钛酸锂基锂离子电容器的电极材料储能机制不同,如何解决在大倍率充放电过程中,锂离子快速脱嵌问题,一直是该研究领域的热点。本论文采用简易、节能的实验方法,制备纳米级构造的正负极材料,经添加不同组合导电成分等方法来提高锂离子电容器的电化学性能:实验制得的具有“零应变和高比电容”含碳钛酸锂(LTO-GC)负极材料相比于商业钛酸锂(LTO)具有更高的比容量和稳定性能。通过复合导电剂GC-SP的三维桥梁式“点、线、面”导电网络,在电流的密度是2 C(1 C=175 mA/g)下,LTO-GC材料的比容量是179 mAh/g,此间隔基本无波动,在40 C时也稳定在91 mAh/g左右。这充分说明了含碳LTO的电化学可逆性好、倍率性能高、电荷转移内阻小。以海藻酸钠(Sodium Alginate,SA)粘接酚醛树脂碳微球方式,合成具有三维多孔导电网络的双碳源多孔碳微球(SACM)。其表面积是2629 m~2/g,总的孔隙体积是1.915 cm~3/g。将实验制得SACM-0.25材料制作成双电层电容器,在电流密度0.2 A/g时,最高比电容是149 F/g。将上诉材料制作成半电池,在5 A/g时,比容量是60 mAh/g。将制得的正负极组装成锂离子电容器,在正负极最佳质量比为3时,锂离子电容器(SACM//LTO-GC=3)在电流密度0.1 A/g时,可具有能量密度为65 Wh/kg;当电流密度扩大10倍是1A/g时,其仍具53 Wh/kg。5000次充放电后,比容量从23 mAh/g转变为19.6 mAh/g,保持率为85%。