以偕胺肟基聚丙烯腈为粘结剂的锂离子电池负极的研究

粘结剂虽然在硅基锂离子电池中的占比虽然较少,但是在对电池的电化学性能起到重要的作用,本研究使用偕胺肟基聚丙烯腈为硅基锂离子电池的粘结剂,与聚丙烯腈(PAN)为粘结剂的锂离子电池硅基负极在电化学性能方面进行对比,利用扫描电镜(SEM)对偕胺肟基聚丙烯腈和聚丙烯腈的负极极片进行的表征。本研究以聚丙烯腈为原材料制备的偕胺肟基聚丙烯腈复合纳米硅以及导电炭为电池负极,以铜箔为集流体,隔膜为celgard2400,实验结果显示,采用偕胺肟基聚丙烯腈为粘结剂的硅基负极在电流密度为1000mA/g的情况下,首圈放电比容量达到了1496. 1mAh/g,经过了200圈的循环后,其放电比容量仍有434. 7mAh/g,而以聚丙烯腈为粘结剂的硅基负极在同样的条件下,首圈放电比容量有1411. 6mAh/g,经过了200圈的循环后,其放电比容量仅有57mAh/g。     

漆多糖在锂离子电池硅碳负极粘结剂中的应用研究

高比容量硅碳材料被认为是最具应用前景的锂离子电池负极材料,但充/放电过程中硅的体积膨胀效应导致电极材料易粉碎和脱落,易造成电池容量快速衰减,因此开发可靠的硅碳负极粘结剂来提高电池循环稳定性尤为重要。本文对生漆提取漆酚后的乙醇溶剂不溶性物质进行分离,得到了水溶性物质漆多糖(LPS),TG和DSC测试结果表明LPS的热稳定性良好。将LPS作为粘结剂用于硅碳电极组装锂离子半电池,测试硅碳电极的电化学性能。与商用的油性粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)和水性海藻酸钠(SA)对比发现：基于LPS的电池表现出良好的循环稳定性,200次充放电循环后比容量仍高达471.5mAh/g,远高于SA(387.7mAh/g)和PVDF(221.4mAh/g)。本工作可为开发天然产物基锂离子电池水性粘结剂提供理论基础,开拓生漆研究新亮点。     

锂离子电池硅负极粘结材料的研究进展

硅基负极材料因具有较高的理论比容量 4200 mAh/g，已成为国内外新能源锂离子电池负极材料领域研究热点课题。然而，由于硅基材料体积膨胀率高达400%，经多次充放电循环后，硅颗粒会发生破裂和粉化使其在电极基体上易脱落，从而导致电池容量衰减快、寿命短的技术缺陷。为缓解硅颗粒巨大体积变化产生的应力以及维持电极完整性，国内外科学研究者们从电池组成上出发，对活性材料、导电剂、粘结剂、电解液等进行系统研究，其中对聚合物粘结剂改性是一种实现其高寿命、抗衰减的有效手段之一。基于锂离子硅基负极材料优异特性及粘结材料的研究现状，综述了硅基负极组成、结构、性能、作用原理、分子间作用机制以及负极粘结剂的分子结构设计，探讨其对硅基锂离子电池电化学性能的影响规律，为锂离子电池硅基负极粘结材料的应用与开发提供理论和实践指导。     

锂离子电池用硅基复合材料的研究进展

锂离子电池硅负极材料具有很高的理论比容量(4200 m Ah/g),但其在充放电过程中巨大的体积变化导致循环性能很差,同时较低的电导率也限制了硅在锂离子电池中的应用前景。将硅与其它材料进行复合是改善硅基负极材料循环稳定性、提高其倍率性能的主要途径。文章综述了近年来硅基复合材料的研究进展,以期为硅基复合材料的研究提供参考。     

锂离子电池用硅负极材料的改性

采用以葡萄糖为还原剂的银镜反应体系,对硅粉进行表面改性。对不同硅银质量比的硅银复合材料进行物相和形貌分析,并将其作为锂离子电池负极材料进行充放电测试。结果表明,硅粉表面包覆了一层均匀致密的银颗粒,在一定程度上抑制了硅在脱嵌锂时的体积膨胀,改善了电极的循环性能。硅银复合材料作为负极的锂离子电池首次放电比容量达1840mAh/g,30次循环后逐渐降至533mAh/g。     

锂离子电池柔性碳布负极材料的储锂性能研究

将柔性碳布用于锂离子电池负极材料,用循环伏安法及交流阻抗研究了电池电极材料的电化学性能,用充放电实验研究了电池的循环性能和倍率性能。结果表明,锂离子电池负极采用柔性碳布,具有高的锂储存容量,第一次放电比容量为157.48mAh/g,并且在随后各次的容量损失很小,电池循环趋于稳定。     

