锂离子电容器(Lithium-ion capacitor,LIC)是一种新型的不对称电化学电容器。是以双电层电容器的电极材料和锂离子电池电极材料为电极材料,以含锂盐的有机混合溶液为电解液组装成的电容器。相比双电层电容器,锂离子电容器实现了能量密度的提升;相比于锂离子电池,锂离子电容器继承了超级电容器高功率密度、高循环稳定性以及快速充放电特性。锂离子电容器在新能源配套设施、电子设备、交通运输等领域有着广泛的应用前景。近年来,随着移动电子设备的发展,柔性可穿戴电子器件的发展,柔性储能器件成为研究热点。本文以二维的石墨烯、一维的碳纳米管编织为柔性骨架,通过简便的超声复合、真空抽滤,引入活性炭、钛酸锂制备柔性锂离子电容器用的正负极电极材料。实现了锂离子电容器电极材料的柔性化制备,本研究制备的柔性自支撑电极材料无需添加额外的导电剂、粘结剂,无需集流体,在一定程度上提升了活性材料的利用率;同时实现了柔性电极材料的简易制备,电极材料具有自支撑特性、可弯折的特点,对未来发展柔性储能器件具有指导意义。具体的研究内容包括以下几个方面:1)以二维的石墨烯和一维的碳纳米管为骨架材料,通过简单的超声复合、真空抽滤的方法制备柔性复合材料。石墨烯是二维片层状结构,碳纳米管是一维管状结构。在超声破碎的作用下,碳纳米管进入石墨烯片层间,阻隔因范德华力而团聚,起到相互改性的作用,同时经过简便的真空抽滤,制备宏观上具有自支撑特性的柔性复合材料。2)在石墨烯、碳纳米管骨架引入活性炭,制备活性炭/碳纳米管/石墨烯(AC/CNT/rGO)柔性复合材料,作为锂离子电容器正极材料,储能机理以双电层电容储能为主。充分利用活性炭、碳纳米管、石墨烯的大比表面积性质。组装成对称的双电层电容器。结果表明,通过改变石墨烯、活性炭含量调控电极材料的比容量,获得综合性能最佳的复合比例是AC/CNT/rGO=50/5/45。能量密度30Whkg-1,功率密度1800 W kg-1。3)通过两步水热法制备纳米棒状钛酸锂。并与石墨烯、碳纳米管骨架材料复合制备柔性钛酸锂/碳纳米管/石墨烯(LTO-NR/CNT/rGO)柔性复合材料,与锂箔为对电极,组装成半电池测试其电化学性能。实验结果表明,石墨烯、碳纳米管良好的导电性的改善了钛酸锂的倍率性能。通过调节钛酸锂、石墨烯含量获得综合性能最佳的复合比为LTO-NR/CNT/rGO=70/5/25,在 2C(1C=175 mA g’1)电流密度下测试,比容量达 203 mAh g-1,经过1000次循环,其比容量保持有191 mAh g-1,其容量保持率为94.1%。20C的电流密度下测试比容量为147 mAh g-1。4)将制备好的电容性正极材料(AC/CNT/rGO=50/5/45),锂离子电池负极材料(LTO-NR/CNT/RGO=75/5/25),组装成非对称锂离子电容器。正负极质量最佳比为2.38。此非对称LIC的比容量71 F g-1,能量密度有67 Wh kg-1,功率密度有1589 W kg-1,在0.35 A g-1的电流密度下经过1000次循环后容量仍保持有41 F g-1。