CN110164701A - 一种锂离子电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电能存储设备技术领域，具体涉及一种锂离子电容器及其制备方法，本发明的锂离子电容器包括正极片、负极片、隔膜及电解液，正极片包括正极集流体和正极材料，正极材料由正极活性物质和CMC粘结剂构成，正极活性物质由多孔石墨烯/导电聚合物/金属氧化物三元纳米复合材料构成；负极片包括负极集流体、负极材料和锂带，负极材料由负极活性物质和CMC粘结剂构成，负极活性材料由球形天然石墨或石墨化聚酰亚胺炭微球经表面造孔后氮化处理，最后再原位生长炭纳米管或纳米金属氮化物得到的复合材料构成。本发明解决了负极片上电解液无法与预嵌锂充分接触的问题，还提供了新的电极材料和多孔铝箔的腐蚀工艺，达到了提升锂离子电容器性能的目的。
Description
技术领域
本发明属于电能存储设备技术领域，具体涉及一种锂离子电容器及其制备方法。
背景技术
锂离子电容器是一种典型的非对称电容器，这种电容器正极采用电容性材料，负极采用预嵌锂的电池性材料。在充放电过程中，正极发生离子的吸/脱附，负极发生锂离子的脱嵌过程。由于负极电池材料的充放电电压相对较低，因此整个锂离子电容器的工作电压区间远高于传统的对称型双电层超级电容器，从而使锂离子电容器具有较高的能量密度。
目前锂离子电容器存在负极预嵌锂的量不易控制、产品一直性差，工艺复杂，成本居高不下，或是锂引入产生的安全隐患等无法消除的问题，公告号为CN104681311B的中国发明专利公开了一种锂离子电容器的新型预嵌锂方法，该方法通过充放电方式对负极进行预嵌锂，在一定程度上解决了工业化生产问题，但该技术仍然需要后续处理工艺，对生产成本控制不利。
电容电极的制备材料对锂离子电容器的比容量、稳定性、循环寿命等主要参数起决定作用，也是目前锂离子电容器研究的方向之一。影响锂离子电容器电化学性能的因素主要有材料导电性、比表面积大小和离子传输速率等。石墨烯是一种具有单原子厚度且能无限展开的二维晶体碳纳米材料，有很强的电荷传输能力， 理论比表面积大，理论双电层电容比容量高，可形成二维或三维多孔结构。由此可知，石墨烯是制备电容电极的最佳材料之一。然而石墨烯极易出现团聚现象，导致其实际比表面积不足800 m2/g，比容量也只约为300F/g。因此，采用适宜的方式将石墨烯和其他材料进行复合，构建有助于发挥协同作用的微结构，这不仅能减少石墨烯的团聚，还能提高复合材料的比容量，从而制备充放电迅速、比容量高、功率密度大的超级电容器。目前，许多石墨烯基电极材料的制备未能做到简单环保，且生产成本高昂。例如公开号为CN107845507A的中国发明专利申请公开的氟磷酸钒锂/氟化石墨烯复合正极材料在锂离子电容器中的应用，又例如公开号为CN108492995A的中国发明专利申请公开的一种高电压水系电解液锂离子电容器的制备方法，都存在上述问题。因此，寻求快速、绿色、经济的石墨烯基电极材料的制备方式是未来发展的方向。另外，作为电极集流体的多孔铝箔的腐蚀工艺也是提升锂离子电容器性能的关键，但现有技术对此鲜有公开。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电容器及其制备方法，解决负极片上电解液无法与预嵌锂充分接触的问题，本发明还提供了新的电极材料和多孔铝箔的腐蚀工艺，以提升锂离子电容器的性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种锂离子电容器，包括正极片、负极片、介于正负极片之间的隔膜及电解液，所述正极片包括正极集流体和涂布在正极集流体上的正极材料，正极材料由正极活性物质和CMC粘结剂构成，其中正极活性物质由多孔石墨烯/导电聚合物/金属氧化物三元纳米复合材料构成；所述负极片包括负极集流体、涂布在负极集流体上的负极材料和预嵌在负极材料表面两条以上的锂带，所述负极材料由负极活性物质和CMC粘结剂构成，其中负极活性材料由球形天然石墨或石墨化聚酰亚胺炭微球经表面造孔后氮化处理，最后再原位生长炭纳米管或纳米金属氮化物得到的复合材料构成。
所述正极活性物质是在液相中将多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物混合，再通过水解、缩合反应形成稳定的溶胶体系，待其陈化且胶粒缓慢聚合后形成三维网络状的凝胶，最后进行干燥烧结处理而得到，所述导电聚合物为聚苯胺或聚吡咯，所述金属氧化物为氧化铜、二氧化锰或二氧化镍。
优选地，所述正极活性物质中多孔石墨烯的比表面积为1200-2600m 2/g，多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物的质量比为75-85:5-10:10-20。
优选地，所述锂带的厚度为28-35μm，锂带的宽度为6-9mm，相邻锂带间隙的宽度为12-18mm，锂带的总质量与负极材料的质量比为0.6-0.9:10。
