以预锂化中间相碳微球为负极的锂离子电容器的电化学性能

以商品活性炭（AC）为正极，预锂化中间相碳微球（LMCMBs）为负极，组装成锂离子电容器（LICs）．用X射线衍射（XRD）对LMCMB电极材料的晶体结构进行了表征和分析，预锂化量（PIC）小于200mAh·g^（-1）时，LMCMB电极材料基本保持了原始的石墨晶体结构．利用三电极装置，测试了充放电过程中LlCs的正、负极及整电容器的电压变化曲线．以LMCMB为电极，锂离子电容器负极的工作电压变低，并且电压曲线更加平坦，同时正极也可以利用到更低的电压区间．对比锂离子电容器MCMB／AC，LMCMB，AC在比能量密度、循环性能和库仑效率电化学性能方面都得到了改善．在电压区间2．0—3．8V下，1...

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Published in物理化学学报 Vol. 28; no. 7; pp. 1733 - 1738
Main Author 平丽娜 郑嘉明 时志强 王成扬
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 天津大学化工学院,绿色合成与转换教育部重点实验室,天津300072%天津工业大学材料科学与工程学院,天津市改性与功能纤维重点实验室,天津300387 2012
Subjects
中间相碳微球
活性炭
锂离子电容器
非对称电容器
预锂化
非对称电容器
Hybrid capacitor
预锂化
Activated carbon
Li' pre-doping
锂离子电容器
活性炭
Lithium ion capacitor
Mesocarbon microbead
中间相碳微球
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ISSN1000-6818
DOI10.3866/PKU.WHXB201205092

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Summary:以商品活性炭（AC）为正极，预锂化中间相碳微球（LMCMBs）为负极，组装成锂离子电容器（LICs）．用X射线衍射（XRD）对LMCMB电极材料的晶体结构进行了表征和分析，预锂化量（PIC）小于200mAh·g^（-1）时，LMCMB电极材料基本保持了原始的石墨晶体结构．利用三电极装置，测试了充放电过程中LlCs的正、负极及整电容器的电压变化曲线．以LMCMB为电极，锂离子电容器负极的工作电压变低，并且电压曲线更加平坦，同时正极也可以利用到更低的电压区间．对比锂离子电容器MCMB／AC，LMCMB，AC在比能量密度、循环性能和库仑效率电化学性能方面都得到了改善．在电压区间2．0—3．8V下，100次循环后，放电比容量的保持率从74．8％增加到100％，库仑效率从95％增加到100％．LMCMB／AC电容器容量不衰退的直接原因是由于AC正极极化变小．在2．0—3．8V和1．5—3．8V电压区间内，LMCMB/AC锂离子电容器的比能量密度分别可达85．6和97．9Wh·kg^（-1）．
Bibliography:11-1892/06
Lithium ion capacitors （LICs） were fabricated using Li＊-intercalated mesocarbon microbeads （LMCMBs） as the negative electrode and commercial activated carbon （AC） as the positive electrode. The phase structure of LMCMB electrodes was characterized by X-ray diffraction （XRD）. LMCMB electrodes retain their original graphite crystal structure when the capacity induced by initial Li＋ intercalation is less than 200 mAh·g^（-1）. The charge-discharge performances of positive and negative electrodes and LICs were studied using a three-electrode cell. Using an LMCMB electrode as an anode, a stable working potential is obtained at lower voltage than using other electrodes, and the potential range of the positive electrode is extended to a lower range. The electrochemical performance of LMCMB/AC capacitors, including capacitance, cycle life, and efficiency, is improved compared with that of an MCMB/AC capacitor. The efficiency increases from less than 95% to nearly 100%, and the capacity retention is improved f
ISSN:1000-6818
DOI:10.3866/PKU.WHXB201205092