CNT@SnO_2@C纳米复合物的制备及其储锂性能

为改善锂离子电池负极循环性能,提高其安全性和稳定性,制备了氧化锡-碳锂离子电池负极材料。以有机聚合物碳纳米管(PNT)为前驱物骨架、沸石咪唑骨架材料-8(ZIF-8)为碳基修饰材料、纳米片状氧化锡为主体材料,合成出一种CNT@SnO_2@C纳米复合物,该材料的比表面积为125. 6 m~2/g。在作为锂离子电池负极材料应用时,2 A/g电流密度下循环600次,容量依然可以保持在878 mAh/g,具备优异的高比容量和持久的循环性能。     

石墨烯/硅负极材料的制备及其电化学性能的研究

通过将亚微米硅与石墨烯进行原位还原复合(SG1)和机械混合(SG2)这2种方式制备了不同的石墨烯/硅复合锂离子电池负极材料。SEM结果显示,2种复合物中硅颗粒都被石墨烯片层所包夹,且分散均匀;充放电测试表明,这2种复合方式均使复合电极的首次容量损失大大减小,循环稳定性得到很大提高,其首次放电比容量分别为2 070.5mAh/g和1 534.2mAh/g,循环12次后均保持在1 000mAh/g以上;通过EIS阻抗谱对硅复合电极的导电性以及电极结构的初步研究,发现复合电极本身导电性以及材料的电接触性远优于纯硅,电极结构也相对稳定。     

磷掺杂葵花盘基活性炭在锂离子电池负极材料中的应用

通过简单水热和活化方法制备磷掺杂葵花盘基活性炭,采用SEM,TEM,BET,Raman,XRD等方法对材料进行表征,将其用作锂离子电池负极材料。结果表明,活性炭材料用作锂离子电池负极材料时比容量高,库伦效率好,循环性能稳定。在500 mA/g的电流密度下,首圈充电容量达1052 mAh/g,库伦效率为48.9%。经200次循环后,容量仍保持在1000 mAh/g以上。     

石墨烯复合硅碳负极材料及其高能量密度锂离子电池研究获进展

正动力电池、消费类电池等终端产品对高能量密度锂离子电池的需求日益增强。目前,产业界主要采取硅碳复合路线来提升硅基负极应用水平,450 m Ah/g以下的硅碳复合负极材料在循环性、倍率性等方面基本能够满足应用要求;450 mAh/g以上的硅基负极应用还存在技术难点。高比容量、长循环稳定的硅碳复合负极材料开发充满挑战。     

锂离子电池硅基负极黏结剂的研究新进展

硅具有较高的理论比容量,被认为是极具应用前景的锂离子电池负极材料。然而,硅在充放电过程中会产生巨大的体积变化,导致电极粉化脱落和容量的迅速下降,限制了硅基负极材料的应用。黏结剂是锂离子电池中一个不可或缺的组成部分,对体积变化较大的硅基负极而言,除了满足作为锂离子电池黏结剂的基本要求外,对黏结剂的结构和性能又提出了新的要求,黏结剂的选择对于增强硅基电极结构的稳定性并实现长期循环具有更加重要的意义。总结了近年来硅基负极材料黏结剂的研究进展,重点介绍了用于硅基负极材料的交联类黏结剂、导电类黏结剂和自修复类黏结剂等几种黏结剂的性能特点和应用,为选择和设计更加适合的硅基负极黏结剂提供研究建议。     

锂离子电池硅基负极黏结剂的研究新进展

硅具有较高的理论比容量,被认为是极具应用前景的锂离子电池负极材料。然而,硅在充放电过程中会产生巨大的体积变化,导致电极粉化脱落和容量的迅速下降,限制了硅基负极材料的应用。黏结剂是锂离子电池中一个不可或缺的组成部分,对体积变化较大的硅基负极而言,除了满足作为锂离子电池黏结剂的基本要求外,对黏结剂的结构和性能又提出了新的要求,黏结剂的选择对于增强硅基电极结构的稳定性并实现长期循环具有更加重要的意义。总结了近年来硅基负极材料黏结剂的研究进展,重点介绍了用于硅基负极材料的交联类黏结剂、导电类黏结剂和自修复类黏结剂等几种黏结剂的性能特点和应用,为选择和设计更加适合的硅基负极黏结剂提供研究建议。     

FeCl3/石墨插层化合物的制备及储锂性能研究

以无水氯化铁和鳞片石墨为原料,采用熔盐法制备了FeCl3/石墨插层化合物(FeCl3-GIC),使用X-射线衍射仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等研究了材料的组成结构;以所得的插层化合物为电极材料组装成扣式锂离子半电池,测试了其电化学储锂性能.实验结果表明:FeCl3与石墨形成了二阶FeCl3-GIC插层化合物,部分Fe3+转变成了三氧化二铁.FeCl3-GIC化合物用作锂离子电池负极材料时,在50 mA/g电流密度下,首次放电容量达到1220 mAh/g,200 mA/g电流密度下循环100次后容量还能保持在355 mAh/g.FeCl3-GIC化合物表现出良好的储锂性能,可以作为锂离子电池负极材料来使用.     

