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隔膜对双电层电容器和混合型电池-超级电容器的电化学性能的影响
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院电工研究所应用超导重点实验室,北京,100190
  • 相关基金:The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (51025726,51307167)@@@@国家自然科学基金
中文摘要:

隔膜是双电层电容器和混合型电池-超级电容器等电化学储能器件的重要组成元件.本文采用1 mol?L-1四乙基四氟硼酸铵的丙烯碳酸酯电解液制备了基于活性炭的扣式双电层电容器,并采用1 mol?L-1六氟磷酸锂锂离子电解液制备了(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+活性炭)/石墨体系的混合型电池-超级电容器.研究了不同类型隔膜的物理化学性能,以及其对双电层电容器和混合型电池-超级电容器的电化学性能的影响.四种隔膜分别是无纺布聚丙烯毡、多孔聚丙烯薄膜、Al2O3涂层的聚丙烯薄膜和纤维素纸隔膜.进行了表面形貌、差示扫描量热、电解液吸液量和表观接触角测试表征.电化学测试表明,采用纤维素隔膜的双电层电容器具有最高的比电容和更优的倍率性能,电容器的自放电性能差别不大.而对于混合型电池-超级电容器,采用聚丙烯薄膜和无纺布聚丙烯毡隔膜器件的比容量比其它器件约高20%,且采用纤维素隔膜的器件自放电率最高.

英文摘要:

Separators are important components in electrochemical energy storage devices such as electrical double layer capacitors (EDLCs) and hybrid battery-supercapacitors. We prepared activated carbon-based EDLCs using an electrolyte of 1 mol?L-1 tetraethyl ammonium tetrafluoroborate (Et4NBF4) in propylene carbonate (PC), and (LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+activated carbon)/graphite hybrid battery-supercapacitors using a 1 mol?L-1 lithium hexafluorophate (LiPF6) Li-ion electrolyte. The physicochemical properties and effect of various separators on the electrochemical properties of the EDLC and hybrid battery-supercapacitor were studied. The four separators were nonwoven polypropylene (PP) mat, porous PP membrane, Al2O3-coated PP membrane, and cellulose paper. The surface morphology, differential scanning calorimetry, electrolyte uptake, and apparent contact angle were investigated. The electrochemical characterizations of coin cells indicated that the EDLC with cellulose separator had the highest specific capacitance and rate capability. Differences in the self-discharge of the four cells were not obvious. The specific capacities of the hybrid battery-supercapacitors with PP membrane and nonwoven PP mat separators were approximately 20% higher than the others. The capacitor with the cellulose paper separator had the highest self-discharge rate.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781