以静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜

年前,北京理化所进行的“静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜研究”项目通过评审验收。以静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜,是对新型隔膜材料的制备方法和制备工艺的创新性研究,是对锂离子电池隔膜实现国产化途径的有益探索;所形成的多针喷头组控技术突破了以往单喷头静电纺丝技术制备效率低的瓶颈。具有良好的实际应用前景：特别是锂离子电池电极片表面直接喷涂纳米纤维隔膜技术具有创新性和很高的实际应用价值,     

锂离子电池隔膜的成型工艺新进展

电池隔膜在锂离子电池组件中起着桥连作用,综述了近年来以微孔聚烯烃、无纺布、有机/无机复合材料以及凝胶聚合物电解质为膜材料的锂离子电池隔膜研究现状,根据隔膜制备的原理和特点,对最为常见的干法、湿法、静电纺丝法制备膜材料做出了具体的概括,并列举了最新的湿法抄造、熔喷纺丝和相转化制备工艺,展望了开发锂离子电池隔膜新材料和新工艺的发展方向。     

静电纺丝/静电喷雾技术在电池领域的应用进展

在制备纳米材料的各种方法中,静电纺丝和静电喷雾技术在过去数十年中开辟了低成本、简便、高效和可连续的纳米纤维制造技术路线,引起了科研工作者的广泛关注。本文介绍了静电纺丝和静电喷雾技术的基本原理、影响参数及种类（溶液静电纺丝、熔融静电纺丝、气流静电纺丝、乳液静电纺丝、同轴静电纺丝、多喷嘴静电纺丝和无针静电纺丝）,并阐明了不同静电纺丝技术种类的原理及特点。文章进一步着重介绍了静电纺丝和静电喷雾技术的优势及其在电池领域的前沿应用,特别是在锂离子电池、燃料电池、太阳能电池及超级电容器的应用,最后展望了静电纺丝和静电喷雾先进制造技术面临的挑战和发展前景。     

锂离子电池隔膜改性研究现状

针对现有的锂离子电池隔膜在吸液率、强度和安全性等方面存在的不足,提出了其改性的必要性;综述了锂离子电池隔膜接枝改性、复合改性、共混和填充改性等改性方法,并对各种改性方法进行了分析;指出在改性研究的同时,应开发新的电池隔膜制备方法,如静电纺丝技术等;建议开发新的电池隔膜材料,以提高电池隔膜性能,制备具有特殊性能的锂离子电池隔膜。     

静电纺丝技术在制备锂离子电池电极的应用

锂离子二次电池由于具有容量大、寿命长、无环境污染、使用安全等优点,已广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电器中。静电纺丝技术是一种超细纤维的制备方法,本文对电纺装置进行了介绍,还介绍了锂离子电池电极材料的种类、用电纺方法制备的不同电极材料的性能,并对用电纺技术制备电极材料的发展进行了展望。     

静电纺丝制备钠离子电池微纳电极材料研究进展

钠离子电池资源丰富,能量转换效率高,被认为是下一代大规模储能技术的理想选择之一。静电纺丝技术具有功能多样、制备可控、易操作、可量产等优点,近年来被广泛应用于合成一维微纳米结构的电极材料。综述了静电纺丝制备钠离子电池正、负极材料的研究进展,重点讨论了纺丝参数变化对电极材料微纳结构的影响规律及不同结构的电极材料在钠离子电池中的构效关系。最后,对静电纺丝储钠电极材料今后的重点突破方向作了展望。     

木质素基纳米碳纤维的制备及储锂性能研究

本文以木质素磺酸钠为碳源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为助纺剂,通过控制PVP和木质素不同配比,采用静电纺丝和碳化技术,制备不同形态的纳米碳纤维膜,以该材料作为锂离子电池负极材料,对其储锂性能进行了研究.结果表明,当PVP与木质素的质量比为2∶1时,纳米碳纤维表现出丰富的微孔结构,比表面积达614m2/g.当用作锂离子电池...     

