一种兼具锂离子电池和超级电容特征的储能器件

摘要

本发明涉及一种兼具锂离子电池和超级电容特征的储能器件，由正极、负极、隔膜、电解液及壳体组成，正负极是由活性物质、导电剂和粘结剂分别涂敷在集流体上制成，正极活性物质是能够进行离子可逆吸附的生物质活性炭材料，负极是能够进行锂离子可逆脱嵌的锂钛氧复合物；其具有超级电容的双电层储能特征的活性炭材料，结合具有锂离子电池的嵌脱锂储能特征的锂钛氧复合物，形成兼具锂离子电池和超级电容特征的储能器件，所用材料，为储能器件广泛应用的成熟材料，环境友好，来源广泛，成本较低。

主权项

一种兼具锂离子电池和超级电容特征的储能器件，将正极活性物质、导电剂和粘结剂按质量比80：15：5涂敷在铝箔上，裁切，干燥，涂覆另一面制成正极片，将负极活性物质、导电剂和粘结剂按质量比80～85：10～15：5涂敷在铝箔上，裁切，干燥，涂覆另一面制成负极片；正负极片中间以隔膜分隔，注入电解液，封装壳体，得到储能器件单体；其特征在于：正极活性物质是由生物质活性炭制成，其原料采用杏壳或秸秆中的一种，比表面积≥1200m²/g，负极活性物质是锂钛氧、石墨烯以及膨胀石墨构成的复合物，通过锂离子的嵌入脱出储能，其质量组成比为90～99：0.5～5：0.5～9.5；隔膜为聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、聚丙烯和聚乙烯复合膜、纤维素隔膜中的一种；电解液由锂盐和溶剂组成，锂盐包括六氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂中的一种，溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、乙腈溶液中的一种；导电剂为乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维中的一种；粘结剂为聚偏氟乙烯；其中杏壳或秸秆基活性炭制备方法如下：将洗净、粉碎后的杏壳，在400℃氮气氛围炭化2小时，然后按照碱碳比3：1混合氢氧化钾和已经炭化的杏壳，静置12小时后，在750℃活化1小时，去离子水洗涤，干燥，得到杏壳基活性炭；秸秆基活性炭：将洗净、粉碎后的秸秆，在300℃氮气氛围炭化1小时，然后按照碱碳比3：1混合氢氧化钾和已经炭化的秸秆，静置12小时后，在700℃活化1小时，去离子水洗涤，干燥，得到秸秆基活性炭。