优选地，所述隔膜材料为聚酰亚胺、聚砜酰胺、聚砜醚或聚芳酰胺中的一种，所述隔膜的厚度为18-28μm。
优选地，所述电解液中的电解质为三氟甲磺酸锂、双草酸硼酸锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂或六氟锑酸锂中的一种，电解液的浓度为1.1-1.5mol/L。
优选地，所述电解液中的溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、氟代碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、丁酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯或三甲基乙酸甲酯中的一种。
所述正极集流体和负极集流体为经过腐蚀的多孔铝箔，多孔铝箔通过低压交流腐蚀工艺制成，具体工艺流程依次如下：100μm厚的铝箔经磷酸前处理、水洗、前级交流腐蚀、中级化学处理、后级交流腐蚀、后处理、干燥、热处理，其中前级交流腐蚀液配比为HCl2.0-2.5mol/L、H2SO40.08-0.1mol/L、AlCl30.1-0.3mol/L，前级交流腐蚀温度为60-65℃；中级化学处理液配比为HCl3.2-3.5mol/L、H2SO40.1-0.12mol/L，中级化学处理温度为56-60℃；后级交流腐蚀液配比为HCl3.5-4mol/L、H2SO40.1-0.15mol/L、AlCl30.2-0.4mol/L，后级交流腐蚀温度为28-34℃；整个低压交流腐蚀工艺的总腐蚀电量控制在10000-13000C。
本发明还提供了上述锂离子电容器的制备方法，由以下制备步骤组成：
（1）制备正极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌30-40min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入正极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和正极活性物质的质量比60:1:30-50混合，在-0.1Mpa真空条件下搅拌30-60min，形成固体含量较高的浆料，将浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，再以110-130℃烘烤形成厚度200μm的正极片；
（2）制备负极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌30-40min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入负极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和负极活性物质的质量比60:1:25-45混合搅拌30-60min，将形成的浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，以110-130℃烘烤后将锂带与负极片叠放，以50-300kg/cm2的压力辊压，形成厚度200μm的负极片；
（3）电芯成型：将正极、负极分别冲切成型，在叠片台上交替放下极片，同时使隔膜随吸盘架左右运动，将正极极片和负极极片以“Z”字型的叠片方式折叠成电芯，并对电芯表面进行绝缘处理，将电芯的正负极与预先设计的引出端子进行连接后封装至压制成型的金属外壳内，最后将电解液注入产品内进行封装成型。
本发明具有如下有益效果：
（1）本发明锂离子电容器的负极片采用了在每层负极片表面复合锂带的方式进行负极补锂，锂带之间设置的间隙能够使气体及时排出，使每层负极片都能够均匀的嵌锂、进而使得产品的一致性好，且加工工艺简单，而且能够有效控制每一层负极极片的锂负载量。
（2）本发明锂离子电容器采用多孔石墨烯/导电聚合物/金属氧化物三元纳米复合材料提高正极功率性能，比表面积达到1200-2600m 2/g，且导电性优良，不需额外导电剂添加；负极活性物质以球形天然石墨或石墨化聚酰亚胺炭微球为基材，通过表面造孔后，提高离子扩散速度，再经氮化处理后，使得材料中氮元素含量增加，从而提高材料可逆嵌锂容量，更进一步的采用表面原位生长炭纳米管或纳米金属氮化物技术，提高材料导电性，从而不需材料本体以外的额外导电剂添加，降低了负极浆料混合过程的复杂程度，工艺更加简化。
（3）本发明锂离子电容器的电极集流体采用低压交流腐蚀工艺制成的多孔铝箔，先经过前级交流腐蚀，除去表面的腐蚀沉积膜，并在铝箔表面形成均匀、大小一致的微孔，然后在交流电流的作用下，形成“闭塞电池反应”，即在微孔的尖端形成阳极，在微孔的外部形成阴极，构成“大阳极-小阴极”的结构，加快微孔朝深度方向腐蚀，同时保留蚀孔之间的间隙不受腐蚀，从而在铝箔表面形成大量的海绵状蚀孔，提高比表面积，增大锂离子电容器的比容。整个低压交流腐蚀工艺的总腐蚀电量控制在10000-13000C，避免了传统制备多孔铝箔过程中因电量过多造成铝箔表面减薄从而导致比容下降的情况，间接提升了电容器的比容。
