复合材料LiMn2O4/活性炭的电化学行为
2012-07-31马婷婷王志兴李新海郭华军方杰彭文杰胡启阳张云河
中南大学学报(自然科学版) 2012年1期
关键词:复合材料
马婷婷,王志兴,李新海,郭华军,方杰,彭文杰,胡启阳,张云河
(中南大学 冶金科学与工程学院,湖南 长沙,410083)
随着人们环境保护意识的增强及不可再生能源的日益紧张,新能源受到人们越来越多的关注。二次电源中,大量的研究集中于锂离子电池和超级电容器。超级电容器是一种基于电极-溶液界面的电化学过程储能元件,其常用的电板材料为具有大比表面积、孔径结构发达的活性炭(AC)[1-3]。一般正负极采用活性炭作为电极活性物质,各自形成一个双电层,分别吸引电荷符号相反的等量电荷[4-5]。目前研究的不对称超级电容器采用的正负极材料很多,性能差别很大,如水系MnO2/活性炭不对称超级电容器[6]、水系LiMn2O4/活性炭不对称超级电容器[7]和有机体系锰氧化物与多壁碳纳米管不对称超级电容器[8]。超级电容器具有功率密度高、循环寿命长、库仑效率高等优点,而锂离子电池具有能量密度大、工作电压高等优点。如果能将超级电容器的优点和锂离子电池的优点相结合,就可以获得兼具锂离子电池高能量密度和超级电容器高功率密度特点的新型储能器件,有望应用于电动车(EV)和混合电动车(HEV)等电动工具上。基于此,本研究提出超级电容电池的概念。本文作者研究的超级电容电池正极材料是以LiMn2O4和活性炭(AC)作为电极活性物质,采用直接混合的方法制备的 LiMn2O4/活性炭复合正极材料,重点研究复合材料在有机电解液LiPF6-EC/EMC/DMC中的电化学性能。