高能量密度石墨

《高能量密度石墨》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、高能量密度石墨/交流電容器有機(jī)電解液 摘要 高能量密度混合電容器的設(shè)計(jì)，在有機(jī)電解液（1摩爾L-1的六氟磷酸鋰的1:1乙烯酯（EC）/二碳酸（公））采用商業(yè)等級(jí)的石墨和激活的消極和積極的碳電極分別。不同的方法已經(jīng)探討了裝配混合電容器，以實(shí)現(xiàn)能源與之間的功率密度的最佳比例，同時(shí)保持周期長(zhǎng)壽命的能力。在優(yōu)化的混合電容器，從1.5潛在的正極范圍可高達(dá)5V的與李/鋰離子，而擴(kuò)大到在有機(jī)電解液活性炭整體穩(wěn)定窗口，而負(fù)電極電勢(shì)，仍幾乎不變，約為0.1Vvs。李/李+。經(jīng)過(guò)仔細(xì)平衡的電極各自的群眾，妥善格式化系統(tǒng)，它是發(fā)現(xiàn)，

2、4.5V的電壓，是避免在循環(huán)電容混合電容器褪色最優(yōu)值。重力和高達(dá)103.8Whkg-1和111.8WhL-1，分別獲得了體積能量密度。能源的體積顯著的價(jià)值密度的10倍以上為同一活性炭建成對(duì)稱或不對(duì)稱電容器。1．導(dǎo)言在與不同的儲(chǔ)能裝置的比較可在市場(chǎng)上發(fā)現(xiàn)，電池顯示效果最好能量密度（150-200Whkg-1），它們可以設(shè)計(jì)交付功率高達(dá)1000Wkg-1[1]。然而，他們具有有限的循環(huán)壽命（通常少于1000次）。在另一方面，對(duì)活性炭的電化學(xué)電容器，所謂的超級(jí)電容器，可以開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)的壽命（通常高于000美元），非常

3、高的專用電源（以上1000Wkg-1），但能量密度低（最高10Whkg-1）比電池[2-4]。在電化學(xué)電能累計(jì)量電容是成正比的電容電極材料和工作電壓的平方。自從工作電壓是有限的電解液分解，很多研究都集中在使用有機(jī)電解質(zhì)，考慮他們理論上可達(dá)3V的。然而，在實(shí)踐中，活性炭（AC）的使用超級(jí)電容器Et4NBF4在乙腈（安）或有機(jī)碳酸丙烯電解質(zhì)能夠只開(kāi)設(shè)高達(dá)2.7V的電壓[2]。一般來(lái)說(shuō)，在電化學(xué)雙電層電容器的正，負(fù)電極是相同的。為了提高能量密度，同時(shí)保持周期長(zhǎng)壽命和快速充電能力，包括非對(duì)稱細(xì)胞對(duì)正，負(fù)電極不同類型的已

4、介紹。非常有趣的結(jié)果已取得水電解質(zhì)與混合動(dòng)力相結(jié)合的一個(gè)配置從活性炭和另一個(gè)包含了電極氧化鎳[5,6]，氧化鉛[7,8]，錳氧化物[9,10]或電子導(dǎo)電聚合物[11,12]。Amatucci等。[13,14]已經(jīng)開(kāi)發(fā)使用非水混合裝置1李插負(fù)極基于納米Li4Ti5O12的和雙電層活性炭積極電極。按照這種觀點(diǎn)，對(duì)其他的例子混合電容器用鈦基化合物得到了進(jìn)一步發(fā)表[15,16]。對(duì)于這些研究中，應(yīng)該注意這插，脫了Li4Ti5O12的基材料發(fā)生在與李約1.5V的地方。在這種情況下，混合動(dòng)力電容只能收取之間1.2and3.

5、2V出院，領(lǐng)導(dǎo)下正極使用的。因此，另一種方法，應(yīng)探索擴(kuò)大工作電壓電容器的這種混合。從鋰離子電池技術(shù)，眾所周知，碳材料可通過(guò)鋰插在更負(fù)潛力。在商業(yè)鋰離子電池，兩個(gè)碳種材料主要用作負(fù)極：（一）硬碳及（ii）石墨。也有一些缺點(diǎn)硬碳比石墨（慧聰）：（一）慧聰非常貧困率性能相關(guān)的鋰擴(kuò)散速度較慢在內(nèi)部的碳結(jié)構(gòu);（二）慧聰充放電曲線不平坦和潛在的變化過(guò)程中逐漸脫插層過(guò)程;（三）慧聰有一個(gè)大的初始不可逆容量[17]。石墨電極的未上述缺點(diǎn)，它們被認(rèn)為是為負(fù)極的鋰離子電池的最佳選擇[1,18,19]。這里的想法是建立一個(gè)在有機(jī)電解

6、液混合動(dòng)力系統(tǒng)，用石墨和活性炭消極和碳正極材料，分別為。具體步驟讓本系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化在本文提出。2。實(shí)驗(yàn) 商業(yè)活性炭（交流），包括超50（諾瑞特）和Maxsorb（關(guān)西）和兩個(gè)級(jí)別的天然石墨SLC1025和LBG73提供的高級(jí)石墨有限公司，美國(guó)，被選作本研究。電極制備按照標(biāo)準(zhǔn)程序，在使用鋰離子電池工業(yè)[25]。的活性混合材料是第一次與5-10野生％粘合劑乙烯（PVDF）溶解在N-甲基吡咯烷酮（吡咯烷酮）。這種混合物被投射到1度0.015mm厚度的金屬箔。銅，鋁箔被用于石墨和活性炭的電極，分別為。后蒸發(fā)在溶劑（吡咯烷

7、酮），干燥的電極在120?葷當(dāng)夜由初級(jí)真空。然后，電極壓縮到所需的密度輥磨?；钴S石墨和活性炭負(fù)載在范圍在2-6毫克厘米-2，使與該活動(dòng)層厚度范圍0.04-0.10毫米。有一個(gè)圓盤(pán)電極直徑十一點(diǎn)五毫米被切斷由沖壓涂膜投射到目前的金屬箔收藏家。兩個(gè)電極電容器建了一個(gè)玻璃纖維分離器，使用特富龍世偉洛克?類型系統(tǒng)。兩個(gè)電解解決方案進(jìn)行了研究：1摩爾L-1的在乙腈（AN）與1摩爾蜇Et4NBF4-1LiPF6的在碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二甲酯的混合物（公）。評(píng)價(jià)電極的電化學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)也表現(xiàn)作為參考和阿里磁盤(pán)對(duì)電極。所有稿

8、件潛力介紹電極與李氏。電化學(xué)特性電極和電容測(cè)定循環(huán)伏安，電流充放電循環(huán)和阻抗使用VMP2（生物，法國(guó)光譜測(cè)量）多通道發(fā)生器。3。結(jié)果和討論3.1。電化學(xué)性能活性炭 兩種不同的商業(yè)活性炭進(jìn)行了研究：超級(jí)50（諾瑞特）和Maxsorb（關(guān)西）。從表1，它可以看到，它們包含相同數(shù)量的氧氣但其表面多孔質(zhì)地完全不同?；钚蕴縈axsorb有一個(gè)非常發(fā)達(dá)的表面積有廣泛的孔徑分布，而提出了一個(gè)超級(jí)50