（4）多孔石墨烯有着优异的循环稳定性，与导电聚合物复合，使导电聚合物存在于石墨烯片层之间，以提高石墨烯的导电性和分散性。利用多孔石墨烯还能避免长时间充放电循环过程中，因离子的嵌入嵌出导致的导电聚合物体积变化，有效地提升整体稳定性，增加电容器的循环寿命，但是其电容性能不足；金属氧化物具有较大的比表面积和较高的理论比容量，与石墨烯复合时，金属氧化物析出于分散处理后的石墨烯表面，引导其建立多孔结构，防止多孔石墨烯发生团聚，具有很强的电容性能，但是其导电性不足。本发明锂离子电容器的正极活性物质由多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物复合制备三元纳米复合材料，以发挥材料间的协同作用，使得本发明的锂离子电容器同时具备较强的电容性和导电性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供了一种锂离子电容器，包括正极片、负极片、介于正负极片之间的隔膜及电解液，所述正极片包括正极集流体和涂布在正极集流体上的正极材料，正极材料由正极活性物质和CMC粘结剂构成，其中正极活性物质由多孔石墨烯/导电聚合物/金属氧化物三元纳米复合材料构成；所述负极片包括负极集流体、涂布在负极集流体上的负极材料和预嵌在负极材料表面两条以上的锂带，所述负极材料由负极活性物质和CMC粘结剂构成，其中负极活性材料由球形天然石墨经表面造孔后氮化处理，最后再原位生长炭纳米管得到的复合材料构成。
本实施例所述正极活性物质是在液相中将多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物混合，再通过水解、缩合反应形成稳定的溶胶体系，待其陈化且胶粒缓慢聚合后形成三维网络状的凝胶，最后进行干燥烧结处理而得到，所述导电聚合物为聚苯胺，所述金属氧化物为氧化铜。
本实施例所述正极活性物质中多孔石墨烯的比表面积为1200m 2/g，多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物的质量比为75:5:10。
本实施例所述锂带的厚度为28μm，锂带的宽度为6mm，相邻锂带间隙的宽度为12mm，锂带的总质量与负极材料的质量比为0.6:10。
本实施例所述隔膜材料为聚酰亚胺、聚砜酰胺、聚砜醚或聚芳酰胺中的一种，所述隔膜的厚度为18μm。
本实施例所述电解液中的电解质为三氟甲磺酸锂，浓度为1.1mol/L。
本实施例所述电解液中的溶剂为碳酸二甲酯。
本实施例所述正极集流体和负极集流体为经过腐蚀的多孔铝箔，多孔铝箔通过低压交流腐蚀工艺制成，具体工艺流程依次如下：100μm厚的铝箔经磷酸前处理、水洗、前级交流腐蚀、中级化学处理、后级交流腐蚀、后处理、干燥、热处理，其中前级交流腐蚀液配比为HCl2.0mol/L、H2SO40.08mol/L、AlCl30.1mol/L，前级交流腐蚀温度为60℃；中级化学处理液配比为HCl3.2mol/L、H2SO40.1mol/L，中级化学处理温度56℃；后级交流腐蚀液配比HCl3.5mol/L、H2SO40.1mol/L、AlCl30.2mol/L，后级交流腐蚀温度为28℃；整个低压交流腐蚀工艺的总腐蚀电量控制在10000C。
本实施例还提供了上述锂离子电容器的制备方法，由以下制备步骤组成：
（1）制备正极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌30min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入正极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和正极活性物质的质量比60:1:30混合，在-0.1Mpa真空条件下搅拌30min，形成固体含量较高的浆料，将浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，再以110℃烘烤形成厚度200μm的正极片；
（2）制备负极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌30min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入负极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和负极活性物质的质量比60:1:25混合搅拌30min，将形成的浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，以110℃烘烤后将锂带与负极片叠放，以50kg/cm2的压力辊压，形成厚度200μm的负极片；
