阴离子嵌入型炭正极材料的制备及电容性能

doi:10.7503/cjcu20120634

高等学校化学学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (4): 959.doi: 10.7503/cjcu20120634

阴离子嵌入型炭正极材料的制备及电容性能

李然^1,2, 张浩¹, 张香兰², 曹高萍¹

1. 防化研究院, 北京 100191;
2. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院, 北京 100083

收稿日期:2012-07-06 出版日期:2013-04-10 发布日期:2013-03-15
通讯作者: 张浩,男,博士,副研究员,主要从事化学电源研究.E-mail:dr.h.zhang@hotmail.com E-mail:dr.h.zhang@hotmail.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号:50902149)资助.

Preparation and Capacitive Performance of the Anion Intercalation Graphite Materials as Positive Electrode Materials

LI Ran^1,2, ZHANG Hao¹, ZHANG Xiang-Lan², CAO Gao-Ping¹

1. Research Institute of Chemical Defense, Beijing 100191, China;
2. School of Chemical & Environmental Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China

Received:2012-07-06 Online:2013-04-10 Published:2013-03-15

摘要/Abstract

摘要：

通过循环伏安、恒流充放电和扫描电子显微镜等方法, 对在1500和2800℃下进行热处理的针状焦炭(NC)的微观结构及作为正极材料的储能特性进行研究, 考察了石墨化程度对材料储能性能的影响. 2种热处理NC在有机电解液中, 当电流密度为50 mA/g时, 放电比容量分别为70.1和90.6 mA·h/g; 当电流密度为5 A/g时, 2种NC的放电比容量为55 mA·h/g左右; 而商用活性炭当电流密度为50 mA/g时, 比容量只有35.9 mA·h/g. 2个NC在1 A/g的电流密度下循环1000次的保持率分别为95.7%和89.2%.

关键词: 电化学电容器, 正极, 石墨, 嵌入

Abstract:

Microstructure and energy storage performance of the needle coke heated at 1500 and 2800 ℃ were investigated by scanning electron micrograph(SEM), cyclic voltammetry(CV) and charge-discharge methods, and the influence of the degree of graphitization to the performance of graphite was studied. The specific discharge capacity of needle coke sintered at 1500 and 2800 ℃ were 70.1 and 90.6 mA·h/g in organic electrolyte when the current density was controlled at 50 mA/g. The specific capacity was 55 mA·h/g when the current density was raised to 5 A/g. However, the specific capacity of commercialization active carbon was only 35.9 mA·h/g when the current density was controlled at 50 mA/g. The retention of the capacitance after 1000 charge-discharge cycles were 95.7% and 89.2%, respectively, when the current density was controlled at 1 A/g.

Key words: Electrochemical capacitor, Positive electrode, Graphite, Insertion

中图分类号:

O646

TrendMD:

李然, 张浩, 张香兰, 曹高萍. 阴离子嵌入型炭正极材料的制备及电容性能. 高等学校化学学报, 2013, 34(4): 959.

LI Ran, ZHANG Hao, ZHANG Xiang-Lan, CAO Gao-Ping. Preparation and Capacitive Performance of the Anion Intercalation Graphite Materials as Positive Electrode Materials. Chem. J. Chinese Universities, 2013, 34(4): 959.

参考文献

[1] Liu D., Cheng J., Li Y. J., Liu N. P., Liu B., Acta Phys. Chim. Sin., 2012, 28(4), 843—849(刘冬, 沈军, 李亚捷, 刘念平, 刘斌. 物理化学学报, 2012, 28(4), 843—849)

[2] Cheng J., Cao G. P., Yang Y. S., Chem. J. Chinese Universities, 2007, 28(11), 2138—2141(程杰, 曹高萍, 杨裕生. 高等学校化学学报, 2007, 28(11), 2138—2141)

[3] Xu B., Zhang H., Cao G. P., Zhang W. F., Yang Y. S., Progress in Chemistry, 2011, 23(2/3), 606—611(徐斌, 张浩, 曹高萍, 张文峰, 杨裕生. 化学进展, 2011, 23(2/3), 606—611)

[4] Xu B., Wu F., Electrochimica Acta, 2009, 54, 2185—2189

[5] Xu B., Wu F., Chen R., Electrochemistry Communications, 2008, 10(5), 795—797

[6] Li G. X., Introduction of New Chemical Power Technology, Science Press, Shanghai, 2007, 270(李国欣. 新型化学电源技术概论, 上海, 科学技术出版社, 2007, 270)

[7] Wang H. Y., Yoshio M., Electrochemistry Communications, 2006, 8, 1481—1486

[8] Wang H. Y., Yoshio M., Thapa A. K., Nakamura H., Journal of Power Sources, 2007, 169, 375—380

[9] Wang H. Y., Yoshio M., Journal of Power Sources, 2008, 177, 681—684

[10] Wang H. Y., Yoshio M., Electrochemistry Communications, 2008, 10, 382—386

[11] Liu P. G., Gong K. C., Chemical World, 1999, 5, 227—232(刘平桂, 龚克成. 化学世界, 1999, 5, 227—232)

[12] Liu G. H., Journal of Jishou University, 1998, 19(1), 78—80(刘光辉. 吉首大学学报, 1998, 19(1), 78—80)

[13] Song G. W., Jiang Xi Chemica, 2002, 4, 46—51(宋国武. 江西化工, 2002, 4, 46—51)

[14] Gu S. H., Zhang W. J., Wang L. Z., Journal of Zhengzhou University of Light Industry, 2012, 27(1), 4—6(谷书华, 张文静, 王力臻. 郑州轻工业学院学报, 2012, 27(1), 4—6)

[15] Chen P. W., Huang F. L., Yun S. R., Carbon, 2003, 41(11), 2093—2099

[16] Wu K. Y., Chen W. Y., Hwang J., Applied. Physical, 2009, 95(3), 707—712

[17] Xie Y. Y., Li Y. N., Yang H., Chinese Journal of Power Sources, 2012, 36(2), 182—185(颉莹莹, 李雅楠, 杨晖. 电源技术, 2012, 36(2), 182—185)

[18] Seel J. A., Dahn J. R., J. Electrochem. Soc., 2000, 147(3), 892—898

[19] Hardwick L. J., Hahn M., Ruch P., Holzapfel M., Scheifele W., Buqa H., Krumeich F., Novák P., Ktz R., Electrochimica. Acta, 2006, 52, 675—680

阴离子嵌入型炭正极材料的制备及电容性能

Preparation and Capacitive Performance of the Anion Intercalation Graphite Materials as Positive Electrode Materials

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[5]	陈朝阳, 薛玉瑞, 李玉良. 石墨炔零价金属原子催化剂的合成及应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(5): 20220063.
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[12]	张志博, 尚涵, 徐文轩, 韩广东, 崔金声, 杨皓然, 李瑞鑫, 张生辉, 徐欢. 氧化石墨烯插层聚β-羟基丁酸酯复合材料的结晶形态与宏观性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210566.
[13]	李晓辉, 魏爱佳, 穆金萍, 何蕊, 张利辉, 王军, 刘振法. 磷酸钐包覆对高电压镍锰酸锂正极材料电化学性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210546.
[14]	胡波, 朱昊辰. 双层氧化石墨烯纳米体系中受限水的介电常数[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210614.
[15]	俞彬, 谌小燕, 赵越, 陈卫昌, 肖新颜, 刘海洋. 氧化石墨烯基钴卟啉复合材料的电催化析氢反应[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210549.