The invention introduces a method for pre-inserting lithium into the negative pole of a lithium ion supercapacitor. A lithium-ion supercapacitor was assembled with a cathode containing 2 15% lithium-rich compound and a lithium-intercalated negative electrode and a diaphragm. The lithium-ion supercapacitor was charged by injecting electrolyte into the container. The theoretical lithium-intercalated mass of 30 90% was achieved for the lithium-intercalated negative electrode. Pre-inserting lithium into the cathode can prevent the reduction of bulk ion concentration in the electrolyte and the irreversible adsorption of anions on the cathode in the process of charging and discharging to a certain extent, so as to improve the charging and discharging performance of lithium ion supercapacitors.
【技术实现步骤摘要】
锂离子超级电容器负极预嵌锂方法
本专利技术涉及一种锂离子超级电容器负极预嵌锂的方法,属于电化学储能
技术介绍
近年来,一种由双电层电容器电极和二次电池电极构成的电化学混合超级电容器成为研发热点,该混合超级电容器正极采用基于界面电荷吸脱附形成双电层而进行储能的碳材料,负极采用基于锂离子嵌入/脱出而进行储能的金属氧化物或可嵌锂的炭质材料。因其负极的储能机理和锂离子电池体系的一样,故也将其称为:锂离子超级电容器。一般地,在锂离子超级电容器体系中,对于嵌锂负极来说,其在首次充放电过程都存在一定程度的不可逆嵌锂,这种电化学行为会导致相同摩尔数的电解液阴离子在活性炭正极表面的不可逆吸附,最终导致电解液离子浓度的降低和电极容量的衰减,影响锂离子超级电容器体系的充放电性能。可以通过对负极进行一定深度的预嵌锂来解决上述问题,同时可以降低负极的嵌锂电位并一直保持降低的电位,这将改善锂离子超级电容器的充放电性能,如效率、循环稳定性及大电流充放电特性等。目前,对负极进行预嵌锂的方法主要是:以金属锂作为第三极,通过外短路的方法对负极进行预嵌锂,该方法存在许多缺点:首先,金属作为一极引入锂离子电容器体系会带来安全问题;其次,电池组装制造工艺复杂,对环境要求苛刻;再次,外短路嵌锂过程不易控制;最后,锂离子电容器体系需增加近一倍的电解液和隔膜等以用于预嵌锂。另外,还有报道通过在正极中引入非金属锂第三极(即具有一定不可逆脱锂性质的富锂化合物,如LiFePO4、LiMO2,其中M=Co、Ni、Mn等及LiNixZ1-xO2其中Z=Mn、Co、Fe、La、V、Al、Mg,、Zn,0& ...
【技术保护点】
1.锂离子超级电容器负极预嵌锂方法,其特征在于:采用含有质量含量2‑15%富锂化合物的正极,与可嵌锂的负极和隔膜组装锂离子超级电容器后置于一容器内,向容器内注入电解液,对锂离子超级电容器进行充电,对可嵌锂的负极实现理论可嵌锂质量30‑90%的预嵌锂量。
【技术特征摘要】
1.锂离子超级电容器负极预嵌锂方法,其特征在于:采用含有质量含量2-15%富锂化合物的正极,与可嵌锂的负极和隔膜组装锂离子超级电容器后置于一容器内,向容器内注入电解液,对锂离子超级电容器进行充电,对可嵌锂的负极实现理论可嵌锂质量30-90%的预嵌锂量。2.按照权利要求1所述负极预嵌锂方法,其特征在于:富锂化合物为氮化锂、叠氮化锂中的一种或二种以上。3.按照权利要求1所述负极预嵌锂方法,其特征在于:充电条件为恒流充电:充电电流0.01-3mA,时间为5-300h;正极与负极质量比(1-4):(1-3)。4.按照权利要求1或3所述负极预嵌锂方法,其特征在于:正极材料为多孔碳...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘翠连,张华民,张洪章,李先锋,曲超,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。