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高能量密度石墨/交流電容器有機(jī)電解液摘要高能量密度混合電容器的設(shè)計(jì)，在有機(jī)電解液（1摩爾L - 1的六氟磷酸鋰的1:1乙烯酯（EC）/二碳酸（公）采用商業(yè)等級(jí)的石墨和激活的消極和積極的碳電極分別。不同的方法已經(jīng)探討了裝配混合電容器，以實(shí)現(xiàn)能源與之間的功率密度的最佳比例，同時(shí)保持周期長(zhǎng)壽命的能力。在優(yōu)化的混合電容器，從1.5潛在的正極范圍可高達(dá)5V的與李/鋰離子，而擴(kuò)大到在有機(jī)電解液活性炭整體穩(wěn)定窗口，而負(fù)電極電勢(shì)，仍幾乎不變，約為0.1Vvs。李/李+。經(jīng)過(guò)仔細(xì)平衡的電極各自的群眾，妥善格式化系統(tǒng)， 它是發(fā)現(xiàn)，4.5V的電壓，是避免在循環(huán)電容混合電容器褪色最優(yōu)值。重力和高達(dá)103.8Whkg - 1和111.8WhL - 1，分別獲得了體積能量密度。能源的體積顯著的價(jià)值密度的10倍以上為同一活性炭建成對(duì)稱或不對(duì)稱電容器。1 導(dǎo)言在與不同的儲(chǔ)能裝置的比較可在市場(chǎng)上發(fā)現(xiàn)，電池顯示效果最好能量密度（150 - 200Whkg - 1），它們可以設(shè)計(jì)交付功率高達(dá)1000Wkg - 1 1。然而，他們具有有限的循環(huán)壽命（通常少于1000次）。在另一方面，對(duì)活性炭的電化學(xué)電容器， 所謂的超級(jí)電容器，可以開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)的壽命（通常高于000美元），非常高的專用電源（以上1000Wkg - 1），但能量密度低（最高10Whkg - 1）比電池2-4。在電化學(xué)電能累計(jì)量電容是成正比的電容電極材料和工作電壓的平方。自從工作電壓是有限的電解液分解，很多研究都集中在使用有機(jī)電解質(zhì)，考慮他們理論上可達(dá)3V的。然而，在實(shí)踐中，活性炭（AC）的使用超級(jí)電容器Et4NBF4在乙腈（安）或有機(jī)碳酸丙烯電解質(zhì)能夠只開(kāi)設(shè)高達(dá)2.7V的電壓2。一般來(lái)說(shuō)，在電化學(xué)雙電層電容器的正，負(fù)電極是相同的。為了提高能量密度，同時(shí)保持周期長(zhǎng)壽命和快速充電能力，包括非對(duì)稱細(xì)胞對(duì)正，負(fù)電極不同類型的已介紹。非常有趣的結(jié)果已取得水電解質(zhì)與混合動(dòng)力相結(jié)合的一個(gè)配置從活性炭和另一個(gè)包含了電極氧化鎳5,6，氧化鉛7,8，錳氧化物9,10 或電子導(dǎo)電聚合物11,12。 Amatucci等。 13,14已經(jīng)開(kāi)發(fā)使用非水混合裝置 1李插負(fù)極基于納米 Li4Ti5O12的和雙電層活性炭積極電極。按照這種觀點(diǎn)，對(duì)其他的例子混合電容器用鈦基化合物得到了進(jìn)一步發(fā)表15,16。對(duì)于這些研究中，應(yīng)該注意這插，脫了Li4Ti5O12的基材料發(fā)生在與李約1.5V的地方。在這種情況下，混合動(dòng)力電容只能收取之間1.2 and3.2V出院，領(lǐng)導(dǎo)下正極使用的。因此， 另一種方法，應(yīng)探索擴(kuò)大工作電壓電容器的這種混合。