高能量密度石墨

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1、高能量密度石墨/交流電容器有機電解液 摘要 高能量密度混合電容器的設(shè)計，在有機電解液（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，以實現(xiàn)能源與之間的功率密度的最佳比例，同時保持周期長壽命的能力。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，而擴大到在有機電解液活性炭整體穩(wěn)定窗口，而負(fù)電極電勢，仍幾乎不變，約為0.1Vvs。李/李+。經(jīng)過仔細(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值密度的10倍以上為同一活性炭建成對稱或不對稱電容器。1．導(dǎo)言在與不同的儲能裝置的比較可在市場上發(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，對活性炭的電化學(xué)電容器，所謂的超級電容器，可以開發(fā)周期較長的壽命（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電解質(zhì)，考慮他們理論上可達(dá)3V的。然而，在實踐中，活性炭（AC）的使用超級電容器Et4NBF4在乙腈（安）或有機碳酸丙烯電解質(zhì)能夠只開設(shè)高達(dá)2.7V的電壓[2]。一般來說，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，同時保持周期長壽命和快速充電能力，包括非對稱細(xì)胞對正，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)與混合動力相結(jié)合的一個配置從活性炭和另一個包含了電極氧化鎳[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，對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，碳材料可通過鋰插在更負(fù)潛力。在商業(yè)鋰離子電池，兩個碳種材料主要用作負(fù)極：（一）硬碳及（ii）石墨。也有一些缺點硬碳比石墨（慧聰）：（一）慧聰非常貧困率性能相關(guān)的鋰擴散速度較慢在內(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程中逐漸脫插層過程;（三）慧聰有一個大的初始不可逆容量[17]。石墨電極的未上述缺點，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在有機電解

6、液混合動力系統(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。實驗 商業(yè)活性炭（交流），包括超50（諾瑞特）和Maxsorb（關(guān)西）和兩個級別的天然石墨SLC1025和LBG73提供的高級石墨有限公司，美國，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，使與該活動層厚度范圍0.04-0.10毫米。有一個圓盤電極直徑十一點五毫米被切斷由沖壓涂膜投射到目前的金屬箔收藏家。兩個電極電容器建了一個玻璃纖維分離器，使用特富龍世偉洛克?類型系統(tǒng)。兩個電解解決方案進(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）。評價電極的電化學(xué)性能，實驗也表現(xiàn)作為參考和阿里磁盤對電極。所有稿

8、件潛力介紹電極與李氏。電化學(xué)特性電極和電容測定循環(huán)伏安，電流充放電循環(huán)和阻抗使用VMP2（生物，法國光譜測量）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有一個非常發(fā)達(dá)的表面積有廣泛的孔徑分布，而提出了一個超級50