高能量密度石墨

《高能量密度石墨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高能量密度石墨/交流电容器有机电解液 摘要 高能量密度混合电容器的设计，在有机电解液（1摩尔L-1的六氟磷酸锂的1:1乙烯酯（EC）/二碳酸（公））采用商业等级的石墨和激活的消极和积极的碳电极分别。不同的方法已经探讨了装配混合电容器，以实现能源与之间的功率密度的最佳比例，同时保持周期长寿命的能力。在优化的混合电容器，从1.5潜在的正极范围可高达5V的与李/锂离子，而扩大到在有机电解液活性炭整体稳定窗口，而负电极电势，仍几乎不变，约为0.1Vvs。李/李+。经过仔细平衡的电极各自的群众，妥善格式化系统，它是发现，

2、4.5V的电压，是避免在循环电容混合电容器褪色最优值。重力和高达103.8Whkg-1和111.8WhL-1，分别获得了体积能量密度。能源的体积显着的价值密度的10倍以上为同一活性炭建成对称或不对称电容器。1．导言在与不同的储能装置的比较可在市场上发现，电池显示效果最好能量密度（150-200Whkg-1），它们可以设计交付功率高达1000Wkg-1[1]。然而，他们具有有限的循环寿命（通常少于1000次）。在另一方面，对活性炭的电化学电容器，所谓的超级电容器，可以开发周期较长的寿命（通常高于000美元），非常

3、高的专用电源（以上1000Wkg-1），但能量密度低（最高10Whkg-1）比电池[2-4]。在电化学电能累计量电容是成正比的电容电极材料和工作电压的平方。自从工作电压是有限的电解液分解，很多研究都集中在使用有机电解质，考虑他们理论上可达3V的。然而，在实践中，活性炭（AC）的使用超级电容器Et4NBF4在乙腈（安）或有机碳酸丙烯电解质能够只开设高达2.7V的电压[2]。一般来说，在电化学双电层电容器的正，负电极是相同的。为了提高能量密度，同时保持周期长寿命和快速充电能力，包括非对称细胞对正，负电极不同类型的已

4、介绍。非常有趣的结果已取得水电解质与混合动力相结合的一个配置从活性炭和另一个包含了电极氧化镍[5,6]，氧化铅[7,8]，锰氧化物[9,10]或电子导电聚合物[11,12]。Amatucci等。[13,14]已经开发使用非水混合装置1李插负极基于纳米Li4Ti5O12的和双电层活性炭积极电极。按照这种观点，对其他的例子混合电容器用钛基化合物得到了进一步发表[15,16]。对于这些研究中，应该注意这插，脱了Li4Ti5O12的基材料发生在与李约1.5V的地方。在这种情况下，混合动力电容只能收取之间1.2and3.

5、2V出院，领导下正极使用的。因此，另一种方法，应探索扩大工作电压电容器的这种混合。从锂离子电池技术，众所周知，碳材料可通过锂插在更负潜力。在商业锂离子电池，两个碳种材料主要用作负极：（一）硬碳及（ii）石墨。也有一些缺点硬碳比石墨（慧聪）：（一）慧聪非常贫困率性能相关的锂扩散速度较慢在内部的碳结构;（二）慧聪充放电曲线不平坦和潜在的变化过程中逐渐脱插层过程;（三）慧聪有一个大的初始不可逆容量[17]。石墨电极的未上述缺点，它们被认为是为负极的锂离子电池的最佳选择[1,18,19]。这里的想法是建立一个在有机电解

6、液混合动力系统，用石墨和活性炭消极和碳正极材料，分别为。具体步骤让本系统进行优化在本文提出。2。实验 商业活性炭（交流），包括超50（诺瑞特）和Maxsorb（关西）和两个级别的天然石墨SLC1025和LBG73提供的高级石墨有限公司，美国，被选作本研究。电极制备按照标准程序，在使用锂离子电池工业[25]。的活性混合材料是第一次与5-10野生％粘合剂乙烯（PVDF）溶解在N-甲基吡咯烷酮（吡咯烷酮）。这种混合物被投射到1度0.015mm厚度的金属箔。铜，铝箔被用于石墨和活性炭的电极，分别为。后蒸发在溶剂（吡咯烷

7、酮），干燥的电极在120◦荤当夜由初级真空。然后，电极压缩到所需的密度辊磨。活跃石墨和活性炭负载在范围在2-6毫克厘米-2，使与该活动层厚度范围0.04-0.10毫米。有一个圆盘电极直径十一点五毫米被切断由冲压涂膜投射到目前的金属箔收藏家。两个电极电容器建了一个玻璃纤维分离器，使用特富龙世伟洛克®类型系统。两个电解解决方案进行了研究：1摩尔L-1的在乙腈（AN）与1摩尔蜇Et4NBF4-1LiPF6的在碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二甲酯的混合物（公）。评价电极的电化学性能，实验也表现作为参考和阿里磁盘对电极。所有稿

8、件潜力介绍电极与李氏。电化学特性电极和电容测定循环伏安，电流充放电循环和阻抗使用VMP2（生物，法国光谱测量）多通道发生器。3。结果和讨论3.1。电化学性能活性炭 两种不同的商业活性炭进行了研究：超级50（诺瑞特）和Maxsorb（关西）。从表1，它可以看到，它们包含相同数量的氧气但其表面多孔质地完全不同。活性炭Maxsorb有一个非常发达的表面积有广泛的孔径分布，而提出了一个超级50