基于鋰電材料Li4Ti5O12與LiNi1-3Co1-3Mn1-3O2的非對(duì)稱電化學(xué)電容器研究.pdf

1、非對(duì)稱電化學(xué)電容器是一種介于二次電池和超級(jí)電容器之間的新型儲(chǔ)能元件,有著比電池要大得多的功率密度和比傳統(tǒng)電容器要高得多能量密度,具有高能量密度、長壽命、高功率密度等特性。本文以鋰電池材料與活性炭混合組成非對(duì)稱電化學(xué)電容器,通過恒流充放電測(cè)試,對(duì)其比電容值、比能量值、比功率值與循環(huán)性能進(jìn)行測(cè)試與研究。
　　尖晶石Li4Ti5O12因具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,較高的比容量和安全性能優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是新型鋰離子電池和電化學(xué)電容器最有應(yīng)用潛力的電

2、極材料之一。但是由于Li4Ti5O12的電子電導(dǎo)率和鋰離子傳導(dǎo)率均較低,這使得其倍率性能較差。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2是LiNiO2,LiCoO2和LiMnO2的固溶體,并保持了層狀結(jié)構(gòu),鋰離子在脫嵌過程中,材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化減少,具備了這三種材料的優(yōu)點(diǎn),是一種三元協(xié)同作用的正極材料。其具有循環(huán)壽命長,比容量高,優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能,安全性能好和較低的成本。
　　本論文根據(jù)大量資料調(diào)研,緊跟該領(lǐng)域的國際研究前沿,采用高溫

3、固相法合成Li4Ti5O12與LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2將它們與活性炭結(jié)合用于制備非對(duì)稱電化學(xué)電容器,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)形貌與電化學(xué)性能研究,得出以下結(jié)論:
　　1、通過固相法合成的Li4Ti5O12與LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2通過XRD測(cè)試表明晶體相純度較高,首次放電容量分別為177mAh/g與157.6mAh/g,經(jīng)過10次循環(huán)后容量保持率分別為85.8％與84%。
　　2、使用恒流充放電測(cè)試研究了

4、AC/AC對(duì)稱電化學(xué)電容器在80mA/g、160mA/g、400mA/g三種倍率下的充放電性能與循環(huán)性能,發(fā)現(xiàn)其在三種倍率下均具有良好的電容特性與循環(huán)壽命,其中在80mA/g時(shí),比電容值為36.1F/g,50次后比電容值保持率為95.2%。
　　3、使用恒流充放電測(cè)試研究了不同LiNil/3Col/3Mnl/3O2含量的AC(LiNil/3Col/3Mnl/3O2)/AC非對(duì)稱電化學(xué)電容器在80mA/g、160mA/g、400mA

5、/g三種倍率下的充放電性能與循環(huán)性能,發(fā)現(xiàn)其在三種倍率下均具有良好的電容特性與循環(huán)壽命,其中在80mA/g電流下,LiNil/3Col/3Mnl/3O2含量在正極中為10%時(shí),比電容值為27.6F/g,50次后比電容值保持率為94.2%。
　　4、使用恒流充放電測(cè)試研究了不同LiNil/3Col/3Mnl/3O2含量的AC(LiNil/3Col/3Mnl/3O2)/Li4Ti5O12非對(duì)稱電化學(xué)電容器在80mA/g、160mA/g