鹵化鋰-碳復合材料在鋰超電池體系中的應用研究.pdf

1、應用于染料敏化太陽能電池和超級電容器的I-/I3-電對具有電化學反應速度快和可逆性高的優(yōu)點，但I-及其氧化還原產物I2、I3-易溶于有機電解液中。導電炭黑(BP2000)的高比表面積和豐富的孔結構使其具有良好的電容性能。本論文利用導電炭黑作載體與碘化鋰進行復合，不僅能夠抑制碘化鋰及其氧化還原產物的溶解，更能使二者結合組成具有高功率密度、高能量密度、倍率性能好、循環(huán)穩(wěn)定性強的鋰超電池體系。為對比不同鹵化物與多孔碳組成的超電池的電化學性能，

2、論文采用熱處理法分別制備了不同碘化鋰和溴化鋰含量的復合材料。
　　 通過熱處理法制備出碘化鋰含量分別為30wt％和18wt％的碘化鋰/導電炭黑(BP2000)復合材料。利用XRD、BET、TEM等手段對材料進行了結構和形貌分析，并研究了材料在1 mol/L LiPF6-EC/DMC/EMC(1/1/1v/v/v)電解液中的電化學性能。含量為30wt％的材料的CV曲線上有I2/I3-和I3-/I-兩對的氧化還原峰，2C倍率下首周放

3、電容量為152.5mAh/g，因為部分活性物的溶解，前20周下降較快，循環(huán)至200周時，放電容量為134.7 mAh/g。含量為18wt％的樣品在2C倍率下，放電容量穩(wěn)定在210 mAh/g左右，充放電循環(huán)至1000周時依然有208mAh/g，表明活性物質被很好地限制在了碳孔內。在比容量、循環(huán)壽命和倍率性能方面明顯優(yōu)于30wt％樣品。
　　 溴化鋰具有更小的分子量，更高的理論比容量308mAh/g，因而用溴化鋰代替碘化鋰，采用相

4、同方法得到溴化鋰含量分別為40wt％和22wt％的溴化鋰/導電炭黑(BP2000)復合材料。含量為40wt％樣品在3.45V左右有較寬的充放電平臺，2C倍率首周充電比容量為255mAh/g，放電比容量為126.5mAh/g，但容量衰減較快且?guī)靷愋实?，表明部分活性物質在碳孔外，易溶于電解液造成了容量的不可逆損失。而含量為22wt％的樣品放電容量穩(wěn)定在185mAh/g左右，循環(huán)700周時仍有187.8mAh/g，庫倫效率都在99％以上。在

5、階梯倍率充放電測試時，循環(huán)100周重新回到2C時放電容量為195 mAh/g，表現出很好地倍率性能，也表明導電炭黑(BP2000)對Br2/Br-起到了有效的限制。
　　 由碘化鋰、溴化鋰與多孔導電炭黑(BP2000)復合組成的鋰超電池復合材料，有效地利用了導電炭黑電容性能和碘化鋰、溴化鋰的電化學反應，使電池體系表現出了較高的放電容量、良好的高倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，這為高能量密度的鋰二次電池和高功率密度的超級電容器的有效結合提供