本发明专利技术提供了Li2MoO3/石墨烯复合材料及其制备方法和锂离子电容器。其制备方法包括：（1）将碳酸锂和三氧化钼按化学计量比1∶1混合，研磨1~5h，得到混合物粉体；（2）将混合物粉体加入到马弗炉中，加热至500~700℃，反应3~8h，得到Li2MoO3前驱体；（3）取石墨烯与Li2MoO3前驱体混合，研磨1~5h后，置于惰性气体保护的马弗炉中500~800℃反应10~24h，得到石墨烯/Li2MoO3复合材料。本发明专利技术制备出的Li2MoO3/石墨烯复合材料，具备较好的功率密度和较高的容量。本发明专利技术制备方法工艺流程简单。本发明专利技术提供的锂离子电容器，以Li2MoO3/石墨烯复合材料作为正极活性材料。
【技术实现步骤摘要】
L i 2Mo03/石墨烯复合材料及其制备方法和锂离子电容器
本专利技术涉及电化学领域，尤其涉及Li2MoO3/石墨烯复合材料及其制备方法和锂离子电容器。
技术介绍
锂离子电容器在设计上采用了双电层电容器的原理，同时又在负极添加了锂离子，从而提高了电容器的能量密度。日本旭化成电子公司和FDK公司都曾研制过在电解液中采用锂氧化物的电容器，但都没有实现产品化。转机发生在2005年，富士重工业公司公开了锂离子电容器的制造技术:电容器负极采用多并苯类材料，并在其中掺杂大量的锂离子，电容器的正极材料则仍沿用以往的活性炭。此后，多家厂商利用这样的技术，制造出既具有双电层电容器的高输出、长寿命特性，同时又能提供较高能量密度的电容器。2008年末，旭化成电子、ACT (高级电容器技术)、NEC、JM Energy、太阳诱电等多家公司都在开发锂离子电容器产品，其中ACT和JM Energy两家公司的产品已进入量产。锂离子电容器的能量密度得到提高的主要原因在于电容器单元的电压和负极静电容量的增加。传统电容器的电压通常为2.51.0V，而在添加了锂离子之后就可提高到4.0V。与正极采用相同材料的普通电容器相比，锂离子电容器的单元能量可提高3.5倍。由于需要在电容器单元中加入锂离子，因此需要在传统的制备工艺增加锂注入步骤，由于锂是非常活泼的金属，需要的锂注入工艺要求较高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术旨在提供一种Li2MoO3/石墨烯复合材料及其制备方法和锂离子电容器。本专利技术提供的Li2MoO3/石墨烯复合材料，具备较好的功率密度和较高的容量，可用作锂离子电容器的正极活性材料。本专利技术提供的制备方法工艺流程简单，反应时间短。本专利技术提供的锂离子电容器，以Li2MoO3/石墨烯复合材料作为正极活性材料。第一方面，本专利技术提供了 Li2MoO3/石墨烯复合材料，包括Li2MoO3和石墨烯，Li2MoO3的质量含量为10?40%，石墨烯的质量含量为60?90%。本专利技术提供的Li2MoO3/石墨烯复合材料是由2维的石墨烯分子与Li2MoO3构成，Li2MoO3表面附着大量的闻导电的石墨稀分子。本专利技术提供的Li2MoO3/石墨稀复合材料具备良好的导电性，以及高的机械性能，有较好的功率密度以及寿命，有较高的容量。由于复合材料中石墨烯为储能物质，Li2MoO3F具备储能特性，因而在复合材料中，Li2MoO3的质量含量为10?40%，石墨烯的质量含量为60?90%。第二方面，本专利技术提供了 Li2MoO3/石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤:(I)将碳酸锂和三氧化钥按化学计量比1:1混合，研磨I飞h，得到混合物粉体；(2 )将所述混合物粉体加入到马弗炉中，加热至500?700 °C，反应:T8h，得到Li2MoO3前驱体；(3)取石墨烯与所述Li2MoO3前驱体混合，研磨f5h后，置于惰性气体保护的马弗炉中50(T800°C反应10~24h，得到石墨烯/Li2MoO3复合材料。优选地，石墨烯的比表面积为20(Tl500m2/g。优选地，石墨烯与Li2MoO3前驱体的质量比为1.5^9:1 ο优选地，研磨为球磨，球磨过程的转速为30CTl500r/min。优选地,惰性气体为氮气、氩气、氦气和氖气中的一种或多种的组合。第三方面，本专利技术提供了一种锂离子电容器，该锂离子电容器包含上述方法制备得到的Li2MoO3/石墨烯复合材料。Li2MoO3/石墨烯复合材料作为锂离子电容器的正极活性材料。该Li2MoO3/石墨烯复合材料，包括Li2MoO3和石墨烯，Li2MoO3的质量含量为10-40%，石墨烯的质量含量为60~90%。通常，锂离子电容器在制备的过程中将正负极叠好之后，需要在负极的外侧加入一个金属锂片，这样，在封装好后通过短路或者充放电处理使锂嵌入到负极材料中，由于单质锂非常活泼，因此加入锂片的操作必须在无氧无水的环境下完成，这对工艺操作要求非常严格；同时，金属锂片在电池中过量就会导致锂枝晶的产生，造成电池短路，存在着一定的安全隐患。