從鋰離子電池技術(shù)，眾所周知，碳材料可通過(guò)鋰插在更負(fù)潛力。在商業(yè)鋰離子電池，兩個(gè)碳種材料主要用作負(fù)極：（一）硬碳及（ii）石墨。也有一些缺點(diǎn)硬碳比石墨（慧聰）：（一）慧聰非常貧困率性能相關(guān)的鋰擴(kuò)散速度較慢在內(nèi)部的碳結(jié)構(gòu);（二）慧聰充放電曲線不平坦和潛在的變化過(guò)程中逐漸脫插層過(guò)程;（三）慧聰有一個(gè)大的初始不可逆容量17。石墨電極的未上述缺點(diǎn)，它們被認(rèn)為是為負(fù)極的鋰離子電池的最佳選擇 1,18,19。 這里的想法是建立一個(gè)在有機(jī)電解液混合動(dòng)力系統(tǒng)， 用石墨和活性炭消極和碳正極材料，分別為。具體步驟讓本系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化在本文提出。2。實(shí)驗(yàn)商業(yè)活性炭（交流），包括超50 （諾瑞特）和Maxsorb（關(guān)西）和兩個(gè)級(jí)別的天然石墨SLC1025和LBG73提供的高級(jí)石墨有限公司，美國(guó)，被選作本研究。電極制備按照標(biāo)準(zhǔn)程序，在使用鋰離子電池工業(yè)25。的活性混合材料是第一次與5-10野生粘合劑乙烯（PVDF）溶解在N -甲基吡咯烷酮（吡咯烷酮）。這種混合物被投射到1度0.015mm厚度的金屬箔。銅，鋁箔被用于石墨和活性炭的電極，分別為。后蒸發(fā)在溶劑（吡咯烷酮），干燥的電極在120葷當(dāng)夜由初級(jí)真空。然后，電極壓縮到所需的密度輥磨。活躍石墨和活性炭負(fù)載在范圍在2-6毫克厘米- 2，使與該活動(dòng)層厚度范圍0.04-0.10毫米。有一個(gè)圓盤(pán)電極直徑十一點(diǎn)五毫米被切斷由沖壓涂膜投射到目前的金屬箔收藏家。兩個(gè)電極電容器建了一個(gè)玻璃纖維分離器，使用特富龍世偉洛克 類型系統(tǒng)。兩個(gè)電解解決方案進(jìn)行了研究：1摩爾L - 1的在乙腈（AN）與1摩爾蜇Et4NBF4 - 1 LiPF6的在碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二甲酯的混合物（公）。評(píng)價(jià)電極的電化學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)也表現(xiàn)作為參考和阿里磁盤(pán)對(duì)電極。所有稿件潛力介紹電極與李氏。電化學(xué)特性電極和電容測(cè)定循環(huán)伏安，電流充放電循環(huán)和阻抗使用VMP2（生物，法國(guó)光譜測(cè)量）多通道發(fā)生器。3。結(jié)果和討論 3.1。電化學(xué)性能活性炭?jī)煞N不同的商業(yè)活性炭進(jìn)行了研究： 超級(jí)50（諾瑞特）和Maxsorb（關(guān)西）。從表1，它可以看到，它們包含相同數(shù)量的氧氣但其表面多孔質(zhì)地完全不同?；钚蕴縈axsorb有一個(gè)非常發(fā)達(dá)的表面積有廣泛的孔徑分布，而提出了一個(gè)超級(jí)50 比表面積及孔徑分布窄的大部分的微孔孔隙度的范圍。這兩個(gè)分區(qū)的第一測(cè)試對(duì)稱電容器建在1 mol L - 1的一個(gè)Et4NBF4。圖。 1顯示了阻抗光譜兩個(gè)超級(jí)電容器具有幾乎相同粘結(jié)劑的組成和電極的質(zhì)量條款。在低頻制度，都顯示出理想電容器電容行為，與垂直線附近的一個(gè)平行于虛軸。