正极材料与催化剂对锂空气电池性能的影响及相关研究进展

锂空气电池因其高理论能量密度引起了广泛关注。评述了锂空气电池正极材料及催化剂研究情况,分析了正极材料的结构、组成及催化活性对锂空气电池放电容量、稳定性及循环性能的影响,探讨了固体催化剂与可溶性催化剂在降低充电过电位、提高锂空气电池的稳定性与循环性能方面的作用,阐述了正极对锂空气电池性能的重要性及研究所面临的挑战。     

锂离子电池正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2的研究现状

正极材料对锂离子电池的性能和价格具有决定性的作用,对正极材料的研究一直是锂离子电池研究中的热点.主要对一类新型正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2的国内外研究现状进行了综述,并比较了不同合成方法对其电化学性能的影响,最后对这类正极材料的研究给予了展望.     

锌离子电容器正极材料研究进展

作为新型储能设备,水系锌离子电容器具有高功率密度、大能量密度、长循环寿命和高安全性等优异性能,在民用电子设备和军用电气化武器装备领域具有极高的应用前景,有望成为代替锂离子电池的新一代储能方案。本文系统梳理了活性炭正极材料、碳纳米管正极材料、石墨烯正极材料和生物质碳正极材料等碳基正极材料的储锌能力,总结了MXene正极材料在锌离子电容器领域的研究进展,归纳了过渡金属氧化物正极材料的锌离子储存性能,指出开发高容量、耐高压、耐低温正极材料的必要性与紧迫性。     

锂硫电池自支撑正极材料的研究进展

锂硫电池具有1 675 mAh·g~(-1)的理论比容量,丰富的硫资源,低成本和环境友好等优点,将是下一代最具潜力的高能量密度储能电池之一。然而单质硫的绝缘性、多硫化物的穿梭效应以及活性硫的低含量和低面载量等问题,是导致锂硫电池的实际能量密度低、容量衰减快的主要原因。锂硫电池正极材料的设计与构筑至关重要,自支撑的硫正极材料不需要传统的铝箔集流体,能有效改善活性硫的"两低"问题和提高锂硫电池的电化学性能。综述了自支撑硫正极材料的基体类型及其制备方法对锂硫电池电化学性能的影响,分析了目前自支撑硫正极材料存在的缺陷与问题,并对其未来的发展进行展望。这对开发新型硫正极材料来改善锂硫电池的电性能有着重要意义。     

锂离子电池关键材料的现状与发展

1锂离子电池正极材料嵌锂化合物正极材料是锂离子电池的重要组成部分。正极材料在锂离子电池中占有较大比例(正负极材料的质量比例为31～41),因此正极材料的性能将很大程度地影响电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。目前正极材料的研究主要集中于氧化锂钴、氧化锂镍等电极材料,与此同时,一些新型正极材料(包括导电高聚物正极材料)的兴起也为锂离子电池正极材料的发展注入了新活力,寻找开发具有高电压、高比容量和良好循环性能的锂离子电池正极材料新体系是本领域重要研究内容。1.1LiCoO2正极材料LiCoO2具有三种物相,即α-NaFeO2…     

锂离子电池正极材料LiNi-x-yCoxMnyO2的研究现状

正极材料对锂离子电池的性能和价格具有决定性的作用，对正极材料的研究一直是锂离子电池研究中的热点。主要对一类新型正极材料LiNi-x-yCoxMnyO2的国内外研究现状进行了综述，并比较了不同合成方法对其电化学性能的影响，最后对这类正极材料的研究给予了展望。     

核壳型锂离子电池正极材料的研究进展

简述了核壳结构材料的特点、性能和制备方法,阐述了核壳结构锂离子电池正极材料对其放电比容量、循环性能的改善,综述了锂离子电池核壳正极材料的制备方法、结构特征和电化学性能等方面的最新研究进展,探讨了该类材料的优缺点并展望了其应用前景.     

高镍三元材料的掺杂改性研究及展望

高镍三元镍钴锰(NCM)正极材料具有较高的能量密度、可逆容量高、环境友好等优点，已成为近年来锂电材料领域的研究热点。NCM正极材料存在锂镍混排、循环稳定性能较差等缺点，制约了其在动力电池行业的发展。如何改进NCM正极材料的电化学性能，仍然需要进一步的研究。综述了近年来金属离子、非金属离子和多离子共掺杂改性NCM,阐述了不同离子掺杂对NCM正极材料结构、电化学性能的影响机理，并对NCM正极材料发展方向进行了展望。     

锂离子电池球形正极材料的研究进展

球形化可以提高锂离子正极材料的压实密度、体积比容量并改善其加工性能和极片的质量。简要介绍了球形材料的特点,综述了球形LiCoO2、LiNixM1-xO2、LiMn2O4、LiFePO4等的制备及其性能,展望了球形正极材料的应用前景。     

锂离子电池正极材料氟化处理研究进展

综述了几种锂离子电池正极材料在氟掺杂及氟化表面处理改性方面的研究工作;部分正极材料进行氟处理以后材料稳定性、循环性能、工作电压及充放电容量得到很大改善,简要分析了材料性能得到改善的原因;对锂离子电池正极材料进行氟化改性研究,需要进一步深入研究的方向做出了展望。     

锂离子电池中钒氧化物电极材料的研究现状

综述了钒氧化物在锂离子电池中的应用,重点介绍了V₂O₅、V₆O₁₃、VO₂、V₃O₇、V₆O₁₄的结构、制备方法以及其锂离子电池的电化学性质,说明了V₄O₉、V₂O₃难在锂离子电池中应用的原因,讨论了钒氧化物作锂离子电池的正极材料的优点以及存在的问题,最后提出钒氧化物有希望成为实用的锂离子电池阴极材料.     

