TiO_2微球作为混合型锂离子电容器阳极材料性能研究

以钛酸异丙酯为钛源,通过溶胶-凝胶法合成TiO_2作为混合型锂离子电容器阳极材料。通过X射线衍射(XRD)测试和扫描电子显微镜(SEM)测试,结果表明:TiO_2材料的晶型锐钛矿,微观形貌为具有单分散性,直径为300nm的球体。将其作为阳极材料,活性炭为阴极材料组组装为混合型锂离子电容器。电化学性能测试表明:该设备同时具有离子的吸附/脱附和离子的嵌入/脱出两种不同的储能方式且性能在同类器件中较为优异;在功率密度为225W·kg^(-1)时,能量密度可高达42.94Wh·kg^(-1)。即使其功率密度高达4.45 kW·kg^(-1)时,能量密度仍可高达10.85 Wh·kg^(-1)。

N/P比对锂离子混合型电容器性能的影响研究

锂离子混合型电容器因兼具锂离子电池的高比能量和超级电容器的高比功率优点而被高度重视。然而,负极/正极容量比(N/P)的变化,不仅会在初始循环过程中造成容量损失消耗活性锂,而且可能导致过充电和过放电,对锂离子混合型电容器的长期循环稳定性、快充性能和安全性能的影响很大。因此,研究N/P比对于首次库伦效率(ICE)、循环性能、快充性能和安全性能具有重要意义。本文采用活性炭和电池型材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)做复合正极材料(AC/NCM),硬碳(HC)做负极材料,设计并制备了不同N/P比(0.5、0.6、0.8、1.2、1.8、2.7)的软包锂离子混合型电容器,通过一系列研究表明,N/P比远大于1时,对能量密度和首效的发挥不利,N/P比小于1时,对安全性能极为不利。

锂离子混合型电容器在线参数辨识方法研究

为了确保锂离子混合型电容器使用过程中的安全性和可靠性,需要对其运行过程进行监控和管理以及建模和参数辨识。利用戴维南等效电路模型中的2阶RC等效电路模型描述电容器的动态特性,采用带遗忘因子的递推最小二乘法辨识锂离子混合型电容器模型的参数,最终实现了开路电压、欧姆内阻、极化内阻的在线辨识。其研究为锂离子混合型电容器的状态估计和寿命预测等工作提供了基础方法和参考。

不同电解质对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2/AC超级电容器性能的影响

在以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为正极，活性炭（AC）为负极的混合型锂离子超级电容器体系中，研究以LiBF4和Et4NBF4的不同配比混合为溶质的乙腈（Acetonitrile，AN）电解液对超级电容器性能的影响。结果表明，随着电解液中Et4NBF4与LiBF4的比值的增大，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2／AC体系超级电容器的线性放电区间逐渐变窄，循环性能逐渐变差。其中采用1mol／L的LiBF4／AN为电解液的超级电容器的综合性能较好，其线性放电区间为0～2．7V，倍率性能也较好，最大比功率达到23600W／kg，经3000次循环后容量保持率为93．2％。