電容值是76克和150架F - 1，theequivalent串聯(lián)電阻（ESR）2.6和四點(diǎn)七平方厘米的超50和Maxsorb，分別設(shè)電容器。以考慮到Maxsorb是最電容，而且最電阻碳，超50可能是最好的工程高電力電容器。此外，由于超50 不到Maxsorb多孔，與50個(gè)電極的超密度 0.79克厘米- 3，只有0.37克厘米- 3使用Maxsorb。因此，超級(jí)50顯示一個(gè)更高的體積比容量 Maxsorb，是更具吸引力的發(fā)展協(xié)定大小電容器。由高表面積碳提出的另一個(gè)限制材料是電容的長(zhǎng)期穩(wěn)定。較高一個(gè)交流，比表面積較高的積極面面積（ASA）和較高的風(fēng)險(xiǎn)，電解液的分解。圖2顯示了電流充放電的循環(huán)兩個(gè)碳為基礎(chǔ)的為2.5，最高電池電壓電容器以及3.0V。這顯然是觀察的Maxsorb的電容器電容提供了一個(gè)重要的衰落，無(wú)論細(xì)胞施加電壓，由于電解液29分解。最后，考慮這些結(jié)果，我們選擇了交流超級(jí)50最作進(jìn)一步調(diào)查合適的有機(jī)電解質(zhì)。 銘記利用作為正極交流思想在混合的配置，負(fù)極將作為一個(gè)李層間化合物的電化學(xué)所選活性炭特征進(jìn)行了研究使用鋰離子有機(jī)電解液（1摩爾L - 1的六氟磷酸鋰的歐共體/契）。圖。 3顯示了取得的循環(huán)伏安在三電極細(xì)胞在不同的潛在范圍超級(jí)50 theworking電極和金屬李被用作參考和對(duì)電極。在從2.0至4.0V范圍內(nèi)與李，用鏡像對(duì)稱的圖像矩形伏安目前從零響應(yīng)當(dāng)前行是典型的收取雙層。如果可能的范圍延伸到以潛力小于1.0V時(shí)與李，例如為0.5V，響應(yīng)是不同的。由于如圖。 3，這樣的兩極分化導(dǎo)致一具體電容下降連同顯著變化從2.0至4.0V的范圍內(nèi)的行為。在低潛力，電解液分解和固體電解質(zhì)界面（SEI）是形成了活性炭的表面，因?yàn)樗l(fā)生在一個(gè)負(fù)極的鋰離子電池在形成循環(huán)20,21?？磥?lái)，S.E.I.產(chǎn)品阻止毛孔的交流，限制了進(jìn)一步的訪問(wèn)對(duì)電解質(zhì)離子表面活性。在其他意義上的兩極分化，為不可逆過(guò)程的限制只觀察上述5.0V與李。后來(lái)的觀測(cè)井同意測(cè)試在陰極材料的鋰離子電池，顯示出電解質(zhì)是穩(wěn)定在一個(gè)5V的額定電壓30。從圖3，亦明確地看出，電容增加與提高的簡(jiǎn)歷潛在窗口掃描。在1.0至5.0V的潛在范圍，即使伏安遠(yuǎn)離成為理想的電容之一，可逆充放電電容高于范圍從2.0至4.0V。為了澄清這個(gè)電容的原因依賴，恒電流充放電試驗(yàn)演出在狹窄（2.0-4.0 V）和寬（1.05.0 V）范圍潛在的（圖4）。的放電曲線幾乎是線性兩個(gè)區(qū)域的潛力，而收費(fèi)是出于一個(gè)線性范圍在1.0 - 1.5V的。得到的電容值從活性炭的放電特性86 和114抓住每一個(gè)在大范圍的narrowand潛力1分別。庫(kù)侖效率約為99和95 狹隘和廣泛的潛在范圍，分別為。較高的價(jià)值電容可能是由于李+和PF6中的貢獻(xiàn)在一些石墨插層型stackings 22,23。總之，從無(wú)花果提出的數(shù)據(jù)。 3和4，是有可能的建議范圍經(jīng)營(yíng)潛力活性炭應(yīng)該高于1.0V時(shí)，比與李5.0V低/李+。3.2。