集流体为涂炭铝箔、光面铝箔或多孔铝箔。
10.根据权利要求7所述的锂离子电容器的制作方法,其特征在于,所述电解液为具有氧气抑制作用的锂离子电解液。
技术说明书锂离子电容器正极材料和锂离子电容器的制作方法技术领域本技术涉及电化学技术领域,尤其涉及一种锂离子电容器正极材料和锂离子电容器的制作方法。
背景技术锂离子电容器是一种介于电池和超级电容器之间的电化学储能锂离子电容器,兼具较高的功率密度和能量密度,循环寿命超过10万次,是一种理想的化学电源,在脉冲锂离子电容器、风力储能以及混合电动汽车等诸多领域有着无可比拟的优势。
现有的锂离子电容器中,以石墨、硬炭、软炭和钛酸锂等为主的负极材料,同正极活性炭相比存在较大的不可逆容量,导致在较低电压区间充放电曲线偏离线性程度严重,即所谓的“跳水”现象,高电压窗口极化严重等,因此制备过程中需要进行负极预嵌锂。
目前嵌锂工艺主要有以下几种:1)采用锂片或含锂化合物作为第三极对负极进行主动充放电或者短路方式嵌锂。
该方法操作复杂,难以实现批量化生产,且多余的锂片在电容器中很容易引发安全事故;2)采用惰性锂粉直接在负极混料时加入用作补充负极锂源,该方法虽然操作简便,理论上能够实现规模化量产。
但是惰性锂粉在高速剪切的搅拌机作用下且较高的温度下很容易破碎外层惰性保护膜发生起火,并引起溶剂(如N-甲基吡咯烷酮)起火爆炸,从而引发重大生产事故,而且惰性锂粉成本很高;3)采用贯通箔,在上面沉积一层厚度很小的锂层,然后在上面进行负极涂布。
该方法规模化操作比较容易,但是对设备要求特别高,整个过程均需要在惰性气氛下进行操作,产品价格难以被大众接受,属于有价无市的局面。
技术内容本技术提供一种锂离子电容器正极材料和锂离子电容器的制作方法,以使锂离子电容器充放电曲线保持线性,表观上呈现出良好的双电层电容特性,同时能够使得锂离子电容器制备过程操作简单、安全性高且制作成本低廉。
第一方面,本技术实施例提供了一种锂离子电容器正极材料的制作方法,该锂离子电容器正极材料的制作方法包括:将碳材料和富锂化合物混合,形成第一态混合物;在所述第一态混合物中添加导电剂和有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物;在氮气气氛下,对所述第二态混合物焙烧,得到锂离子电容器正极材料。
进一步地,在所述第一态混合物中,所述富锂化合物的含量为1~10wt%。
进一步地,所述富锂化合物为Li5FeO4。
进一步地,所述碳材料为活性炭、洋葱炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或炭气凝胶。
进一步地,所述在所述第一态混合物中添加导电剂和有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物,包括:在所述第一态混合物中添加导电剂,并将所述第一态混合物和所述导电剂置于机械球磨机中,加入有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物。
进一步地,所述机械球磨机中球料质量比为1.2:1~2.0:1,转速为100~300r/min。
进一步地,所述在氮气气氛下,对所述第二态混合物焙烧,得到锂离子电容器正极材料中,对所述第二态混合物焙烧的焙烧温度为600~800oC。
第二方面,本技术实施例还提供了一种锂离子电容器的制作方法,该锂离子电容器的制作方法包括:将锂离子电容器正极材料同适量聚四氟乙烯乳液混合,经揉制后压到集流体上,再经辊压制备得到设定厚度的预锂化正极片,其中,所述锂离子电容器正极材料按照本技术实施例提供的所述的锂离子电容器正极材料的制作方法制备得到;提供负极和隔膜,将所述预锂化正极片、所述负极和所述隔膜组装形成电池芯,注入电解液,对所述电池芯进行第一次封装形成锂离子电容器单体;对所述锂离子电容器单体进行化成处理和老化处理,并进行第二次封装,形成锂离子电容器。
进一步地,所述集流体为涂炭铝箔、光面铝箔或多孔铝箔。
进一步地,所述电解液为具有氧气抑制作用的锂离子电解液。
