LiMn-,2-O-,4--AC體系電化學(xué)混合電容器的研究.pdf

1、電化學(xué)混合電容器(EHC)是一種介于超級(jí)電容器和電池之間的新型貯能元件，它具有比超級(jí)電容器更高的比容量和比能量及比電池更高的功率密度，可更好地滿足實(shí)際應(yīng)用中負(fù)載對(duì)電源系統(tǒng)能量密度和功率密度的整體要求。 本課題首先用高溫固相法制備具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰離子嵌入材料LiMn2O4。通過控制反應(yīng)原料Li2CO3和MnO2的化學(xué)計(jì)量比可以控制錳酸鋰的組成，分別得到三種產(chǎn)物L(fēng)i0.95Mn2O4，LiMn2O4，Li1.1Mn2O4。合成產(chǎn)物

2、都具有較高的相純度和優(yōu)良的晶型。在容量方面三者相差無幾，分別為105mAh/g，118mAh/g，115mAh/g。而在大電流性能和循環(huán)性能方面Li1.1Mn2O4表現(xiàn)出較明顯的優(yōu)勢(shì)。 將大港石油焦用NaOH活化，控制活化溫度600℃，700℃，800℃，900℃制得四種不同的活性炭。700℃活化效果最好，BET比表面積達(dá)到1119m2/g。做成EDIC容量達(dá)到32.63mAh/g。購(gòu)買的YK比活化石油焦的孔隙發(fā)達(dá)，BET比表面

3、積達(dá)到2400m2/g以上，做成EDLC容量達(dá)到47.56mAh/g。表現(xiàn)出較大的比容量?jī)?yōu)勢(shì)，但在大電流性能和循環(huán)性能上三者相差不多。 以尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰離子嵌入材料LiMn2O4作正極，三種不同的活性炭(AC)作負(fù)極，采用有機(jī)電解液，組成有機(jī)體系的LiMn2O4/AC電化學(xué)混合電容器，對(duì)其反應(yīng)機(jī)理，正、負(fù)極活性物質(zhì)的性能對(duì)混合電容器性能的影響進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)正極材料的大電流性能和循環(huán)性能較大程度的影響混合電容器的大電流性能和循環(huán)

4、性能，而負(fù)極材料的質(zhì)量比容量很大程度決定了混合電容器的質(zhì)量比容量?；旌想娙萜鞅憩F(xiàn)出良好的電化學(xué)性能，比容量可以達(dá)到30.78mAh/g，電流密度從50mAh/g增大到200mAh/g放電容量的衰減率僅為4.7％。 同樣以尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4作正極，活性炭YK作負(fù)極，電解液采用低毒，高安全性，對(duì)環(huán)境友好的Li2SO4水溶液，研究了水系電解液下混合電容器的電化學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)在容量上與有機(jī)的混合電容器相差不多，可以達(dá)到30.1mA