石墨的電化學(xué)性能熱的表現(xiàn)自然結(jié)晶純化無(wú)論是與幾乎石墨球形“馬鈴薯形狀”（SLC1025） 粒子或平面或“棱柱型”（LBG73）粒子研究了在一個(gè)單元格使用不同電流密度李金屬對(duì)電極。可逆容量獲得石墨兩種類型（SLC1025和LBG73）在目前的速度對(duì)C/20號(hào)是352mAh g - 1的范圍內(nèi)，潛在的0.01 - 1.5V的（圖5，插圖）。不可逆容量為28和37mAh g - 1的為SLC1025和LBG73分別。在第二次和以后周期，都表現(xiàn)出石墨具有良好的可逆性充放電效率接近100。然而，眾所周知具體的可逆容量增加時(shí)下降以目前的速度。在這個(gè)意義上說(shuō)，圖。 5顯示了組成插層石墨LixC6十，作為函數(shù)所得排放率。在低電流，鋰化的組成石墨接近理論值，1，兩種材料。至于具體的電流的增加，x跌幅更迅速為比對(duì)馬鈴薯棱柱形一石墨。這個(gè)趨勢(shì)表明，固李離子狀態(tài)擴(kuò)散限制插在鱗片狀結(jié)構(gòu)。它可以在文獻(xiàn)中找到 24的嵌鋰主要發(fā)生在邊緣地盤(pán)的石墨。因此，改變形態(tài)從2D（薄片）粒子三維（馬鈴薯形狀）允許高獲得的能力，在高的速度。 3.3。設(shè)計(jì)和優(yōu)化的混合電容器的在活性炭和石墨是從獲得的上述資料，混合細(xì)胞設(shè)計(jì)在1 mol L - 1時(shí)在EC LiPF6的/公相結(jié)合，1:1石墨（SLC1025）和活性炭（超級(jí)50）負(fù)和積極的電極，分別為。為了確保一高這樣一個(gè)混合裝置的能量密度，大眾電極應(yīng)是平衡的，充分利用性能利潤(rùn)這兩種材料在其最佳的工作潛力范圍。為此，收費(fèi)，但通過(guò)積極的（質(zhì)保局）和負(fù)極（Qgraphite）電極應(yīng)該是平衡的。 在每個(gè)電極電荷存儲(chǔ)取決于特定電容（C），上述收費(fèi)的潛在范圍，放電進(jìn)程（E）和電極（米）走群眾關(guān)系：Q二葷*電子郵件*米從以往提出的數(shù)據(jù)區(qū)段，活性炭比電容約90抓住每- 1，對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的能力75mAh g - 1的從2.0在潛在的范圍至5.0V。那個(gè)石墨的比容量約380mAh g - 1的（后加28mAh g - 1的不可逆轉(zhuǎn)的能力）。因此，為了獲得質(zhì)保= Qgraphite，質(zhì)量比交流：石墨應(yīng)該是5:1。經(jīng)混合電容器充電這個(gè)比例興建，石墨負(fù)電極將充分鋰化，而積極的交流將收取電極在可能范圍內(nèi)出院從2.0至5.0V。圖6顯示了電流充放電曲線的混合細(xì)胞與這一電壓質(zhì)量比組裝范圍從0.0到5.0V以目前的速度長(zhǎng)的潛在在正，負(fù)電極已被分別記與一李參比電極在充放電單元格。在圖中，可以觀察到的經(jīng)營(yíng)這兩個(gè)電極條件優(yōu)化，使石墨完全插。然而，由于電荷儲(chǔ)存在石墨通過(guò)可逆嵌鋰時(shí)，它是顯然，性能，例如，單元格的力量，將是有限的負(fù)極。此外，最低價(jià)值潛力嵌鋰石墨是很成接近鋰電鍍潛力?？紤]到鋰離子鍍是不可取的周期長(zhǎng)，混合動(dòng)力生活電容器，石墨電極，不應(yīng)兩極分化，直到滿石墨，即總?cè)萘?，直到完成鋰化到LiC6。為保護(hù)這一石墨電極現(xiàn)象，該graphiteelectrode有效當(dāng)量應(yīng)增加相對(duì)于體重活性炭的電極。