王亚彬，聂俊平，李文生，田爱香，何铁石, 2



锂盐/活性炭混合电极电池-电容器研究

王亚彬1，聂俊平1，李文生2, 3，田爱香1，何铁石1, 2

（1. 渤海大学 化学化工学院，辽宁 锦州 121013；2. 辽宁省超级电容器工程技术中心，辽宁 锦州 121000；3. 锦州凯美能源有限公司，辽宁 锦州 121000）

以嵌锂过渡金属氧化物(锂盐)和双电层储能材料活性炭(AC)为电极活性物质，制备LiMn2O4-AC||AC、LiFePO4-AC||AC、LiMn2O4-AC||Li4Ti5O12-AC、LiFePO4-AC||Li4Ti5O12-AC电池-电容器。通过恒电流充放电、循环伏安以及交流阻抗等对其电化学性能进行研究。结果显示：电池-电容器在低工作电压段，电荷主要以双电层储能形式存储于活性炭电极；在高工作电压段电荷主要以锂离子插嵌-脱嵌形式存储于嵌锂过渡金属氧化物。锂盐和AC结合可以有效提高电池-电容器的工作电压、能量密度，同时又具有较好的功率特性。其中LiFePO4-AC||Li4Ti5O12-AC具有较好的综合电化学性能，当电压为3.2 V时，能量密度为124.6 Wh·kg–1，功率密度为461.7 W·kg–1，内阻为2.2 Ω，充放电效率为93.1%。

电池；电容器；锂盐；活性炭；内结合；电化学性能

电动汽车等新兴产业的发展对动力电源的性能提出了更高的要求[1]。活性炭电极材料电容器具有高功率密度特征，而嵌锂过渡金属氧化物电极材料电池具有高能量密度的优点。为提高超级电容器的储能密度，又不明显降低其功率密度，利用嵌锂过渡金属氧化物与活性炭共混制备不对称电池-电容器成为一种重要的可选途径。把锂离子电池和超级电容器结合在一起的电池-电容器体系成为兼具高能量密度和高功率特性的新型储能器件。……