一维V_2O_5纳米材料在锂离子电池正极材料中的应用及其研究进展

综述了一维纳米结构的锂离子电池正极材料V_2O_5的研究进展,阐述了一维纳米结构V_2O_5(纳米线、纳米棒、纳米管、纳米带)的制备及其表面改性和复合改性的方法,其中包括水热法、静电纺丝法、模板法等,总结了一维纳米结构的V_2O_5材料在二次锂离子电池正极材料的应用。最后,就一维V_2O_5纳米材料在锂离子电池中的应用前景进行了展望。     

纳米纤维状锂离子电池正极材料磷酸铁锰锂及其制备方法

正本发明以铁源化合物、锰源化合物、磷源化合物、锂源化合物和高分子聚合物为原料,将容易被电解液侵蚀的锰源化合物分散于芯层溶液,较为稳定的铁源化合物分散于壳层溶液,通过静电纺丝的方法制备得到新型纳米纤维状锂离子电池正极材料磷酸铁锰锂。这种制备复合材料的方法,一方面可以提高锂离子正极材料的电压     

静电纺在可逆离子电池负极材料制备中的应用

着重介绍了静电纺技术在锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池负极材料制备中的最新研究进展,而采用静电纺技术制备的纳米纤维具有很大的比表面积,并且形态可控,对于可逆离子电池电化学性能的提升具有非常大的优势。     

磷酸铁锂正极材料的制备及性能强化研究进展

橄榄石型磷酸铁锂是目前应用十分广泛的锂离子电池正极材料之一,具有成本低、安全性高、环境友好、循环寿命长和工作电压稳定的特点。近年来,随着CTP技术、刀片电池技术等取得的突破性进展,磷酸铁锂的商业化程度得到了大幅提高。但磷酸铁锂存在电子导电性较差和离子扩散系数低的缺陷,严重限制了锂离子电池的电化学容量,因此开展磷酸铁锂制备工艺和性能强化研究对磷酸铁锂的性能提升具有重要意义。对比了磷酸铁锂电池与其他正极材料锂离子电池的性能差异和发展现状,系统总结了磷酸铁锂正极材料制备与强化的改性方法及相关研究进展与挑战,并提出了未来的发展方向与研究思路。     

锂离子电池隔膜材料研究进展

近年来,锂离子电池技术发展迅速,隔膜作为电池中的核心材料之一,决定着锂离子电池的性能,因此隔膜材料及制备技术亟需被深入研究。目前,商业化的锂电池隔膜以聚烯烃隔膜为主,制备工艺正从干法向湿法过渡,但是近几年已经发展出了不同材料体系、不同制备工艺的隔膜。本文简要介绍了聚烯烃隔膜生产技术,重点综述了非织造隔膜材料、涂层以及新型隔膜制备技术的研究成果,并展望了锂电池隔膜的发展方向。     

锂离子电池正极材料的现状与发展

介绍了锂离子正极材料氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、磷酸铁锂等研究开发和现状,对其特性进行了较为全面的总结。     

全固态锂离子电池技术进展及现状

锂离子电池电解质多为有机液体,易燃易爆、安全性差。用固态电解质制备的全固态锂离子电池,具有电化学窗口宽、能量密度大和安全性高等优点,是电动汽车和规模化储能应用的理想化学电源。本工作主要介绍了全固态电解质的电解质材料及电极/电解质界面调控与机理问题,为改善固/固界面相容性及降低界面阻抗方面提供解决方案。阐述了目前主流的正负极材料、全固态锂离子电池的设计及目前的专利申请状况,简要讨论了全固态锂离子电池面临的主要问题,并从产业应用角度展望了其应用现状和未来发展趋势,为从业者全面了解全固态电池的发展提供有利依据。     

Research progress on preparation and purification of fluorine-containing chemicals in lithium-ion batteries

With the development of digital products,electric vehicles and energy storage technology,electronic chemicals play an increasingly prominent role in the field of new energy such as lithium-ion batteries.Electronic chemicals have attracted extensive attention in various fields.Characteristics of high-end elec-tronic chemicals are high purity and low impurity content,which requires a very strict separation and purification process.At present,crystallization is a key technology for their separation and purification of electronic chemicals.In this work,the representative fluorine-containing compounds in cathode and anode materials,separator and electrolyte of lithium-ion batteries are introduced.The latest technologies for the preparation and purification of four kinds of fluorine-containing battery chemicals by crystalliza-tion technology are reviewed.In addition,the research prospects and suggestions are put forward for the separation of fluorine-containing battery chemicals.     