它的結(jié)果清楚表明，質(zhì)量比（交流：石墨）應(yīng)優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)高能量和功率密度，長(zhǎng)循環(huán)壽命。我們初步估計(jì)，顯示出最大的能量值密度的質(zhì)量比（最大呼氣壓）交流/石墨= 5 / 1。圖。 7顯示相對(duì)能量E /最大呼氣壓維持不變后獲得的大規(guī)模的交流，增加電極石墨質(zhì)量電極在與最大電壓為5.0V的工作單元。由于這是預(yù)料的那樣，當(dāng)能量密度減小群眾比率交流/石墨下降，這一現(xiàn)象被更快的比值小于2。功率密度本身所表達(dá)的方程最大功率= V2/4R。從時(shí)間常數(shù)=鋼筋混凝土，其中R和C 是串聯(lián)電阻和電容的細(xì)胞，分別說(shuō)到的P =E/2。在時(shí)間不變的混合設(shè)備顯然是有限的石墨電極。電化學(xué)鋰成石墨層間涉及的各種過(guò)程例如在電解質(zhì)溶液的擴(kuò)散，通過(guò)遷移表面薄膜，電荷轉(zhuǎn)移的石墨電解質(zhì)界面并在石墨電極擴(kuò)散。由于在一個(gè)堅(jiān)實(shí)的擴(kuò)散通常是一個(gè)緩慢的過(guò)程，我們建議，擴(kuò)散率控制時(shí)間常數(shù)。對(duì)于一個(gè)球形顆粒，時(shí)間常數(shù)=給予二級(jí)/ d，其中L是粒子直徑，D為擴(kuò)散系數(shù)李鵬成石墨。在26,27以前的研究顯示，這種價(jià)值系數(shù)進(jìn)行了估計(jì)約為2 10-8平方厘米s - 1的。以考慮到對(duì)石墨平均粒徑SLC1025為26米，一個(gè)完整的插時(shí)間常數(shù)石墨電極的是338號(hào)然后，就可以推算電力P0的最大能量值Emax有關(guān)（在質(zhì)量比為5 / 1）運(yùn)用公式P =E/2。至于其他大規(guī)模的比例值，功率P也是計(jì)算使用同樣的公式其中E是能量的相應(yīng)值這種質(zhì)量比。相對(duì)的功率密度，情節(jié)與P/P0 在圖電極質(zhì)量比。 7顯示，增加在群眾中的石墨混合電容器電極線索在一個(gè)相對(duì)的權(quán)力增加，在大規(guī)模的最高比為1:1。這段時(shí)間不斷減少是由于減少李插的深度時(shí)，增加了石墨質(zhì)量。 作為一個(gè)結(jié)論，認(rèn)為必須電容器的本質(zhì)動(dòng)力裝置，能源與動(dòng)力最好的折衷辦法是獲得一個(gè)電極質(zhì)量比為1:1。在選擇電極質(zhì)量比，其他參數(shù)應(yīng)該研究，以優(yōu)化性能混合設(shè)備。最具影響的一個(gè)是電池電壓。為說(shuō)明這點(diǎn)，圖。 8顯示了恒電荷在不同的電壓范圍內(nèi)獲得的放電曲線一個(gè)雜交細(xì)胞與電極的質(zhì)量比1:1組裝。同樣地最大的電池電壓從3.0提高到5.0V，電容混合設(shè)備的增加。然而，在每種情況下，最高收費(fèi)僅為提供的電壓高于2.0V的。這種現(xiàn)象可以預(yù)見(jiàn)后觀察插頁(yè)圖。 5。對(duì)石墨電極的能力非常低在潛力范圍從2.0至0.2V的與李。因此，潛在的石墨電極的混合設(shè)備大幅瀑布期間電容器充電，它的0.2V的急劇在細(xì)胞的排放上升至2.0V的。因此，考慮該混合電容器的電壓差異之間的正極和潛在的增量潛在的增量負(fù)1（二E + -電子）的對(duì)石墨電極電勢(shì)的變化將決定電壓在0.0和2.0V之間的各種細(xì)胞。