有机系中石活性碳混合电极在非对称电容器中的应用.pdfVIP

摘要 摘要 与传统电容器相比，超级电容器具有较大的比容量和较高的比能量，与蓄电 池相比，超级电容器具有较高的比功率，且循环寿命长、．工作温度范围宽、能 快速充放电，它是一种理想的新型贮能装置。它在太阳能、移动通信、信息技 术、消费电子、电动汽车、航天航空和国防科技中具有重要和广阔的应用前景。 现在商业化的超级电容器主要以活性碳作为电极材料，但由于活性碳导电性能 较差，比容量低，含有较多的不纯物，孔径分布不均匀，且大部分为微孔，限制了超 级电容器的广泛应用。石墨作为商业锂二次电池的负极材料，具有高导电性、 高可逆比容量和独特的层状结构适合作为超级电容器电极材料，最近其作为电 容器电极材料成为研究热点，且有不少报导其具有优良的电化学性能。本论文 研究了高比表面石墨(G300、280m2g-1)和低比表面石墨(AGP、20--30m2g-i)分别 与三种活性碳，即100nmAC(中国)、YP一17D(同本)、SUPRA30(荷兰)制备混合电 极，混合电极和商业活性碳极片C1及自制的活性碳C2分别作为超级电容器负极 和正极，研究了其电化学性能。通过实验研究得到以下结论： TEMABF4／碳酸 G300分别为5wt％、20wt％、35％、50wt％、65wt％)，在1．3M Et4NBF4／PC和1．0M 丙稀酯(PC)、1．0M LiPF6／碳酸乙烯酯(EC)+二甲基碳酸酯 势窗口，但混合电极的比容量都小于纯100nmAC电极的比容量，而混合电极的 比容量又以S3的比容量最大，S3为混合电极的最优化电极；交流阻抗(EIS)结 说明G300的加入可以提高导电性。混合电极恒流充放电的对称性三角形曲线和 近似矩形的CV曲线说明混合电极只形成双电层电容。 2．G300分别和YP．17D、SUPRA30制备S3最优化混合电极在1．3M TEMABF4／PC和1．0M 测试。得到的结果类似G300和100nmAC最优化混合电极。 3．纯AGP石墨电极在1．0M 电极嵌锂实验和三电极CV结果表明：该石墨表面形成固体电解质界面(SEI)膜 II 摘要 在首次阴极化过程中形成；当正负极质量之比为3．8时即C1／AGP，电化学测试 表明，在1．5V-4．5V电势区间，电流密度由25mA菩1(92．5mAhg-i)增大到 C1／AGP，由充放电电流密度为l10mA·g。1增大到200mA·g～，放电比容量分 放电效率也较前者好。 4．AGP与SUPRA30混合制备的S3混合电极的第三次CV测试比容量为189．3 mAh mAh g～，大于AGP电极第三次的132．6g。1(CV电势窗口为O一3．OV)；混 合体系C1／$2恒流充放电测试表明，在电流密度为200mA g。1条件下，在 1．5V-4．5V电势区间，比容量由144mAhg-i)下降为135mAh g-i(50mA g-1(200mA 1000次循环后C1／$2体系衰减了70．4％，而在电流密度为40mA 酉1)， 91时 优点，即AC良好的循环稳定性、良好的大电流效应和AGP2的高可逆比容量； 但其循环寿命还需要进一步提高。 关键词：非对称电容器；电化学性能；混合电极；石墨：活性碳；有机电解液 Abstract ABSTRACT isanew of with Supercapacitorstypepowerenergy—