編號：NMJS09155
篇名：高性能鋰離子電容器正極材料石墨烯-介孔炭復(fù)合物的制備及性能分析
作者：韓秀秀 魏少鑫 汪劍 崔超婕 騫偉中
關(guān)鍵詞： 電化學(xué)儲能 介孔活性炭 石墨烯 鋰離子電容器 接觸電勢差
機構(gòu)： 清華大學(xué)化學(xué)工程系 鄂爾多斯實驗室
摘要： 【目的】設(shè)計同時具有高質(zhì)量活性和高體積活性的鋰離子電容器(lithium-ion capacitor,LIC)復(fù)合正極材料�！痉椒ā拷柚鷴呙桦娮语@微鏡、透射電子顯微鏡、康塔全自動比表面和孔徑分析儀、四探針測試儀,通過實驗分析了顆粒之間的微觀形貌、堆疊方式、接觸模式和界面特性對復(fù)合電極的電導(dǎo)率、電學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律�！窘Y(jié)果】將介孔活性炭(mesoporous activated carbon,MC)與單分散石墨烯/單壁碳納米管雜化物(graphene/single-walled carbon nanotube hybrid,GNH)混合,緊密壓縮制成鋰離子電容器正極材料。GNH均勻地包裹在MC顆粒表面,與MC面對面接觸,增大接觸面積;而且GNH在MC顆粒之間形成均勻的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),提供了快速的電子傳導(dǎo)。另外,GNH具有開放結(jié)構(gòu),會優(yōu)先吸附電解液離子,與MC界面間存在濃度梯度;同時,GNH具有較高的導(dǎo)電性,與導(dǎo)電性較差的MC界面間存在接觸電勢差效應(yīng)。兩者共同促使GNH和MC界面之間形成快速的離子和電子雙傳輸路徑,促進離子在MC內(nèi)部的擴散,從而避免了高電流密度下因離子擴散緩慢而造成的容量損失。【結(jié)論】添加5%GNH提高了倍率性能,并且在不犧牲堆積密度的前提下同時提高質(zhì)量和體積能量密度。