最后，獲得混合單元格的電化學(xué)行為將受到控制電極的交流，工作石墨電極的電位范圍應(yīng)位于以下與0.2V的鋰/鋰離子。為此，騎自行車的雜交細(xì)胞應(yīng)從1.5V開(kāi)始，而不是0.0 V的。圖9顯示了混合電容器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)完成使用1.5至4.5V的電壓范圍。在循環(huán)開(kāi)始時(shí)，該設(shè)備是電容約35的可與激活獲得的價(jià)值碳的潛在范圍從1.5至4.5V，因?yàn)樗窃谝郧暗膶?shí)驗(yàn)估計(jì)（見(jiàn)第3.1節(jié)）。經(jīng)過(guò)300 充放電循環(huán)，混合電容器的最大禮物電容，這是只有84的值啟動(dòng)碳，一個(gè)重要褪色的電容后觀察 500個(gè)循環(huán)。因此，似乎仍然是石墨電極確定混合電容器的電容。這兩個(gè)電極經(jīng)營(yíng)的穩(wěn)定的潛在窗外，在特別是潛在的經(jīng)營(yíng)范圍內(nèi)的石墨電極可能是與高于0.2V的鋰/鋰離子。因此，克服以往業(yè)績(jī)不佳的想法，一個(gè)特別程序，其中包括約“的形成周期“的設(shè)計(jì)，以轉(zhuǎn)移的潛力石墨電極降低值。細(xì)胞后，在被指控目前的C/20號(hào)率達(dá)到一個(gè)給定電壓，所以讓在開(kāi)路放寬了三個(gè)小時(shí)。然后，細(xì)胞被指控到更高的電壓，其次是放松，等等。圖。 10 顯示在一起的電池電壓和潛在變化石墨電極與設(shè)計(jì)過(guò)程中形成的周期時(shí)間在遞增最大電池電壓?？梢钥闯觯?jīng)過(guò)充電至4.0V，電池電壓下降到3.5V的過(guò)程中緩和的時(shí)期，而在graphiteelectrode潛在變化，小于50mV的。在這一點(diǎn)，有必要記得，整體自我電容器排放的總和個(gè)人自放電到每個(gè)電極的地方在相反的方向。正如所指出的Amatucci和同事28，交流的電極具有較高的自放電率氧化還原比石墨之一，因此決定自放電混合電容率。在這些差異自我率放電將允許達(dá)到預(yù)期的潛力與0.1V的鋰/鋰離子在石墨電極后，一系列充電周期是提高電池的電壓，如4.3和4.5V，其次是3小時(shí)放松時(shí)間。經(jīng)過(guò)這樣形成的循環(huán)， 對(duì)石墨電極電勢(shì)變得穩(wěn)定，電容可以充電，放電的一個(gè)近乎理想的線性文件，因?yàn)樗蔀橹芷趫D上看到。 10.We假設(shè)認(rèn)為，形成高電阻S.E.I.在第一為提高電壓周期處于下降的潛在來(lái)源轉(zhuǎn)移的石墨電極。總之，這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，以最佳混合電容器的行為可以完成。為了一個(gè)更好的畫(huà)像，圖。 11顯示了電流充和放電曲線混合電容器，在形成周期，在一個(gè)650mAg電流密度在1 mol L的1 - 1 LiPF6的歐共體/契。該單元格顯示幾乎線性放電在1.5電壓范圍的特點(diǎn)，4.5V的。確認(rèn)對(duì)混合電容器優(yōu)化現(xiàn)象獲得記錄后負(fù)的潛在變化和積極的電極在充放電的細(xì)胞，用李參比電極。對(duì)潛在的變化石墨電極的極少數(shù)和非常可取的窗口為0.10 - 0.16V與李/李+（見(jiàn)插圖圖。11）。同時(shí)，該活性炭電極電勢(shì)在4.6至1.66V范圍內(nèi)變化與李/李+。