活性炭掺杂对钛酸锂型锂离子电容器性能的影响

马晓燕，陈安国

(1.新乡广播电视大学，河南新乡 453000；2.贵州梅岭电源有限公司特种化学电源国家重点实验室，贵州遵义 563000)

锂离子电容器(LIC)是将锂离子电池材料和超级电容器电极材料分别作为正负极混合匹配组装成的一种新型储能器件。传统的锂离子电池由于比功率偏低(低于500 W/kg)、充电时间长、循环寿命差，限制了其应用范围。超级电容器具有比功率高(可达数十kW/kg)、循环寿命长、工作温度范围宽、充电迅速等特性，但是较低的比能量(1～10 Wh/kg)使其应用也受到了一定的限制[1-3]。

近年来，兼具锂离子电池和超级电容器双重优点的混合储能器件开始受到研究者的广泛关注。早在2001 年，Amatucci 等首次报道了用活性炭(AC)作正极、钛酸锂(LTO)作负极组装的有机体系的LIC，获得了超过20 Wh/kg 的比能量，但是其功率密度与传统超级电容器相比大大降低。本文是在前人研究的基础上，用AC 作为正极、LTO@AC 作为负极组装LIC。通过在LTO 材料中掺杂AC，可以使LIC 在充放电过程中，负极材料中LTO 发生氧化还原反应时，材料中的AC也同时产生电荷的吸脱附作用，使其在提高比能量的同时能够提供部分大电流充放电的能力，从而使LIC 具有较高的能量密度和大功率放电能力，满足对高比特性电容器的需求。

1 实验

1.1 电极制备及电容器组装

(1)负极片的制作

将钛酸锂(电池级，深圳市贝特瑞有限公司)与活性炭(电池级，南京先丰纳米材料科技有限公司)、碳纳米管(电池级，南京先丰纳米材料科技有限公司)、聚四氟乙烯(电池级，东莞……