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)是一種介于超級電容器和電池之間的新型貯能元件，它具有比超級電容器更高的比容量和比能量及比電池更高的功率密度，可更好地滿足實際應(yīng)用中負(fù)載對電源系統(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。 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比表面積達到1119m2/g。做成EDIC容量達到32.63mAh/g。購買的YK比活化石油焦的孔隙發(fā)達，BET比表面

3、積達到2400m2/g以上，做成EDLC容量達到47.56mAh/g。表現(xiàn)出較大的比容量優(yōu)勢，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，采用有機電解液，組成有機體系的LiMn2O4/AC電化學(xué)混合電容器，對其反應(yīng)機理，正、負(fù)極活性物質(zhì)的性能對混合電容器性能的影響進行了研究。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。混合電容器表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能，比容量可以達到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)在容量上與有機的混合電容器相差不多，可以達到30.1mA