因此， 現(xiàn)在很明顯，充放電的特點(diǎn)雜交細(xì)胞，主要是受活性炭利安達(dá)，電極由于其低石墨相比，電容一個(gè)。穩(wěn)定的混合設(shè)備，充放電循環(huán)的演出在不同電池的電壓。圖。 12顯示放電電容作為一個(gè)周期的函數(shù)充放電時(shí)電流密度的650mAg - 1 使用4.5，4.7和5.0V最大電池電壓。應(yīng)用最大切斷4.7電壓和5.0V曲折后10000 一個(gè)電容淡出75周期和60的初始值分別。相反，一個(gè)很好的穩(wěn)定性觀察當(dāng)使用最大切斷4.5V的電壓。超過(guò)86的初始放電容量，可以保持在10,000次。應(yīng)該指出，主要出現(xiàn)在電容衰落在循環(huán)的開(kāi)始。電容下降到88 初始值在第一100個(gè)循環(huán)，保持不變期間循環(huán)試驗(yàn)休息。這電容褪色還有待澄清，但它可能是由于在改變經(jīng)營(yíng)范圍的碳勢(shì)電極。由于它提交前（見(jiàn)無(wú)花果。3和4），對(duì)碳電容電極取決于它的工作潛力范圍。從上面介紹的結(jié)果，我們可以得出結(jié)論，1 細(xì)胞1.5和4.5V之間的電壓是最優(yōu)的獲取在混合電容器最佳性能，同時(shí)又避免單車電容期間褪色。3.4。性能比較的混合動(dòng)力和對(duì)稱電容器圖11介紹了電流充放電曲線索取650mAg為準(zhǔn)備了對(duì)稱電容器1 2電極交流與混合的結(jié)果比較上面討論的電容器。這兩個(gè)電容器制備在電極相同的質(zhì)量。這兩個(gè)不同的電容顯示幾乎線性充放電特性與庫(kù)侖約98和95的效率的混合和對(duì)稱電容器，分別。從放電曲線，它是計(jì)算出的混合電容器放電電容（120微法拉）的2倍以上的對(duì)稱1 （60微法拉）。從這個(gè)數(shù)據(jù)，結(jié)果清楚地電容細(xì)胞可以顯著增加取代的激活一由石墨的活化碳電極之一。另一巨大混合動(dòng)力裝置的好處是，它可以工作在更高的電池電壓超過(guò)同一電解質(zhì)對(duì)稱系統(tǒng)。電化學(xué)阻抗譜是一個(gè)非常有用的工具比較電化學(xué)電容器。與此技術(shù)，電容和電氣的貢獻(xiàn)串聯(lián)電阻（ESR）可確定。圖。 13顯示電容情節(jié)葷= 1 /（進(jìn)出口z）的一個(gè)頻率的函數(shù)三種不同的電容器：（一）對(duì)稱雙電層電容器在1 mol L - 1的一個(gè)（這是組裝電解質(zhì)Et4NBF4 最常用的商業(yè)超級(jí)電容器），（二） 對(duì)稱雙電層電容器在1 mol L - 1的LiPF6的組裝歐共體/契和（三）混合電容器在1 mol蜇組裝1 LiPF6的歐共體/契。插圖的圖。 13奈奎斯特介紹情節(jié)的電容器（ii）及（三）（該奈奎斯特圖電容（一）已經(jīng)提出了圖。 1）。在高頻率，奈奎斯特陰謀證明所有電容器行為幾乎就像一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻。在相反的，低頻率,所有的光譜方法，一條垂直線，表現(xiàn)幾乎像一個(gè)理想RC系列連接，與R和C并無(wú)不再頻率相關(guān)。比較對(duì)稱電容器在Et4NBF4（見(jiàn)圖。1）和六氟磷酸鋰（圖13，大彎）可可以看出，第二個(gè)阻力較高。很明顯指出，1摩爾l使用- 1 LiPF6的歐共體/公作為電解質(zhì)一個(gè)超級(jí)電容器介紹了一些在性能損失，其較低的導(dǎo)電性比一個(gè)基于電解質(zhì) 1。