基于双炭电极的"离子插层"电池/电容器体系基础研究

电化学电容器作为一种新型的绿色储能装置，具有高功率和长寿命等突出的优点，但能量密度远低于二次电池的致命缺陷已限制了其在混合电动汽车与高性能功率电源等领域的应用。本申请在分析炭电极材料双电层储能和石墨-锂离子插层储能机理的基础上，提出正-负极均采用 "插层"特性炭材料的双炭"离子插层"电池/电容器，拟围绕有机电解质阳离子（MeEt3N+、EMI+、SBP+）和阴离子（BF4-）嵌入和脱出正-负极过程与机理为核心展开研究，重点研究正-负极材料的制备与优化、正极和负极炭的选型与配置、有机电解液与离子液体的选择与优化、充放电条件等对储能性能、动力学性能和循环性能的影响，揭示双炭电极"离子插层"电池/电容器中电解质离子的插层与脱嵌过程与新型微晶炭和石墨材料结构变化的规律，并建立电解质离子的插层与脱嵌与炭电极结构变化以及电化学性能之间的"构-效"关系，为新型混合电容器体系的设计提供实验依据和理论指导。

电化学电容器作为一种新型的绿色储能装置，具有高功率和长寿命等突出的优点，但能量密度远低于二次电池的致命缺陷已限制了其在混合电动汽车与高性能储能电源等领域的应用。本研究在分析炭电极材料双电层储能和石墨-锂离子插层储能机理的基础上，提出正-负极均采用 "插层"特性炭材料的双炭"离子插层"电池/电容器，围绕有机电解质阳离子（MeEt3N+、EMI+、SBP+）和阴离子（BF4-）嵌入和脱出正-负极过程与机理为核心展开研究，重点研究了正-负极材料的制备与优化、正极和负极炭的选型与配置、有机电解液与离子液体的选择与优化、充放电条件等对储能性能、动力学性能和循环性能的影响，揭示双炭电极"离子插层"电池/电容器中电解质离子的插层与脱嵌过程与新型微晶炭和石墨材料结构变化的规律，并建立电解质离子的插层与脱嵌与炭电极结构变化以及电化学性能之间的"构-效"关系，为新型混合电容器体系的设计提供实验依据和理论指导。