正负极质量非对称设计对超级电容器性能的影响研究

• 作者: 凤睿 卢海 刘心毅 李浩 李祥元
• 来源期刊: 储能科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 超级电容器 非对称 正负极质量比 工作电压 功率特性
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 储能材料与器件
• 页码范围: 491-496
• 页数: 6页
• 分类号: TM53
• 语种: 中文
• DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2020.0339

摘要

在咪唑型离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIBF4)混配有机溶剂碳酸丙酸酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)的电解液中,通过调整正负极活性物质的质量比(P/N比),设计制作了一系列活性炭基超级电容器.采用恒流充放电、交流阻抗、循环伏安等测试技术对超级电容器的性能特性进行了评价,系统考察了这种非对称电极设计对超级电容器整体性能的影响.结果表明:较之传统对称型电容器(即P/N=1.0),适当增加正负极质量比有助于抑制电解液的高压氧化分解,提高电容器在3V限压条件下的循环稳定性和小电流工作时的比电容值,但是会引起电容器放电电压降与等效串联内阻的增加.当P/N比为1.4时,电容器经10 mA电流充放电循环5000次后的电容保持率达90.4％,50 mA高倍率放电时比能量与比功率分别为9.95 W·h/kg和4480 W/kg,相比对称型电容器,虽然循环性能得到显著改善,但这是以牺牲功率特性为代价.该研究指出了非对称电极结构所具有的优点,同时也揭示了其存在的不足,因此这种设计方法难以兼顾电容器的整体性能提升.