介孔石墨烯/炭黑复合导电剂在锂离子电容器负极中的应用

• 作者: 刘文杰 孙现众 张澄 张熊 李晨 李钊 王凯 马衍伟
• 来源期刊: 储能科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 介孔石墨烯 导电剂 硬碳 碳纳米管 锂离子扩散 锂离子电容器
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 研究及进展
• 页码范围: 1264-1272
• 页数: 9页
• 分类号: TM911
• 字数: 5325字
• 语种: 中文
• DOI: 10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0040

摘要

将介孔石墨烯与炭黑的复合导电剂(G/SC)应用于硬碳负极材料,并与炭黑(SC)、石墨烯纳米片/碳纳米管/炭黑的导电浆料(GNC/SC)、碳纳米管/炭黑的导电浆料(CNC)3种导电剂进行对比研究.采用扫描电镜和X射线衍射表征了G、SC、GNC、CNC导电剂和硬碳的形貌与结构.硬碳负极的电化学阻抗谱表明,G/SC导电剂可以降低电极电荷转移电阻和固态电解质界面电阻.相比于其它3种导电剂,添加G/SC的硬碳电极具有最高的比容量(155 mA·h/g)和最佳的倍率性能(在2A/g时比容量为60 mA·h/g).循环伏安曲线的分析表明,随着扫速的增大,锂离子在电极中的法拉第固相扩散转变为电极表面快速扩散,G/SC导电剂在硬碳负极中构筑了有效的“点-面”导电网络,促进了硬碳负极的电子转移和锂离子在电极表面的快速扩散.基于添加G/SC的硬碳负极和活性炭正极制备出锂离子电容器,能量密度为81.1 W·h/kg,功率密度可达22.3 kW/kg,在20C倍率下循环2000周后,容量保持率为98.7％.