（3）电芯成型：将正极、负极分别冲切成型，在叠片台上交替放下极片，同时使隔膜随吸盘架左右运动，将正极极片和负极极片以“Z”字型的叠片方式折叠成电芯，并对电芯表面进行绝缘处理，将电芯的正负极与预先设计的引出端子进行连接后封装至压制成型的金属外壳内，最后将电解液注入产品内进行封装成型。
实施例2
本实施例提供了一种锂离子电容器，包括正极片、负极片、介于正负极片之间的隔膜及电解液，所述正极片包括正极集流体和涂布在正极集流体上的正极材料，正极材料由正极活性物质和CMC粘结剂构成，其中正极活性物质由多孔石墨烯/导电聚合物/金属氧化物三元纳米复合材料构成；所述负极片包括负极集流体、涂布在负极集流体上的负极材料和预嵌在负极材料表面两条以上的锂带，所述负极材料由负极活性物质和CMC粘结剂构成，其中负极活性材料由石墨化聚酰亚胺炭微球经表面造孔后氮化处理，最后再原位生长炭纳米管得到的复合材料构成。
本实施例所述正极活性物质是在液相中将多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物混合，再通过水解、缩合反应形成稳定的溶胶体系，待其陈化且胶粒缓慢聚合后形成三维网络状的凝胶，最后进行干燥烧结处理而得到，所述导电聚合物为聚吡咯，所述金属氧化物为二氧化锰。
本实施例所述正极活性物质中多孔石墨烯的比表面积为2000m 2/g，多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物的质量比为80:8:15。
本实施例所述锂带的厚度为32μm，锂带的宽度为8mm，相邻锂带间隙的宽度为15mm，锂带的总质量与负极材料的质量比为0.7:10。
本实施例所述隔膜材料为聚酰亚胺、聚砜酰胺、聚砜醚或聚芳酰胺中的一种，所述隔膜的厚度为23μm。
本实施例所述电解液中的电解质为双草酸硼酸锂，浓度为1.3mol/L。
本实施例所述电解液中的溶剂为碳酸二乙酯。
本实施例所述正极集流体和负极集流体为经过腐蚀的多孔铝箔，多孔铝箔通过低压交流腐蚀工艺制成，具体工艺流程依次如下：100μm厚的铝箔经磷酸前处理、水洗、前级交流腐蚀、中级化学处理、后级交流腐蚀、后处理、干燥、热处理，其中前级交流腐蚀液配比为HCl2.2mol/L、H2SO40.09mol/L、AlCl30.2mol/L，前级交流腐蚀温度为63℃；中级化学处理液配比为HCl3.4mol/L、H2SO40.11mol/L，中级化学处理温度为58℃；后级交流腐蚀液配比为HCl3.8mol/L、H2SO40.12mol/L、 AlCl30.3mol/L，后级交流腐蚀温度为31℃；整个低压交流腐蚀工艺的总腐蚀电量控制在12000C。
本实施例还提供了上述锂离子电容器的制备方法，由以下制备步骤组成：
（1）制备正极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌35min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入正极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和正极活性物质的质量比60:1:40混合，在-0.1Mpa真空下搅拌45min，形成固体含量较高的浆料，将浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，再以120℃烘烤形成厚度200μm的正极片；
（2）制备负极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌35min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入负极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和负极活性物质的质量比60:1:35混合搅拌45min，将形成的浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，通过以120℃烘烤后将锂带与负极片叠放，以200kg/cm2的压力辊压，形成厚度200μm的负极片；
（3）电芯成型：将正极、负极分别冲切成型，在叠片台上交替放下极片，同时使隔膜随吸盘架左右运动，将正极极片和负极极片以“Z”字型的叠片方式折叠成电芯，并对电芯表面进行绝缘处理，将电芯的正负极与预先设计的引出端子进行连接后封装至压制成型的金属外壳内，最后将电解液注入产品内进行封装成型。
实施例3
本实施例提供了一种锂离子电容器，包括正极片、负极片、介于正负极片之间的隔膜及电解液，所述正极片包括正极集流体和涂布在正极集流体上的正极材料，正极材料由正极活性物质和CMC粘结剂构成，其中正极活性物质由多孔石墨烯/导电聚合物/金属氧化物三元纳米复合材料构成；所述负极片包括负极集流体、涂布在负极集流体上的负极材料和预嵌在负极材料表面两条以上的锂带，所述负极材料由负极活性物质和CMC粘结剂构成，其中负极活性材料由石墨化聚酰亚胺炭微球经表面造孔后氮化处理，最后再原位生长纳米金属氮化物得到的复合材料构成。
