一种锂离子超级电容器富锂复合正极材料制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子超级电容器富锂复合正极材料制备方法。步骤：将一定配比可溶性镍锰钴盐溶于去离子水得混合溶液；将高比表面的炭材料分散于此混合溶液；以NaOH溶液和氨水分别作沉淀剂和络合剂；共沉淀法制备镍锰钴盐混合悬浊液，并使其负载于炭表面及孔洞内；过滤、水洗，得到活性炭载前驱体；将此前驱体与锂源混合，在管式炉中特定气氛下固相烧结，得目标材料。本发明优点，前驱体负载于炭表面及孔洞内，由于多孔炭粒径尺寸限制，避免了烧结过程中富锂材料的团聚及晶体过分生长，有利于材料倍率性能提高；制备过程中添加超计量比锂源，锂源部分会沉积于多孔炭表面，弥补了首次充电过程中形成所谓SEI膜和竞争吸附所带来的锂源匮乏。

主权项

一种锂离子超级电容器富锂复合正极材料制备方法，所制备富锂复合正极材料合成化学通式为C/xLi₂MnO₃•(1‑x) LiMO₂（0<x<1 M = Ni、Co、Mn、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3等）其特征在于，包括以下步骤：（1）按一定的浓度比，分别将镍、钴、锰可溶性盐分别溶于去离子水中，然后将三种盐溶液转移至同一容器内混合搅拌均匀，得到混合盐溶液；（2）分别配制NaOH溶液和氨水溶液作为沉淀剂和络合剂，并将适量络合剂加入到碱液中，所配NaOH溶液和氨水溶液浓度分别为1~3mol/L和10%~30%；（3）在500~1000rpm的搅拌速度的条件下，向（1）中所得混合盐溶液中加入S_BET介于1000~3000m²/g的一定质量的高比表面多孔炭材料，使其充分吸收溶液中的沉淀物10~20h，然后停止搅拌；（4）将装有适量去离子水作底液的反应器置于恒温30~80℃之间水浴锅中，在氮气保护下，以按一定的流速比，将步骤（2）和（3）溶液缓慢加入反应器中，并控制反应器中PH= 8~13之间，反应进行10~20h；陈化5~8h，将吸附有沉淀物的活性炭过滤、水洗，将其置于50~80℃的真空烘箱中干燥5~10h，得到活性炭载前驱体；（5）将步骤（4）所得的前驱体与氢氧化锂研磨混合均匀；（6）将步骤（5）所得的混合物置于管式炉中，空气气氛下低温烧结，烧结温度300℃~500℃，时间2~5h，然后在真空高温炉中烧结，烧结温度600~900℃，时间10~20h，然后自然冷却至室温，即可得到活性炭载富锂复合正极材料。