锂离子电池硅碳负极材料研究进展

硅基材料作为锂离子电池负极具有容量高、来源广泛以及环境友好等优势,有望替代目前应用广泛的石墨负极成为下一代锂离子电池的主要负极材料。硅和碳复合构成的锂离子电池复合负极,不但解决了充放电过程中硅体积效应大和碳容量低的问题,而且综合了碳循环性好和硅容量高的特点。从材料选择、结构设计以及电极优化方面简要介绍了硅/碳复合材料的最新研究进展,并对硅碳复合负极未来发展方向进行了展望。     

Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料用于锂离子电池负极材料

为使光伏切割废硅料再生用于锂离子电池负极材料,设计了一种一步法实现Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料的复合结构电极材料。利用PDDA络合剂“桥连”作用,解决了酚醛树脂无法在尺寸较大、形貌不规则的切割废硅料表面成核生长的问题。设计的复合结构缓解了硅在充放电循环过程中巨大的体积膨胀,同时提高了材料的导电性。获得的wSi@NC/Zn-2电极在0.2 A/g的电流密度下循环300圈后具有1392 mAh/g的容量保持,在0.5 A/g大电流密度下循环300圈仍有1082 mAh/g的可逆容量,还具有优异的倍率性能。     

Fe3O4纳米材料的改性研究及在锂离子电池负极中的应用

四氧化三铁凭借其较高的比容量(926 mAh/g)、良好的导电性(σ=2×10~4 S/m)、成本低、自然丰度大、环境友好等优点,在锂离子电池负极材料的研究中占了举足轻重的地位.综述了四氧化三铁作为锂离子电池负极材料的研究情况,主要包括特殊形貌纳米材料及复合纳米材料,指出了对于四氧化三铁作为锂离子电池负极材料存在的问题、亟待解决的方法以及未来的发展方向。     

水热法制备锂离子电池负极材料及其电化学性能

用水热反应法结合随后的煅烧法制备了NiO空心球,并将其作为负极材料用于制备锂离子电池。用XRD、SEM、TEM对NiO进行表征,用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)和交流阻抗法(EIS)对其进行电化学性能测试。结果显示,NiO空心球在电流密度为50mA/g条件下,第一次放电比电容高达1780.8 mAh/g,且经过34次充放电循环后其比容量还剩325.6mAh/g,这表明NiO空心球电极材料具有较好的可逆比容量。     

锂离子电池硅基负极功能型黏结剂研究进展

在锂离子电池负极材料中，硅材料因具有较高的理论比容量被认为是最有前景的高容量负极材料之一。黏结剂是锂离子电池的重要组成部分，其性能的优劣会直接影响电极的容量和循环性能。然而，常用的黏结剂功能较为单一，在一定程度上并不能满足高能量密度电池的要求。因此，黏结剂的功能化改性是提高电极容量、长循环和安全性能等的重要手段。该文综述了锂离子电池功能型黏结剂的最新研究进展，主要介绍了自愈合型黏结剂、导电型黏结剂以及阻燃型黏结剂，展望了硅基负极黏结剂的发展方向。     

锂离子电池碳原子线负极材料的研究

碳原子线的制备是以马铃薯淀粉为固态碳源以Fe(NO3)3为催化剂前驱体,高温裂解制得。将其作为锂离子电池负极材料,碳原子线首次充放电容量分别为369.5mAh/g和999.4mAh/g,从第2次循环起,充放电效率开始提高,第10次达到94.3%,不可逆容量逐渐降低,可逆容量基本维持在约300mAh/g左右。显示出碳原子线负极具有良好的循环性能和可逆容量。     

锂离子电池锡基负极材料的改性及研究进展

随着社会的发展,具有较低理论比容量的碳材料(372mAh·g~(-1))作为锂离子电池负极材料已经不能充分满足人们对高容量锂离子电池日益增长的需要。锡基材料具有远高于碳材料的理论比容量以及安全性能,成为下一代锂离子电池负极材料的理想材料。本文综述了近年来研究者们对于锡基材料进行的改性策略和研究进展,并对锡基负极材料的发展前景进行了总结和展望。