預(yù)嵌鋰用穿孔集流體對(duì)鋰離子電容器電化學(xué)性能的影響
本文選題:鋰離子電容器 切入點(diǎn):穿孔銅箔 出處:《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》2017年04期 論文類型:期刊論文
【摘要】:將石墨涂覆于傳統(tǒng)銅箔(CCC)與穿孔銅箔(PCC)集流體表面,通過(guò)內(nèi)部短路的方式進(jìn)行預(yù)嵌鋰處理,再以商業(yè)化的活性炭及預(yù)鋰化的石墨分別為正、負(fù)極材料組裝成鋰離子電容器(LIC)。以PCC為集流體的LIC在0.1和2.0 A?g~(-1)的電流密度下,能量密度分別為118.2和51.7 Wh?kg~(-1),并且在0.5 A?g~(-1)的電流密度下循環(huán)1000次后的能量密度保持率為90%;以CCC為集流體的LIC在0.1和2.0 A?g~(-1)的電流密度下的能量密度分別為125.5和43.3 Wh?kg~(-1),在同等電流密度下2.0-3.8 V之間循環(huán)1000次后的能量密度保持率僅為73.2%。進(jìn)一步研究表明,石墨采用PCC在預(yù)嵌鋰的過(guò)程中避免了金屬鋰沉積,生成了均一且穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜(SEI),有效防止充放電過(guò)程中SEI膨脹,活性物質(zhì)與集流體間粘結(jié)力降低,活性物質(zhì)脫落等現(xiàn)象發(fā)生。因此,LIC通過(guò)PCC完成預(yù)嵌鋰后的自放電及內(nèi)阻更小,具有更佳的倍率性能和循環(huán)性能。
[Abstract]:The graphite was coated on the surface of the traditional copper foil CCC) and the perforated copper foil PCC. The pre-intercalated lithium was treated by internal short circuit. The commercial activated carbon and the pre-lithified graphite were respectively positive. The cathode materials were assembled to form lithium ion capacitors (LICs). The LIC with PCC as the collector was 0. 1 and 2. 0 A? The energy density is 118.2 and 51.7? KG-1, and at 0.5 A? At current density, the energy density retention rate of 1 000 cycles is 90. The LIC with CCC as fluid collector is 0. 1 and 2. 0 A? The energy density at current density is 125.5 and 43.3? The energy density retention rate after 1000 cycles between 2.0-3.8 V at the same current density is only 73.2%. Further study shows that the graphite can avoid lithium deposition in the process of pre-intercalation of lithium with PCC. A uniform and stable solid electrolyte membrane was formed, which effectively prevented the expansion of SEI during charge and discharge and the decrease of the adhesion between the active substance and the collector. Therefore, the self-discharge and internal resistance of the pre-intercalated lithium by PCC are smaller and have better rate performance and cycle performance.
【作者單位】: 南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院江蘇省能量轉(zhuǎn)換材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)(2014CB239701) 國(guó)家自然科學(xué)基金(51372116,51672128) 江蘇省自然科學(xué)基金(BK20151468) 江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合研究(BY-2015003-7) 江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程(PAPD)資助項(xiàng)目~~
【分類號(hào)】:TM53
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