本实施例所述正极活性物质是在液相中将多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物混合，再通过水解、缩合反应形成稳定的溶胶体系，待其陈化且胶粒缓慢聚合后形成三维网络状的凝胶，最后进行干燥烧结处理而得到，所述导电聚合物为聚苯胺，所述金属氧化物为二氧化镍。
本实施例所述正极活性物质中多孔石墨烯的比表面积为2600m 2/g，多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物的质量比为17:2:4。
本实施例所述锂带的厚度为35μm，锂带的宽度为9mm，相邻锂带间隙的宽度为18mm，锂带的总质量与负极材料的质量比为9:100。
本实施例所述隔膜材料为聚酰亚胺、聚砜酰胺、聚砜醚或聚芳酰胺中的一种，所述隔膜的厚度为28μm。
本实施例所述电解液中的电解质为双氟磺酰亚胺锂，浓度为1.5mol/L。
本实施例所述电解液中的溶剂为乙酰乙酸乙酯。
本实施例所述正极集流体和负极集流体为经过腐蚀的多孔铝箔，多孔铝箔通过低压交流腐蚀工艺制成，具体工艺流程依次如下：100μm厚的铝箔经磷酸前处理、水洗、前级交流腐蚀、中级化学处理、后级交流腐蚀、后处理、干燥、热处理，其中前级交流腐蚀液配比为HCl2.5mol/L、H2SO40.1mol/L、AlCl30.3mol/L，前级交流腐蚀温度为65℃；中级化学处理液配比为HCl3.5mol/L、H2SO40.12mol/L，中级化学处理温度为60℃；后级交流腐蚀液配比为HCl4mol/L、H2SO40.15mol/L、AlCl30.4mol/L，后级交流腐蚀温度为34℃；整个低压交流腐蚀工艺的总腐蚀电量控制在13000C。
本实施例还提供了上述锂离子电容器的制备方法，由以下制备步骤组成：
（1）制备正极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌40min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入正极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和正极活性物质的质量比60:1:50混合，在-0.1Mpa真空下搅拌60min，形成固体含量较高的浆料，将浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，再通过高温烘烤形成厚度200μm的正极片；
（2）制备负极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌40min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入负极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和负极活性物质的质量比60:1: 45混合搅拌60min，将形成的浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，通过高温烘烤后将锂带与负极片叠放，300kg/cm2的压力辊压，形成厚度200μm的负极片；
（3）电芯成型：将正极、负极分别冲切成型，在叠片台上交替放下极片，同时使隔膜随吸盘架左右运动，将正极极片和负极极片以“Z”字型的叠片方式折叠成电芯，并对电芯表面进行绝缘处理，将电芯的正负极与预先设计的引出端子进行连接后封装至压制成型的金属外壳内，最后将电解液注入产品内进行封装成型。
设置对比例，对比例采用公开号为CN108492995A的中国发明专利申请公开的一种高电压水系电解液锂离子电容器的制备方法制备的电容器，将实施例1-3中制备得到的锂离子电容器和对比例制备得到的锂离子电容器按照如下方法进行测试：
（1）静电容量及能量密度测试：在25℃下，以10A充电至4V，搁置15s，然后以10A放电至2.0V，循环5周，取平均值，测试结果如下表1所示。
（2）循环寿命测试：在25℃、4V电压下，以15A恒流充放电，循环10万次，计算最后一次放电容量相对首次放电容量的保持率，测试结果如下表1所示。
表1
从上表可以看出，实施例1-3制备的锂离子电容器具有较高的静电容量、能量密度和容量保持率，最高静电容量达到3276F，相比于对比例的锂离子电容器提升了15.5%，最高能量密度达到了27.3 Wh/kg，相比于对比例的锂离子电容器提升了26.4%，10万次循环容量保持率最高达到了86%，相比对比例的锂离子电容器提升了8%。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种锂离子电容器，包括正极片、负极片、介于正负极片之间的隔膜及电解液，其特征在于：所述正极片包括正极集流体和涂布在正极集流体上的正极材料，正极材料由正极活性物质和CMC粘结剂构成，其中正极活性物质由多孔石墨烯/导电聚合物/金属氧化物三元纳米复合材料构成；所述负极片包括负极集流体、涂布在负极集流体上的负极材料和预嵌在负极材料表面两条以上的锂带，所述负极材料由负极活性物质和CMC粘结剂构成，其中负极活性材料由球形天然石墨或石墨化聚酰亚胺炭微球经表面造孔后氮化处理，最后再原位生长炭纳米管或纳米金属氮化物得到的复合材料构成。
