混合电容器中导电剂对钛酸锂负极材料性能的影响

刘秋香，谭 蕾，杨 斌，阮殿波



混合电容器中导电剂对钛酸锂负极材料性能的影响

刘秋香，谭 蕾，杨 斌，阮殿波

（宁波中车新能源科技有限公司超级电容研究所，浙江 宁波 315112）

钛酸锂负极与活性炭正极组装成混合电容器，研究了不同导电剂对混合电容器性能的影响。利用扫描电子显微镜观察电极的形貌并结合电化学测量结果，确定了最佳的导电剂类型。实验表明，以super-P/VGCF为导电剂的混合电容器具有最佳的电化学特性，在0.1 A/g条件下，电容器的比容量达到45.4 F/g，在2 A/g时容量保持率为91.5%；在0.5 A/g条件下，经过10000次循环后，容量保持率为93.2%。

钛酸锂；导电炭黑；石墨烯；碳纳米管；纳米碳纤维

双电层电容器主要指以高比表面积的多孔碳为电极材料，采用离子吸附/脱附的物理过程实现能量存储与释放的储能器件，因其具有高功率密度（大于1 kW/kg）、长循环寿命（大于10万次）以及安全环保等特点，目前已在轨道交通、混合动力大巴、重型机械、风力发电等领域[1-2]受到广泛的关注与应用。然而，相比于锂离子电池，双电层电容器的能量密度仍存在较大差距，严重限制了其大规模应用。为此，开发兼具有双电层电容器高功率特性和锂离子电池高能量特性的新型储能器件成为重点研发 方向[3]。

早在2001年，AMATUCCI等[4]便将钛酸锂（Li4Ti5O12）作为负极材料，与活性炭（AC）组成新型储能器件，即混合电容器。这种混合方法将双电层电容器和锂离子电池的储能机制进行内部“串联”结合，这既克服了传统双电层电容器能量密度低的问题，同时又保留了其高倍率特性。……