10.14106/j.cnki.1001-2028.2023.0093
富锂镍酸锂(Li2 NiO2)作为预锂化剂对活性炭//硬碳型锂离子电容器电化学性能的影响
锂离子电容器(LIC)兼具大容量、高功率、长循环和宽温度特性,但在规模化制备中受限于预锂化这一"卡脖子"难题,导致应用推广受限.相较于负极预锂化,正极预锂化具有操作简便、产线适配性强、工艺成本低等优势.Li2NiO2(LNO)作为一种典型的正极预锂化剂具有储锂容量高、首次效率低、不可逆容量大、释放锂离子后相对稳定的特性,受到广泛关注.本文组装了以活性炭(AC)为正极、硬碳(HC)为负极的LIC,系统研究了正极活性材料组分中LNO的添加量(质量分数为 0%,2%,5%,10%,分别命名为AC-Li0、AC-Li2、AC-Li5、AC-Li10)对LIC电化学性能的影响,发现添加量为 10%时器件综合性能最佳.同AC-Li0 相比,AC-Li10 的循环伏安(CV)和恒流充放电曲线均呈现近似EDLC的容性行为,界面阻抗明显减小,高低温性能得以改善,在-40℃超低温环境仍具备 10C放电能力,循环 10000 次(2.0～3.8 V)后容量保持率高达 96.3%.此外,LNO的引入使得AC-Li10 的额定电压可从 3.8V提升到 4.0 V,器件在 2.0～4.0V测得的最大能量密度为 61.21 Wh·kg-1,在最大功率密度 20575.13 W·kg-1下测得的能量密度为 16.34 Wh·kg-1,优于商业化LIC.在LIC正极制浆过程中直接添加LNO作预锂化剂,能够显著改善器件的电化学性能并降低制程工艺成本,具有重要的科研和实用价值.
锂离子电容器、预锂化、Li2NiO2、活性炭、硬碳
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TM911.3
上海市青年科技英才扬帆计划;上海市科学技术委员会科研计划项目;上海市科学技术委员会科研计划项目
2023-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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