混合超級(jí)電容器-鋰離子電容器簡(jiǎn)述
嵌入偽電容,被稱(chēng)作鋰電容的部分混合電容器類(lèi)型。在純正碳系統(tǒng)中,指出當(dāng)特定電容容量超過(guò)約150F/g時(shí),偽電容特性將被表現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)碳超級(jí)電容器得到的最大電容密度為25μF/cm³,對(duì)于更大容量密度的石墨材料,嵌入偽電容的特性將表現(xiàn)得更加明顯。
在對(duì)這種特殊的混合電容器進(jìn)行測(cè)試之前,有必要對(duì)鋰離子電池進(jìn)行了解。裝配了石墨超級(jí)電容器,而不是活性的碳極,所以市售的電解質(zhì)鹽TEATBF4能夠如同離子般被嵌入。
眾所周知,當(dāng)非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的單元電勢(shì)達(dá)到3V或者更高時(shí),偽電容的吸附作用將會(huì)出現(xiàn)并且變得更加突出。將納米多孔活性炭與石墨進(jìn)行置換,作者認(rèn)為離子嵌入將會(huì)如同被證明的一樣發(fā)生,石墨膨脹嵌入,并且隨著離子嵌入過(guò)程停止而收縮,通過(guò)對(duì)電極單元大小的測(cè)量對(duì)上述情況進(jìn)行了證實(shí)。
鋰離子電池可在市場(chǎng)中大量購(gòu)得,全球每年的總產(chǎn)量30億左右。通過(guò)對(duì)這種電池的測(cè)試可以方便的看到離子的入嵌和脫嵌。陰極作為金屬氧化物的鋰離子如何在充電過(guò)程中被氧化,并且以Li﹢形式嵌入電極(LiPF6)中。電位源將電子抽離陰極結(jié)構(gòu),釋放Li﹢通過(guò)表現(xiàn)為保護(hù)性涂層的表面的電解液界面(SEI)來(lái)補(bǔ)充陰極。同時(shí)在正極,因?yàn)殡娊庖罕仨殨r(shí)刻保持中性,Li﹢通過(guò)離子正在減少的表面電解液界面陽(yáng)極嵌入石墨結(jié)構(gòu)中,并且始終保持于上下三個(gè)碳原子之間。