锂离子电容器碳正极材料的研究进展

锂离子电容器是一种采用电容型正极材料、电池型负极材料进行组装的储能器件,结合了锂离子电池与超级电容器两者的优点,兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命。但是由于锂离子电容器还存在正负极动力学过程以及容量不匹配的问题,大大影响了锂离子电容器的电化学性能。通常锂离子电容器的功率密度取决于负极材料,而能量密度取决于正极材料,因此为提高锂离子电容器的能量密度,还需发展具有高比容量和高导电性的正极材料。目前,碳材料因具有低成本、来源广泛、高比表面积和丰富的孔道结构等特点,是一种极具应用潜力的电极材料。综述并分析了各种碳材料(包括活性炭、模板炭、石墨烯和生物炭等)作为锂离子电容器正极材料的电化学性能与优缺点,最后对锂离子电容器正极材料的研究提出了建议与展望。     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展,退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素,潜在资源量巨大,回收经济价值高,系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术,将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力,促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状,主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收,着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺,简要比较了各种工艺路线的优缺点,探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题,并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂制备方法研究进展

单斜结构的磷酸钒锂[Li₃V₂（PO₄）₃]材料与其他锂离子电池正极材料相比具有较高的工作电压（3.0~4.8 V）、良好的离子迁移率和优良的热稳定性,是一种具有竞争优势和发展前景的大功率锂离子电池正极材料,成为了近年来研究的热点。综述了锂离子电池正极材料磷酸钒锂的结构特点及其充放电机理。磷酸钒锂的常用合成方法有碳热还原法、水热法、溶胶-凝胶法及流变相法等,着重阐述了磷酸钒锂的不同合成方法对所制备样品的形貌和电化学性能的影响。分析总结了不同合成方法的改进方法,以改善磷酸钒锂正极材料电子导电性和锂离子扩散系数较低的问题。最后,针对磷酸钒锂正极材料在锂离子电池的应用中所存在的问题展望了该材料未来可能的发展方向和研究热点。指出需要优化材料的制备方法以改善材料的颗粒形貌、提高电子导电率和扩散系数等,进而改善材料的循环性能、倍率性能和充放电性能等;需要改进制备流程、提高实验的安全性、简化反应流程和减少制备成本等,以实现磷酸钒锂正极材料的工业化应用。     

锂离子电池异构建模及内部传质机理探究：粒径分布的影响

锂离子电池是目前应用较广的储能设备,具有能量密度高、使用寿命长等特点。随着锂离子电池正极材料实际能量密度接近理论值,电池组装工艺参数的优化成了提升其性能的重要途径,其中电极颗粒粒径及分布是十分重要的参数。因此,本文针对石墨-LiFePO₄体系锂离子电池,利用异构模型构建单粒径和双粒径电极的几何结构,再结合Newman模型模拟其放电过程,定量研究了正极材料粒径分布对锂离子电池性能的影响,探究了存在粒径分布的电极中不同粒径的颗粒在充放电过程的作用机制。模拟结果表明,粒径的减小可以减小固相扩散系数对电池性能的影响,但会增加液相扩散阻力;而粒径的分布可以促进锂离子在电解液中的扩散,提高小粒径颗粒的锂嵌入量,但会引起极化增大,导致大颗粒的锂嵌入量降低。粒径分布宽度越大,总体粒度越大,锂离子电池的能量密度越小。选择合适的粒径分布宽度,适当减小总体粒度的大小,能有效提升电极的能量密度。研究结果对于锂离子电池电极活性材料颗粒粒径分布的选择提供了有益的基础知识和指导。     

富镍锂离子电池三元材料NCM的研究进展

锂离子电池作为新能源电池符合时代要求,具有良好的应用前景。电池容量、倍率性能与循环性能是电池性能的重要评价指标,在选取高能量密度电极材料的同时要充分考虑电池结构稳定性及其安全性能,三元材料基于这种思路进行设计。目前,针对电池中锂离子导通率与结构不可逆坍塌问题,通过包覆涂层、离子掺杂等手段改善锂离子电池性能已经常态化,实际需求要求有更有效的改性方法。因此,本文综述了富镍锂离子电池三元材料LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂（NCM424）、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)的研究现状与发展导向,认为简单的单一材料改性已遇到瓶颈,改性方法复合、设计材料多元结构是提升电池性能的一大发展方向;从改性材料的合成和运行路径入手,研究分子水平上的作用机制,建立统一理论模型,通过计算模拟手段设计电极结构,实现锂离子电池突破性的发展。