[发明专利]超级锂离子电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种超级锂离子电容器，包括正极、负极和电解液，所述正极包括第一集流体和设置于所述第一集流体表面的第一含碳活性层，所述负极包括第二集流体和设置于所述第二集流体表面的第二含碳活性层，所述电解液与所述正极和所述负极物理接触和电接触，其特征在于，还包括第三活性层，所述第三活性层设置在第一含碳活性层或第二含碳活性层的表面，所述第三活性层由锂粉与锂盐的混合物构成。

2.根据权利要求1所述的超级锂离子电容器，其特征在于，所述第三活性层的面密度范围为3g/m²～30g/m²。

3.根据权利要求1所述的超级锂离子电容器，其特征在于，所述锂粉与所述锂盐的重量比为70：30～97：3。

4.根据权利要求1所述的超级锂离子电容器，其特征在于，所述锂盐为碳酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂中的一种或多种的混合。

5.根据权利要求1所述的超级锂离子电容器，其特征在于，所述锂粉为纯锂粉、钝化锂粉其中之一或两者混合物。

6.根据权利要求1所述的超级锂离子电容器，其特征在于，所述第一含碳活性层含有活性炭，所述第二含碳活性层含有硬碳，或者所述第一含碳活性层含有硬碳，所述第二含碳活性层含有活性炭。

7.根据权利要求1所述的超级锂离子电容器，其特征在于，在所述第一集流体与所述第一含碳活性层之间及第二集流体与所述第二含碳活性层之间还分别设置有导电层。

8.一种制备如权利要求1所述的超级锂离子电容器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一第一集流体及第二集流体；

在所述第一集流体及第二集流体表面分别覆盖第一含碳活性层及第二含碳活性层，形成正极及负极；

在所述第一含碳活性层或第二含碳活性层表面覆盖第三活性层，所述第三活性层由锂粉与锂盐的混合物构成；

充入所述电解液，组装成超级锂离子电容器。

9.根据权利要求8所述的制备超级锂离子电容器的方法，其特征在于，在所述第一含碳活性层或第二含碳活性层表面覆盖第三活性层的方法进一步包括如下步骤：

采用溶剂将所述锂粉与所述锂盐混合；

将混合物涂覆到所述第一含碳活性层或第二含碳活性层表面，以形成覆盖在所述第一含碳活性层或第二含碳活性层表面的第三活性层的结构。

10.根据权利要求9所述的制备超级锂离子电容器的方法，其特征在于，所述锂粉为钝化锂粉，在形成第三活性层结构后，进一步包括一碾压第三活性层的步骤，以使钝化锂粉表面的氧化物破裂，暴露出被氧化物包裹的锂粉。

11.根据权利要求8所述的制备超级锂离子电容器的方法，其特征在于，在所述第一含碳活性层或第二含碳活性层表面覆盖第三活性层的方法进一步包括如下步骤：

将所述锂粉与锂盐混合均匀，形成锂粉与锂盐的混合物；

将锂粉与锂盐的混合物撒在所述第一含碳活性层或第二含碳活性层表面；

碾压所述第一含碳活性层或第二含碳活性层表面，使所述锂粉与锂盐的混合物与所述第一含碳活性层或第二含碳活性层接触，以形成覆盖在所述第一含碳活性层或第二含碳活性层表面的第三活性层的结构。

12.根据权利要求8所述的制备超级锂离子电容器的方法，其特征在于，在组装成超级锂离子电容器之后，还包括一对所述超级锂离子电容器进行初始充电或放电步骤，以使得所述超级锂离子电容器的负极的初始荷电状态达到10％～80％。