2.根据权利要求1所述一种锂离子电容器，其特征在于：所述正极活性物质是在液相中将多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物混合，再通过水解、缩合反应形成稳定的溶胶体系，待其陈化且胶粒缓慢聚合后形成三维网络状的凝胶，最后进行干燥烧结处理而得到，所述导电聚合物为聚苯胺或聚吡咯，所述金属氧化物为氧化铜、二氧化锰或二氧化镍。
3.根据权利要求1所述一种锂离子电容器，其特征在于：所述正极活性物质中多孔石墨烯的比表面积为1200-2600m 2/g，多孔石墨烯、导电聚合物和金属氧化物的质量比为75-85:5-10:10-20。
4.根据权利要求1所述一种锂离子电容器，其特征在于：所述锂带的厚度为28-35μm，锂带的宽度为6-9mm，相邻锂带间隙的宽度为12-18mm，锂带的总质量与负极材料的质量比为0.6-0.9:10。
5.根据权利要求1所述一种锂离子电容器，其特征在于：所述隔膜材料为聚酰亚胺、聚砜酰胺、聚砜醚或聚芳酰胺中的一种，所述隔膜的厚度为18-28μm。
6.根据权利要求1所述一种锂离子电容器，其特征在于：所述电解液中的电解质为三氟甲磺酸锂、双草酸硼酸锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂或六氟锑酸锂中的一种，电解液的浓度为1.1-1.5mol/L。
7.根据权利要求1所述一种锂离子电容器，其特征在于：所述电解液中的溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、氟代碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、丁酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯或三甲基乙酸甲酯中的一种。
8.根据权利要求1所述一种锂离子电容器，其特征在于：所述正极集流体和负极集流体为经过腐蚀的多孔铝箔。
9.根据权利要求8所述一种锂离子电容器，其特征在于，所述经过腐蚀的多孔铝箔通过低压交流腐蚀工艺制成，具体工艺流程依次如下：100μm厚的铝箔经磷酸前处理、水洗、前级交流腐蚀、中级化学处理、后级交流腐蚀、后处理、干燥、热处理，其中前级交流腐蚀液配比为HCl2.0-2.5mol/L、H2SO40.08-0.1mol/L、AlCl30.1-0.3mol/L，前级交流腐蚀温度为60-65℃；中级化学处理液配比为HCl3.2-3.5mol/L、H2SO40.1-0.12mol/L，中级化学处理温度为56-60℃；后级交流腐蚀液配比为HCl3.5-4mol/L、H2SO40.1-0.15mol/L、AlCl30.2-0.4mol/L，后级交流腐蚀温度为28-34℃；整个低压交流腐蚀工艺的总腐蚀电量控制在10000-13000C。
10.一种根据权利要求1所述锂离子电容器的制备方法，其特征在于，由以下制备步骤组成：
（1）制备正极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌30-40min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入正极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和正极活性物质的质量比60:1:30-50混合，在-0.1Mpa真空条件下搅拌30-60min，形成固体含量较高的浆料，将浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，再以110-130℃烘烤形成厚度200μm的正极片；
（2）制备负极：将去离子水与CMC粘结剂按质量比60:1混合后搅拌30-40min，使去离子水与CMC粘结剂充分融合，然后加入负极活性物质，按去离子水、CMC粘结剂和负极活性物质的质量比60:1:25-45混合搅拌30-60min，将形成的浆料涂覆在经过腐蚀的多孔铝箔表面，以110-130℃烘烤后将锂带与负极片叠放，以50-300kg/cm2的压力辊压，形成厚度200μm的负极片；
（3）电芯成型：将正极、负极分别冲切成型，在叠片台上交替放下极片，同时使隔膜随吸盘架左右运动，将正极极片和负极极片以“Z”字型的叠片方式折叠成电芯，并对电芯表面进行绝缘处理，将电芯的正负极与预先设计的引出端子进行连接后封装至压制成型的金属外壳内，最后将电解液注入产品内进行封装成型。
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