[发明专利]一种高功率电池型电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种高功率电池型电容器，包括正极、负极、电解液、介于正负极之间的隔膜；其特征在于，所述正极材料为3D镍锰酸锂/活性炭复合材料，所述负极材料为多孔纳米花五氧化铌，所述电解液为高功率锂离子电解液，所述隔膜为陶瓷隔膜。

2.如权利要求1所述一种高功率电池型电容器，其特征在于，所述镍锰酸锂为高电压功率型NCM523。

3.如权利要求1所述一种高功率电池型电容器，其特征在于，所述3D镍锰酸锂/活性炭复合材料，其制备方法为：先将石墨烯片和多壁碳纳米管通过超声处理分散在无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺二元的共混溶剂中，然后同时添加镍锰酸锂和活性炭继续进行超声处理40min；最后将混合物清洗、过滤并在真空干燥箱中在80℃下干燥后，得到3D镍锰酸锂/活性炭复合材料。

4.如权利要求3所述一种高功率电池型电容器，其特征在于，所述石墨烯片比表面积为864m²/g，石墨烯片与镍锰酸锂/活性炭复合材料的质量比为2：100-3：100。

5.如权利要求3所述一种高功率电池型电容器，其特征在于，所述多壁碳纳米管直径10-20nm，长度5-15μm，多壁碳纳米管与镍锰酸锂/活性炭复合材料的质量比为0.5：200-3：100。

6.如权利要求3所述一种高功率电池型电容器，其特征在于，所述二元共混溶剂中无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为4:6。

7.如权利要求3所述一种高功率电池型电容器，其特征在于，所述镍锰酸锂和活性炭的比例为95:5-80:20。

8.如权利要求1所述一种高功率电池型电容器，其特征在于，所述多孔纳米花五氧化铌负极材料，其制备方法为：将草酸铌溶解在去离子水和乙二醇中形成均质溶液，然后将氨水溶液缓慢加入均质溶液中，直至pH达到9，得反应混合物；将反应混合物转移并密封在内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，并在150℃下保持24h；随后经过离心、清洗、冷冻干燥收集得到的白色沉淀物，将白色沉淀物升温至500-700℃，于空气气氛下焙烧3h后，得到多孔纳米花五氧化铌负极材料。

9.如权利要求8所述一种高功率电池型电容器，其特征在于，所述升温速率为5℃/min。

10.如权利要求1所述一种高功率电池型电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)正极片制作：将3D镍锰酸锂/活性炭复合材料、直径为150-200nm的VGCF导电剂和PVDF粘结剂在NMP溶剂中混合，然后涂覆在铝箔上，再置于120℃真空干燥箱中干燥24h，得到的正极片活性物质的厚度为40-45μm；其中，3D NCM/AC、VGCF和PVDF的质量比为93:4:3，铝箔厚度为18μm，NMP用量是活性物质的2倍；

(2)负极片制作：将制备的T-Rb₂O₅、乙炔黑和偏聚氟乙烯以8:1:1的质量比在NMP溶剂中混合形成均匀浆料，然后涂覆在铜箔上，再置于120℃真空干燥箱中干燥24h，得到的负极片活性物质的厚度为35-40μm；其中铜箔的厚度为9μm，NMP用量是活性物质的1.5倍。

(3)组装：将正极片和负极片分别裁剪成56×54mm方形极片，并准备隔膜、电解液、极耳、外壳，在湿度小于10％的干燥房中进行组装成软包装电池型电容器。