這種增加的阻力，產(chǎn)生重大的影響對(duì)電力電容器的能力，因?yàn)樗翘岢霰?。因此，這一混合使用電容器電解質(zhì)將有損其導(dǎo)電性，因?yàn)樗梢杂^察到圖插圖。 13。然而，表2顯示，權(quán)力是高于在同一對(duì)稱電容器電解質(zhì)。在所有類型的電容器的電容下降越來(lái)越頻繁（圖13）。在電容的最大跌幅對(duì)發(fā)生在安對(duì)稱電容式電解質(zhì)，約為10赫茲，而對(duì)于對(duì)稱和混合六氟磷酸鋰中的電容器的電解質(zhì)這減少的少鋒利，發(fā)生在1赫茲。但是，可以清楚地看到圖中，位于低電容混合電容器頻率約為2倍以上的兩個(gè)對(duì)稱電容器。經(jīng)過(guò)這些結(jié)果，我們可以得出結(jié)論，混合超級(jí)電容器優(yōu)于對(duì)稱雙電層電容器在同一電解液為基礎(chǔ)（1摩爾L - 1的六氟磷酸鋰的歐共體/契）。所有從提取的特征阻抗譜測(cè)量將反映對(duì)超級(jí)電容器的性能在具體的能源和電力，特別是在條件高電流密度。在這個(gè)意義上說(shuō)，圖。 14顯示拉戈內(nèi)情節(jié)，在具體的能量和比功率的平均評(píng)價(jià)從恒電流放電特性的從100mAg密度- 1 100Ag - 1的混合和同樣裝配了兩個(gè)對(duì)稱超級(jí)電容器電極質(zhì)量載荷。這些數(shù)據(jù)清楚地表明，在混合超級(jí)電容器的比能量是幾次高于對(duì)任何對(duì)稱電容器。因?yàn)樗梢詮膱D中提取。 14，混合電容器提出了一個(gè)最大能源145.8Whkg - 1從1.5V到5V的電壓范圍它可以實(shí)現(xiàn)上述10kWkg的最大功率- 1。在圖中，時(shí)間常數(shù)也成為策劃顯然，混合電容器性能優(yōu)于對(duì)稱在能源方面的具體電容器在工作范圍上述10秒。表2總結(jié)了所有類型的電容器的特點(diǎn)。結(jié)果清楚地表明，混合超級(jí)電容器更有趣的是比雙電層超級(jí)電容器在能量密度條件。由于高密度石墨相比，任何交流，一個(gè)體積能量密度高達(dá)157.5WhL - 1可以在電壓取得從1.5V至5V的范圍。因此，混合電容器賦予能量密度15倍以上的常規(guī)對(duì)稱電容器。由于相同的石墨材料的使用如鋰電池技術(shù)，這些混合devicescan從而提供了市場(chǎng)需求的積極回應(yīng)不大幅度增加高能量超級(jí)電容器成本。4。結(jié)論一種混合電容器已建成商業(yè)相結(jié)合石墨和激活現(xiàn)有消極和碳正電極，分別為。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)它結(jié)果表明，混合設(shè)備可以在優(yōu)化forworking 1至4.5V的電壓范圍從1.5V。此外，電容混合電容器以上2倍，對(duì)于一個(gè)對(duì)稱電容器。因此，重力能量密度和容積高達(dá)103.8Whkg - 1和111.8WhL - 1能夠在這種混合電容器獲得，而保持電壓范圍從1.5V的一個(gè)很好的循環(huán)性能高達(dá)4.5V的。后的放電容量是10,000次超過(guò)85的初始值，遠(yuǎn)高于任何工作在對(duì)稱電容器的電壓高于2.5V的。圖1。阻抗的雙電層電容器的基礎(chǔ)上譜活性炭Maxsorb（）和Super 50（）使用1摩爾L - 1的Et4NBF4在安。圖2。循環(huán)壽命的雙電層電容器的超50（; ）和Maxsorb（;）使用1摩爾L - 1的一個(gè)Et4NBF4。這些