Electric double-layer produced on porous carbons, charged with extremely high energy density

在多孔碳上产生双电层，具有极高的能量密度

• 批准号: 22H01460
• 负责人: 熊谷 誠治
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01460/
• 关键词: 電気二重層; 蓄電; 多孔質炭素，; イオン液体; エネルギー密度; 多孔質炭素

比表面積と細孔構造の異なる活性炭を複数種準備した。活性炭粉末にポリテトラフルオロエチレン等の耐熱バインダと炭素系導電助剤を添加し，均一厚のシートを得た。円形に打ち抜いたものを正負極とし，電解液にイオン液体を用いた電気二重層キャパシタセルを組み立てた。高い導電率が期待できるイミダゾリウム系のイオン液体など，有望なイオン液体の複数種使用した。異なる動作温度において，定電流充放電により電気二重層キャパシタセル内活性炭の単位質量当たりの静電容量（比静電容量）とエネルギー密度を測定した。また，セル電圧最高値を2.5Vから段階的に4.0Vまで増加させ，各試験条件と得られるエネルギー密度の関係を調査した。その結果，比表面積が3000m2/gを超える活性炭とイミダゾリウム系イオン液体を用いた電気二重層キャパシタセルを3.8V程度までに充電することで，100Wh/kgを超えるエネルギー密度を有する電気二重層を形成できることが分かった。また，最大130Wh/kg のエネルギー密度も実現できることが分かった。一方，動作温度を増加させることで，高電流密度の充放電時でのエネルギー密度を維持するには効果的であったが，エネルギー密度自体は単純に増加しなかった。以上のように，活性炭種，イオン液体種，動作温度，セル電圧範囲など試験条件の最適化により，100Wh/kgを超えるエネルギー密度を有する電気二重層を形成できる条件を明確にした。条件をさらに最適化することで130Wh/kgを超えるエネルギー密度を実現できる可能性もある。

Specific surface area と fine pore structure なる activated carbon を multiple types prepared た た. Activated carbon powder に ポ リ テ ト ラ フ ル オ ロ エ チ レ ン etc. の heat-resistant バ イ ン ダ と carbon series conductive help add し tonic を, uniform thickness の シ ー ト を た. Has drifted back towards &yen; form に play ち sorting い た も の を is negative と し, electrolyte に イ オ ン liquid を with い た electric double layer キ 気 ャ パ シ タ セ ル を group み made て た. High <s:1> electrical conductivity が is expected to be で る る る <s:1> <s:1> liquid な な, and it is expected that な liquid <s:1> can be used in multiple forms た た. Different な る action temperature に お い て, constant current charge and discharge に よ り electric double layer キ 気 ャ パ シ タ セ ル in activated carbon の 単 quality when た り の electrostatic capacity (than static capacity) と エ ネ ル ギ ー density measurement し を た. ま た, セ ル electric 圧 highest numerical を 2.5 V か ら Duan Jie に 4.0 V ま で raised plus さ せ, various test conditions と must ら れ る エ ネ ル ギ ー density の を masato department investigation し た. そ の results, specific surface area 3000 m2 / g が を super え る activated carbon と イ ミ ダ ゾ リ ウ ム department イ オ ン liquid を with い た electric double layer キ 気 ャ パ シ タ セ ル を 3.8 V level ま で に charging す る こ と で, 100 wh/kg を super え る エ ネ ル ギ ー density を have す る electric double layer を 気 form で き る こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0, with a maximum of 130Wh/kg, the <s:1> エネ ギ ギ ギ ギ <s:1> density is likely to occur in で ギ る る とが とが った. を raised さ requirement by one party, the movement temperature せ る こ と で, high current density の when charging and discharging で の エ ネ ル ギ ー density を maintain す る に は unseen fruited で あ っ た が, エ ネ ル ギ ー density of autologous は 単 pure に raised plus し な か っ た. Above の よ う に, activated carbon, イ オ ン liquid, temperature, セ ル electric 圧 van 囲 な ど optimal test conditions の に よ り, 100 wh/kg を super え る エ ネ ル ギ ー density を have す る electric double layer を 気 form で き を る conditions clear に し た. Optimal conditions for を さ ら に す る こ と で 130 wh/kg を super え る エ ネ ル ギ ー density を be presently で き る possibility も あ る.

项目成果

Effects of Excessive Prelithiation on Full-Cell Performance of Li-Ion Batteries with a Hard-Carbon/Nanosized-Si Composite Anode

• DOI: 10.3390/batteries8110210
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Batteries
• 作者: Y. Abe;Ippei Saito;Masahiro Tomioka;M. Kabir;S. Kumagai