磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法及使用该材料的锂离子电容器的制备方法技术

磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法及使用该材料的锂离子电容器的制备方法，本发明专利技术涉及锂离子电容器正极材料和锂离子电容器的制备方法。解决现有技术安全性能低、成本高、环境污染大和不能有效地与石墨或石墨烯复合而利用其优异的电化学性能的缺陷。制备方法：将磷源、铁源和锂源溶于H2O中制成磷酸铁锂前驱体；将可膨胀石墨在马弗炉中膨胀；将上述两种物质通过机械混合和超声制备磷酸铁锂/膨胀石墨复合前驱体；碳化得到复合电极材料。锂离子电容器的制备方法如下：将上述复合电极材料制成电极片作为正极，采用活性碳和石墨混合制成电极片作为负极，夹以聚丙烯隔膜，注入无机锂盐水溶液为电解液。溶胶凝胶原位复合法提高了磷酸铁锂活性物质的利用率、降低材料的内阻、操作简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电容器正极材料的制备方法，本专利技术还涉及该锂离子电容器的制备方法。
技术介绍
锂离子电容器兼具高能量密度和高功率密度，是新一代储能器件。然而现有的锂离子电容器主要采用有机溶剂作为电解液，对环境造成污染，其安全性也无法得到保证。磷酸铁锂作为锂离子电容器理想的正极材料，具有高比容量、结构稳定等优点，然而磷酸铁锂内阻大，锂离子迁移速率低等缺点却成为磷酸铁锂应用的一个瓶颈。通过碳包覆对磷酸铁锂进行改性是现在应用最多的改性方法。如中国专利(CN101483236A)公开了一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂/碳复合物的制备方法。石墨和石墨烯由于其独特的层状结构和优越的电化学性能，作为改性材料之一受到了广泛的专注。中国专利(CN101752561A)中，公开了一种石墨烯改性磷酸铁锂正极复合材料及其制备方法和基于该正极活性材料的锂离子二次电池，该方法是将石墨烯或者氧化石墨烯与磷酸铁锂分散于水溶液中，通过搅拌和超声使其均匀混合，随后通过干燥和退火得到石墨烯改性的磷酸铁锂正极活性材料。这种方法虽然可以改性磷酸铁锂，但是其使用氢气作为还原气体和保护气体， 安全性能低，使用有机电解液，环本文档来自技高网...

【技术保护点】
磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于其步骤如下：一、制备磷酸铁锂前驱体和膨胀石墨；二、将膨胀石墨与磷酸铁锂前驱体混合，室温下机械搅拌24h，接着超声30min，然后置于鼓风干燥箱中在60℃的条件下干燥，即可得到磷酸铁锂/膨胀石墨复合前驱体；其中膨胀石墨占复合前驱体的质量分数为0.5%～25%。三、将步骤二中得到的复合前驱体放在高纯石英管中，将石英管送入高温管式电阻炉中，在惰性气体的保护下升温至500～1500℃，并恒温碳化5～20h，升温速率为1～30℃/min，气体流速为0.1～5L/h，待冷却至室温后取出，研磨，得到黑色磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料。

【技术特征摘要】
1.磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于其步骤如下:一、制备磷酸铁锂前驱体和膨胀石墨；二、将膨胀石墨与磷酸铁锂前驱体混合，室温下机械搅拌24h，接着超声30min，然后置于鼓风干燥箱中在60°C的条件下干燥，即可得到磷酸铁锂/膨胀石墨复合前驱体；其中膨胀石墨占复合前驱体的质量分数为0.5% 25%。三、将步骤二中得到的复合前驱体放在高纯石英管中，将石英管送入高温管式电阻炉中，在惰性气体的保护下升温至500 1500°C，并恒温碳化5 20h，升温速率为I 30°C /min,气体流速为0.1 5L/h，待冷却至室温后取出，研磨，得到黑色磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料。2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于步骤一的过程为:将磷源、铁源和锂源按摩尔比1:1:1溶于H2O中，45°C条件下水浴加热搅拌配制成磷酸铁锂前驱体，同时将可膨胀石墨在马弗炉中900°C下膨胀20s ;其中的锂源为水溶性锂盐；铁源为水溶性铁盐；磷源为水溶性磷盐。3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂/膨胀石墨复合电极材料的制备方法，其特征在于水溶性锂盐为氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦川丽，付丹，金政，马勇强，白续铎，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：