本专利技术采用Li2MoO3来充当锂源，与高导电率石墨烯复合，作为锂离子电容器的正极活性材料，因此不需要再增加锂片来提供锂，简化了锂离子电容器的制备工艺，同时消除了一定的安全隐患。另外，Li2MoO3在失去锂后形成Li2_xMo03时能保持原来的晶型，也避免了在正极产生氧气，失去锂后不会造成锂离子电容器的鼓气而报废，Li2_xMo03也具有较高的电导率，在正极中不会降低整个锂离`子电容器的功率密度。本专利技术提供了 Li2MoO3/石墨烯复合材料及其制备方法和锂离子电容器，具有如下有益效果:(I)本专利技术提供的Li2MoO3/石墨烯复合材料具备良好的导电性，以及高的机械性能，有较好的功率密度以及寿命，有较高的容量；(2)本专利技术提供的Li2MoO3/石墨烯复合材料的制备方法简单快速，具备低成本性，并且工艺简单等特点；(3)本专利技术提供的锂离子电容器，以Li2MoO3/石墨烯复合材料作为正极活性材料，简化了锂离子电容器的制备工艺。【附图说明】图1为本专利技术所得Li2MoO3/石墨烯复合材料的SEM电镜图片。【具体实施方式】以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。实施例一Li2MoO3/石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤:(I)将7.4g碳酸锂和14.4g三氧化钥混合,球磨Ih (1500r/min),得到混合物粉体；(2)将球磨后的混合物粉体加入到马弗炉中，加热至700°C，反应3h，得到Li2MoO3前驱体；(3)取比表面积为200m2/g的石墨烯与Li2MoO3前驱体按质量比4:6混合，球磨Ih(1500r/min)，球磨后置于惰性气体氮气保护的马弗炉中800°C反应10h，得到Li2MoO3/石墨烯复合材料；本实施例所得Li2MoO3/石墨烯复合材料，石墨烯质量含量为60%。图1为本实施例所得Li2MoO3/石墨烯复合材料的SEM电镜图片。从图1中可以看出，Li2MoO3与石墨烯已均勻的混合在一起了。这样，石墨烯中的Li2MoO3能够在充放电过程中提供锂离子，使锂离子电容器正常工作。将本实施例所得Li2MoO3/石墨烯复合材料作为正极活性材料组装成锂离子电容器:称取9.0g Li2MoO3/石墨烯复合材料、0.5g导电剂SP和0.5g PVDF,充分搅拌使之成为混合均匀的浆料。然后将其刮涂于经乙醇清洗过的铝箔上，在0.0lMPa的真空下100°C干燥至恒重，并于l(Tl5MPa压力下辊压制成Li2MoO3/石墨烯复合材料电极，并切成正极片。称取8.5g石墨、0.5g导电剂SP和0.5g PVDF，同制备正极片的方法，制成负极片。将正极片、隔膜、负极片按照顺序叠片组装成电芯，再用电池壳体密封电芯，随后往通过注液口往电池壳体里注入lmol/L的LiPF6/碳酸二甲酯电解液，密封注液口，得到锂离子电容器。将上述制备的锂离子电容器在0.1C的电流密度下进行电化学充放电测试，测得本实施例锂离子电容器的能量密度为56wh/kg。实施例二Li2MoO3/石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步本文档来自技高网...
【技术保护点】
Li2MoO3/石墨烯复合材料，其特征在于，包括Li2MoO3和石墨烯，所述Li2MoO3的质量含量为10~40%，所述石墨烯的质量含量为60~90%。
【技术特征摘要】
1.Li2MoO3/石墨烯复合材料，其特征在于，包括Li2MoO3和石墨烯,所述Li2MoO3的质量含量为10?40%，所述石墨烯的质量含量为60?90%。2.Li2MoO3/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将碳酸锂和三氧化钥按化学计量比1:1混合，研磨I飞h，得到混合物粉体； (2)将所述混合物粉体加入到马弗炉中，加热至50(T700°C，反应3?8h，得到Li2MoO3前驱体； (3)取石墨烯与所述Li2MoO3前驱体混合，研磨f5h后，置于惰性气体保护的马弗炉中50(T800°C反应10?24h，得到石墨烯/Li2MoO3复合材料。3.如权利要求2所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，钟玲珑，王要兵，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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