锂离子电池电解质锂盐双乙二酸硼酸锂的制备与性能

综述了近年来锂离子电池的新型锂盐--双乙二酸硼酸锂(LiBOB)研究成果.介绍了双乙二酸硼酸锂的合成方法、组成与结构、化学和电化学性能及其与结构的关系,重点综述了对LiBOB电解液导电性的研究,对负极材料、正极材料稳定性的研究,以及与其他锂盐在锂离子电池中混合使用时的性能的研究等.总结了LiBOB的优缺点,指出了其进一步研究的方向.     

锂离子电池电解质用含硼锂盐研究进展

电解质材料是锂离子电池的关键材料之一。LiBF4、双草酸硼酸锂(LiBOB)及草酸二氟硼酸锂(LiODFB)是极具应用前景的3种含硼锂盐。介绍了3种锂盐各自的优缺点及研究近况,重点综述了它们的离子传导特性及与电极材料的相容性能。     

新型锂盐二氟草酸硼酸锂的研究进展

介绍了一种新型锂盐二氟草酸硼酸锂(LiODFB)的基本性质和制备进展,以及在锂离子电池应用中的基本特性.使用LiODFB电解液的电池电化学性能优良、对电极材料相容性较好、与其他锂盐混合使用性能良好,有望成为动力电池用电解质锂盐。     

硼基锂盐电解质在锂离子电池中应用研究进展

电解质材料是锂离子电池的关键材料之一,它直接影响电池的性能。新型硼酸锂盐由于种类繁多且环境友好而越来越引起人们的重视。本研究详细介绍了近年来应用于锂离子电池的各种新型硼基锂盐LiBOB,LiMOB,LiBMB和LiODFB。对这些硼基锂盐的合成方法、电化学性能、稳定性、在溶剂中的溶解性、电导率进行了论述。并讨论了它们的优缺点及在锂离子电池中的应用前景。     

聚合物锂盐在锂离子电池电解质中的应用EI北大核心CSCD

锂盐是获得安全性能良好的锂离子二次电池的重要因素。聚合物锂盐具有高电导率、宽电化学窗口、良好热稳定性和电化学稳定性,以及在全固态锂离子电池中的应用引起了国内外研究者的关注。文中分析了聚合物锂盐的结构与电池性能之间的关系,包括结构对材料的热稳定性、力学性能、锂离子迁移数、离子电导率和电化学窗口等的影响。总结了聚合物锂盐的合成方法,综述了均聚物型、共聚物型和离子液体型等具有代表性的聚合物锂盐在锂离子电池电解质中的应用研究进展,并对未来新型锂盐的研究方法及发展方向进行了展望。     

聚合物锂盐在锂离子电池电解质中的应用

锂盐是获得安全性能良好的锂离子二次电池的重要因素。聚合物锂盐具有高电导率、宽电化学窗口、良好热稳定性和电化学稳定性,以及在全固态锂离子电池中的应用引起了国内外研究者的关注。文中分析了聚合物锂盐的结构与电池性能之间的关系,包括结构对材料的热稳定性、力学性能、锂离子迁移数、离子电导率和电化学窗口等的影响。总结了聚合物锂盐的合成方法,综述了均聚物型、共聚物型和离子液体型等具有代表性的聚合物锂盐在锂离子电池电解质中的应用研究进展,并对未来新型锂盐的研究方法及发展方向进行了展望。     

LiODFB基电解液的电化学性能及其与钛酸锂的相容性研究

采用电化学工作站测试了1 mol/L LiODFB (LiPF₆) EC+DMC+EMC(1:1:1 质量比)电解液的热稳定性及其对铝箔集流体的腐蚀性, 测试了LTO/Li电池的CV曲线及EIS图谱, 并采用电池性能测试系统测试电池的倍率性能和循环性能, 探索LiODFB电解液与LiFePO₄/LTO电极的相容性。结果表明: 在室温和60℃条件下, LiODFB电解液及其对铝箔的稳定性均优于LiPF₆电解液, 以LiODFB和LiPF₆为电解液的LTO/Li电池的CV曲线都具有单一的氧化还原峰, 且其首次充放曲线均具有稳定的充放电平台, 室温时以LiFePO₄/LTO为电极的LiODFB电池和LiPF₆电池在0.5C和1C倍率的电池性能相差不大; 室温和60℃时LiODFB电池的循环性能均优于LiPF₆电池, 60℃时尤为显著。     