本技术实施例通过将碳材料和富锂化合物混合,形成第一态混合物;在所述第一态混合物中添加导电剂和有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物;在氮气气氛下,对所述第二态混合物焙烧,得到锂离子电容器正极材料,实质是对锂离子电容器正极进行预嵌锂,解决了现有的锂离子电容器充放电曲线偏离线性程度严重,且若对现有的锂离子电容器进行负极预嵌锂,以使锂离子电容器充放电曲线保持线性,存在操作复杂、安全性差且制作成本高昂等问题,实现了使锂离子电容器充放电曲线保持线性,呈双电层电容特性,同时能够使得锂离子电容器制备过程操作简单、安全性高且制作成本低廉的效果。
附图说明图1为本技术实施例一提供的锂离子电容器正极材料的制作方法的流程图;图2为本技术实施例二提供的锂离子电容器的制作方法的流程图;图3为不同实验组中锂离子电容器的充放电曲线。
具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。
可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术,而非对本技术的限定。
另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。
实施例一图1为本技术实施例一提供的锂离子电容器正极材料的制作方法的流程图。
参见图1,该锂离子电容器正极材料的制作方法包括:S110、将碳材料和富锂化合物混合,形成第一态混合物。
富锂化合物是指,首次效率低、脱锂后的产物性质稳定,不与电解液反应,且脱出的锂离子难以再次嵌入脱锂后的产物的化合物。
可选地,富锂化合物为Li5FeO4。
理论上,Li5FeO4比容量达到867mAh/g,每摩尔Li5FeO4能够释放5个Li+。
但一般来说,在正常电位区间Li5FeO4能释放4个Li+成为LiFeO2,并释放氧气,比容量约700mAh/g。
若将Li5FeO4用于锂离子电容器的正极中,该材料首效极低,绝大部分Li+都无法可逆的再次嵌入LiFeO2,不可逆释放的Li+刚好抵消负极的不可逆容量损失,并适当降低负极的电位使之全过程在平台电压下工作。
而且,LiFeO2具有很高的稳定性,在锂离子电解液中不会出现Fe元素溶解和沉积析出的不良现象。
可选地,本步骤中碳材料为活性炭、洋葱炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或炭气凝胶等。
可选地,在第一态混合物中,富锂化合物的含量为1~10wt%。
可选地,富锂化合物的含量为2wt%、5wt%或8wt%。
优选地,富锂化合物的含量为2~5wt%。
这样设置的好处,可以使得由该正极材料制作的正极片的锂离子电容器充放电曲线保持线性,且提升了器件的比容量。
本步骤的具体实现方法可以为,将电容碳材料和富锂化合物在干式混料机中充分混合,形成第一态混合物。
S120、在第一态混合物中添加导电剂和有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物。
本步骤的具体实现方法可以为,将第一态混合物中添加导电剂,并将第一态混合物和导电剂置于机械球磨机中,加入有机溶剂,进行研磨混合,形成第二态混合物。
为了使得第一态混合物、导电剂以及有机溶剂具有较佳的研磨效果,可选地,机械球磨机中球料质量比为1.2:1~2.0:1,转速为100~300r/min。
这里,球料比是机械球磨机内研磨介质质量和物料质量之比。
这样设置的好处是,充分发挥介质的冲击研磨作用,提高球磨机的工作能力。
S130、在氮气气氛下,对第二态混合物焙烧,得到锂离子电容器正极材料。
可选地,在本步骤中,对第二态混合物焙烧的焙烧温度为600~800oC,以完全去除有机溶剂同锂离子电容器负极预锂化技术相比,本技术采用富锂材料同电容炭正极材料直接混合制备预锂化正极的方法,操作简便,成本低廉,且在制作的过程中并未直接用到锂片或锂粉等物质,安全性高,对设备要求低,易实现规模化生产。
并且,研究表明,利用本实施例中提供的锂离子电容器正极材料的制作方法制作形成的锂离子电容器在全工作电压窗口呈现良好的线性充放电曲线,表观上呈现双电层电容特性。
实施例二图2为本技术实施例二提供的锂离子电容器的制作方法的流程图。
参见图2,该锂离子电容器的制作方法包括:S210、将锂离子电容器正极材料同适量聚四氟乙烯乳液混合,经揉制后压到集流体上,再经辊压制备得到设定厚度的预锂化正极片。
其中,锂离子电容器正极材料按照本技术实施例提供的锂离子电容器正极材料的制作方法制备得到。