The Application of Hollow Structured Anodes for Sodium‐Ion Batteries: From Simple to Complex Systems

Hollow structures exhibit fascinating and important properties for energy‐related applications, such as lithium‐ion batteries, supercapacitors, and electrocatalysts. Sodium‐ion batteries, as analogs of lithium‐ion batteries, are considered as promising devices for large‐scale electrical energy storage. Inspired by applications of hollow structures as anodes for lithium‐ion batteries, the application of these structures in sodium‐ion batteries has attracted great attention in recent years. However, due to the difference in lithium and sodium‐ion batteries, there are several issues that need to be addressed toward rational design of hollow structured sodium anodes. Herein, this research news article presents the recent developments in the synthesis of hollow structured anodes for sodium‐ion batteries. The main strategies for rational design of materials for sodium‐ion batteries are presented to provide an overview and perspectives for the future developments of this research area.     

The Regulating Role of Carbon Nanotubes and Graphene in Lithium‐Ion and Lithium–Sulfur Batteries

The ever‐increasing demands for batteries with high energy densities to power the portable electronics with increased power consumption and to advance vehicle electrification and grid energy storage have propelled lithium battery technology to a position of tremendous importance. Carbon nanotubes (CNTs) and graphene, known with many appealing properties, are investigated intensely for improving the performance of lithium‐ion (Li‐ion) and lithium–sulfur (Li–S) batteries. However, a general and objective understanding of their actual role in Li‐ion and Li–S batteries is lacking. It is recognized that CNTs and graphene are not appropriate active lithium storage materials, but are more like a regulator: they do not electrochemically react with lithium ions and electrons, but serve to regulate the lithium storage behavior of a specific electroactive material and increase the range of applications of a lithium battery. First, metrics for the evaluation of lithium batteries are discussed, based on which the regulating role of CNTs and graphene in Li‐ion and Li–S batteries is comprehensively considered from fundamental electrochemical reactions to electrode structure and integral cell design. Finally, perspectives on how CNTs and graphene can further contribute to the development of lithium batteries are presented.     

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。     

锂离子电池用多孔电极结构设计及制备技术进展

随着人们对锂离子电池需求的日益增加, 高能量密度和高功率密度锂离子电池技术成为研究热点之一。材料改性及新材料开发能有效提高电池的能量密度, 除此以外, 孔隙率、孔径大小与分布、曲折度及电极组分分布等电极的微观结构参数也是决定电极及电池性能的关键因素。通过优化电极结构设计提升高比能电池的性能逐渐成为人们关注的焦点。本文综述了锂离子电池多孔电极结构设计优化的研究进展, 总结了多孔电极结构设计要素及制备方法, 最后对电极结构设计优化以及推动新型制备技术的规模化应用在高比能锂离子电池领域的未来发展前景进行展望。     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

综述了锂离子电池锡基负极材料的研究进展,锡基钢极材料可分为氧化物,复合氧化物,合金三类,其储锂机理都为合金机理,对氧化物的丰重于电极反应的详细过程,对复合氧化物的研究重点则是储锂机理,而锡合金则是最有希望进入商业化市场的锡基钢极材料,其中锡与锂可逆形成合金,另一不与锂反应的金属作为导电基体与框架,容纳合金以改善循环性能。     

Microstructural design considerations for Li-ion battery systems

This work reviews microstructural design considerations and challenges associated with producing lithium ion batteries with high energy density, high power density, and low cost. Since these parameters often compete, design strategies tend to be application specific. Lithium ion chemistries are discussed in context of microbatteries, vehicular batteries, and grid scale storage. This article provides an analysis of recent science and engineering developments in lithium ion battery design.     

锂离子二次电池负极材料的研究综述

总结了在碳材料、合金材料和复合材料等3个锂离子电池负极材料研发的主导方向上的开发情况和它们各自特点,描述了目前的研究所面临难题,给出了锂离子电池负极材料研发取得重大突破的可能途径和建议.     

纳米炭/石墨碳混合材料的电化学性质研究

天然石墨(NG)分别掺入碳纳米管(CNT)和纳米炭粉(CNP),得到两种纳米炭与石墨碳的混合材料.通过比较NG、CWI、CNP及其混合材料分别作为锂离子电池负极时的电化学性能,发现碳纳米管的首次不可逆容量损失很大,它的混合材料也不适合作锂离子电池的负极材料;纳米炭粉与石墨有很好的协同效应,该混合材料具有良好的电化学性能,相同条件下与天然石墨相比,其充放电比容量分别提高9.8％和9.4％.     

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。