LiODFB基电解液与高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的相容性

研究了草酸二氟硼酸锂(LiODFB)基电解液与锂离子电池高电压正极材料锰酸镍锂(LiNi0.5Mn1.5O4)的相容性,结果表明:在25℃和60℃,以LiODFB和六氟磷酸锂(LiPF6)为电解液的LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池的CV曲线都具有单一的氧化还原峰,电池的可逆性优良,且LiODFB电池的循环性能优于LiPF6电池。在25℃,LiODFB电池和LiPF6电池以0.5C倍率首次充放电比容量分别为126.3 mAh·g-1、131.6 mAh·g-1,经100次循环后容量保持率分别为97.1%、94.7%;在60℃,LiODFB电池和LiPF6电池以0.5C倍率首次充放电比容量分别为132.6 mAh·g-1、129.1 mAh·g-1,经100次循环后容量保持率分别为94.1%、81.7%。电化学阻抗谱也表明:在60℃,LiODFB电池的阻抗比LiPF6电池的小,LiODFB电池具有更好的高温充放电性能。     

安全和大型锂离子电池正在崛起——新EV时代的来临

锂离子二次电池包括液体锂离子电池和锂聚合物电池两种，相比传统铅酸电池拥有优异的性能，在国际市场上暂露头角，展现出了勃勃生机!锂离子电池和锂离子聚合物电池具有能量密度高、循环寿命长、质量轻、体积小、安全性好等优点，使其在高能量和高功率领域备受欢迎!     

锂离子电池用有机电解液和聚合物电解质的研究进展

从导电锂盐、有机溶剂和添加剂三个方面详细综述了锂离子电池用有机电解液的研究进展。同时针对聚合物电解质的组成、结构和性能的差异，将其分为四类，阐述了它们的优缺点及其在锂离子电池中的应用与研究进展。最后展望了电解质的发展前景。     

还原熔炼失效锂离子电池制备Co-Cu-Fe合金

为了从失效锂离子电池中高效回收有价金属,研究了用碳还原熔炼法回收失效锂离子电池的新方法.通过化学分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱分析等研究方法对熔炼锂离子电池得到的Co-Cu-Fe合金和熔渣进行了分析,实验结果表明,以碳为还原剂还原熔炼失效锂离子电池的方法是可行的,电池的主要有价金属能富集在Co-Cu-Fe合金中,电池中的铝箔可做为金属热还原剂还原钴氧化物.熔渣中仍有钴和铜以微小颗粒形式的机械夹杂,造成合金中有价金属的损失.减少熔渣中的金属夹杂损失、提高合金中钴和铜的回收率是今后研究中需要解决的关键问题.     

全固态锂离子电池中金属锂负极界面优化改性研究

以共聚物PEDOT-co-PEG作为锂金属阳极的表面改性层,采用磷酸铁锂复合阳极和“石榴石型”物质以及聚合氧乙烷聚合物组成的固体电解质制备了全固态锂离子电池。采用SEM分析了锂金属充电-放电反复操作后的形态学改变;采用电化学组抗谱试验研究了改性后的锂金属以及复合固体电解质接触面的稳定性并对全固态锂离子电池的充电-放电性能和界面稳定性进行了研究。结果表明,未改性的锂金属在固态电池充电-放电过程中会生成锂枝晶,从而导致全固态锂离子电池的高电流密度容量快速衰变;“石榴石型”物质以及聚合氧乙烷聚合物组成的固体电解质与改性后的金属锂具有良好的接触面,从而扼制锂枝晶的形成,提高全固态锂离子电池的机械性能;在PEDOT-co-PEG共聚物改性锂金属后,全固态锂离子电池的平稳性显著提高,且容量减弱放缓。     

Mesoporous Germanium Anode Materials for Lithium‐Ion Battery with Exceptional Cycling Stability in Wide Temperature Range

Porous structured materials have unique architectures and are promising for lithium‐ion batteries to enhance performances. In particular, mesoporous materials have many advantages including a high surface area and large void spaces which can increase reactivity and accessibility of lithium ions. This study reports a synthesis of newly developed mesoporous germanium (Ge) particles prepared by a zincothermic reduction at a mild temperature for high performance lithium‐ion batteries which can operate in a wide temperature range. The optimized Ge battery anodes with the mesoporous structure exhibit outstanding electrochemical properties in a wide temperature ranging from ?20 to 60 °C. Ge anodes exhibit a stable cycling retention at various temperatures (capacity retention of 99% after 100 cycles at 25 °C, 84% after 300 cycles at 60 °C, and 50% after 50 cycles at ?20 °C). Furthermore, full cells consisting of the mesoporous Ge anode and an LiFePO₄ cathode show an excellent cyclability at ?20 and 25 °C. Mesoporous Ge materials synthesized by the zincothermic reduction can be potentially applied as high performance anode materials for practical lithium‐ion batteries.     

