硬碳的预锂化及其电化学性能

赵清江，张贵锋

（1新乡职业技术学院；2河南锂动电源有限公司，河南新乡 453006）

锂离子电容器(LIC)是一种新型的能量存储设备[1]，与锂离子电池相比，其具有相对较高的比功率[2]；而与传统的超级电容器相比，其具有相对较高的比能量，因此，兼具锂离子电池和超级电容器双重优点的混合储能器件——锂离子电容器受到了广泛关注[3-4]。目前已经有多种材料被用作锂离子电容器的电极材料。其中，硬碳在表面存在大量的活性位点因而具有良好的倍率性能。但硬碳的主要缺点是存在很大的不可逆容量，因此在首次的充电过程中会消耗大量的锂离子。为了弥补负极的不可逆容量需要对硬碳材料进行预锂化。虽然增加负极预锂化容量能够更多补偿负极不可逆容量，但硬碳的预锂化技术还存在很多问题，例如，硬碳的预锂化技术复杂、并且预锂化容量会影响正负极的工作电压范围、循环寿命、首效和倍率性能。因此很多学者做了大量的研究工作，王晓峰等[5]在正极集流体孔中加满富锂化合物，连接正负极充电，在2～6 min完成对负极预嵌锂。代波等[6]利用锂离子电容器首次化成时的静置阶段，再次添加电解液，达到了补充首次充电过程中不可逆预嵌锂时电极液离子浓度的降低和阴离子在正极不可逆的吸附损失的效果。梁亚青等[7]利用磁控溅射镀膜在负极活性物质层上附着预嵌锂层，预嵌锂层由石墨和锂盐组成，预嵌锂层中的锂含量通过改变两种组分的比例、厚度以及镀膜时间等参数进行调节。……