【摘 要】
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以活性炭/石墨电容器为平台,通过电化学膨胀计(ECD)和原位X射线衍射(XRD)技术,对螺环季铵盐阳离子(SBP+)电化学插嵌不同石墨负极过程中的膨胀现象进行了研究.ECD能准确监测石墨电极的宏观厚度变化,而原位XRD可以实时探测石墨电极微观晶体结构的变化.通过两者数据相互对照,发现微观尺度上因离子插嵌导致的石墨XRD数据非常接近(晶格膨胀程度为56％ ～59％),但在宏观上却展现出截然不同的膨胀现象,大颗粒片层状石墨电极表现出更大幅度的膨胀(12％),而小粒径的片层状石墨和球状石墨电极的膨胀幅度却很小(
【机 构】
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中国科学院长春应用化学研究所,电分析化学国家重点实验室,长春130022;中国科学技术大学,合肥230026
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以活性炭/石墨电容器为平台,通过电化学膨胀计(ECD)和原位X射线衍射(XRD)技术,对螺环季铵盐阳离子(SBP+)电化学插嵌不同石墨负极过程中的膨胀现象进行了研究.ECD能准确监测石墨电极的宏观厚度变化,而原位XRD可以实时探测石墨电极微观晶体结构的变化.通过两者数据相互对照,发现微观尺度上因离子插嵌导致的石墨XRD数据非常接近(晶格膨胀程度为56％ ～59％),但在宏观上却展现出截然不同的膨胀现象,大颗粒片层状石墨电极表现出更大幅度的膨胀(12％),而小粒径的片层状石墨和球状石墨电极的膨胀幅度却很小(5％ ～6％).通过扫描电子显微镜观测发现,造成此现象的原因与石墨形貌结构以及其在集流体上的排列密切相关.大颗粒片层状石墨结构和排列上的高度有序性导致电极膨胀相对更大,而小粒径片层石墨杂乱的排列以及天然球状石墨独特的结构会使膨胀向各个方向分散,造成整体膨胀幅度更小.
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