石墨負極鋰離子電容器性能的研究.pdf

1、由于動力電源等對高比功率和適當比能量的需求，具有高功率密度、同時能量密度又介于雙電層電容器（EDLC）和鋰離子電池（LIB）之間的電源器件鋰離子電容器（LIC）逐漸成為研究熱點。為了從改善工作電壓角度提高LIC的整體能量密度及其電化學性能，論文分別從器件的構(gòu)筑工藝和構(gòu)筑材料方面進行了研究。
　　在構(gòu)筑工藝方面，研究了預嵌鋰對LIC電化學性能尤其是能量密度的影響。分別考察了兩種預嵌鋰方法：直接預嵌法和間接預嵌法。直接預嵌法是對石墨化

2、中間相炭微球（MCMB）模擬電池進行嵌鋰處理，然后再將得到的預嵌鋰石墨（LMCMB）和活性炭（AC）匹配組裝LIC。研究表明，對MCMB進行預嵌鋰處理，補充了形成SEI膜時所消耗的鋰離子，提高了體系中鋰離子濃度，降低了MCMB工作電壓，減小了AC最高極化電壓，擴大了AC最低極化電壓范圍，使LIC能量密度達到97.9Wh/kg，是EDLC的8倍、沒有經(jīng)預嵌鋰處理LIC的3倍。間接預嵌法是以（AC+LiFePO4）混合材料為正極，然后與MC

3、MB負極匹配組裝LIC。研究表明，在低電流密度0.3C下，LIC即存在電容特性又有電池特性。富鋰化合物LiFePO4起到了與直接預嵌法一樣的補充鋰源、改善LIC循環(huán)性能的作用，且在4C電流密度下，電容器能量密度達到69.02Wh/kg。
　　在電極材料方面，以MCMB為前軀體，通過氧化、熱處理方法，制備了一種含有微晶結(jié)構(gòu)的球形微膨脹石墨材料（e-MCMB），并構(gòu)筑MCMB/e-MCMB體系LIC，考察了該體系的工作電壓范圍。結(jié)果表