Extraction of lithium with functionalized lithium ion-sieves

Due to the technology advancement and the large-scale application of lithium-ion batteries in recent years, the market demand for lithium is growing rapidly and the availability of land lithium resources is decreasing significantly. As such, the focus of lithium extraction technologies has shifted to water lithium resources involving salt-lake brines and sea water. Among various aqueous recovery technologies, the lithium ion-sieve (LIS) technology is considered the most promising one. This is because LISs are excellent adsorbents with high lithium uptake capacity, superior lithium selectivity and good cycle performance. These attributes have enabled LISs to separate lithium effectively from aqueous solutions containing different ions. The present work reviews the latest development in LIS technology, including the chemical structures of ion-sieves, the corresponding lithium adsorption/desorption mechanisms, the ion-sieves preparation methods, and the challenges associated with the lithium recovery from aqueous solutions by the LIS batteries. Besides, some common LIS composite materials forming technologies, including granulation, foaming, membrane and fiber formation, and magnetization, which are used to overcome the shortcomings in industrial column operations, are also explored.     

Quantitative and time-resolved detection of lithium plating on graphite anodes in lithium ion batteries

The ability of fast and safe charging is critical for the further success of lithium ion batteries in automotive applications. In state-of-the-art lithium ion batteries, the charging rate is limited by the onset of lithium plating on the graphite anode. Despite its high importance, so far no analytical technique has been available for directly measuring lithium plating during battery charge. Herein, we introduce operando electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy as the first technique capable of time-resolved and quantitative detection of lithium metal plating in lithium ion batteries. In an exemplary study, the C-rate dependence of lithium metal plating during low-temperature charging at ?20?°C is investigated. It is possible to quantify the amount of ‘dead lithium’ and observe the chemical reintercalation of plated lithium metal. In this way, it is possible to deconvolute the coulombic inefficiency of the lithium plating/stripping process and quantify the contributions of both dead lithium and active lithium loss due to solid electrolyte interphase (SEI) formation. The time-resolved and quantitative information accessible with operando EPR spectroscopy will be very useful for the optimization of fast charging procedures, testing of electrolyte additives, and model validation.     

锂离子电池用PVDF/P(MMA-co-DMAEMA)共混隔膜的制备与性能

首先合成了甲基丙烯酸甲酯(MMA)与甲基丙烯酸-N,N-二甲胺乙酯的共聚物P(MMA-co-DMAE-MA),与聚偏氟乙烯(PVDF)共混经溶液相转化法制备了PVDF/P(MMA-co-DMAEMA)隔膜。研究发现,相对于纯PVDF隔膜,共混隔膜的孔隙率增加,结晶度降低,电解液吸收稳定性显著提高。共混隔膜具有"活性"隔膜的性质,隔膜-电解液组成的电解质体系表现出凝胶电解质特征,隔膜中PVDF/P(MMA-co-DMAE-MA)质量比为10/1时,隔膜吸液率在420%以上,活化后凝胶电解质膜离子电导率可达到1.8×10-3S/cm。研究结果表明,采用溶液相转化法制备PVDF/P(MMA-co-DMAEMA)共混隔膜,是一种制备凝胶锂离子电池用高性能活性隔膜的有效方法。     

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制备及改性研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)由于安全性能好、循环寿命长、原材料来源广泛、无环境污染等优点被公认为是最具发展潜力的锂离子动力与储能电池正极材料。综述了近年来磷酸铁锂正极材料在制备和改性方面的最新进展。在此基础上,提出了磷酸铁锂正极材料未来的主要研究和发展方向。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

由于硅负极不能在商业上大规模应用,研究者采用多种改性制备方法,提高硅基负极材料初始放电容量和循环性能。综述了近年来改善硅基负极材料性能的几种制备方法,指出了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。     

LiFePO_4锂离子电池容量的衰减机制

为探讨LiFePO4锂离子电池容量衰减、电池循环性能失效的原因,对LiFePO4锂离子电池进行循环性能测试,通过拆解电池,采用X射线衍射、扫描电子显微镜结构测试手段,对多次充、放电循环前后锂离子电池LiFePO4正极材料和石墨负极材料的物理性能进行表征。结果表明,石墨负极在200次循环后,衍射峰的位置略微右移,晶体粒径结构几乎没变化,但是LiFePO4正极材料的晶体结构却发生不可逆变化,晶粒从3.73 nm减小到2.75 nm;在0.25 C倍率下循环200次,容量衰减11.6%;随着循环次数的增加,LiFePO4正极材料微观结构和晶粒度细化造成Li+传输阻力增大,是造成LiFePO4锂离子电池容量衰减的主要原因。