锂硫电池正极与负极材料研究进展

兼具高能量密度与成本效益的锂硫电池，体现了良好的应用前景。但是，锂硫电池在正极与负极方面存在的问题，也阻碍了其进一步发展。针对锂硫电池目前存在的问题，总结了锂硫电池电极材料领域的研究进展。在正极部分，可通过多孔载体材料、多硫化物的化学吸附与催化位点的构建提升电池性能。在负极部分，通过对负极集流体改进、固体电解质界面（SEI）膜的生成以及固态电解质的使用，可起到保护锂负极、优化性能的效果。最后，本文认为，在锂硫电池未来的发展中，应统筹考虑电池系统整体的开发设计，而非仅针对电池单一领域存在的某一问题，从而使电池系统各部分的改进方法有效结合，发挥协同效应，推动锂硫电池实用价值的提升。     

高功率锂离子电池研究进展

高功率快放型锂离子电池是目前锂离子电池领域研究的重点方向之一。为了获得具有高功率密度的锂离子电池,正极材料须具有较高的电压和较高的电子与离子导电率,正极材料主要包括高电压钴酸锂、镍锰酸锂和高电压三元材料,负极材料包括碳系材料、钛基材料和金属氧化物材料,以及为提高首效和降低负极电位而采用的预嵌锂方法,并对锂离子电池电解液用锂盐、溶剂和添加剂进行了综述。最终总结了功率密度测试方法,并对高功率锂离子电池的研究进行展望。      

锂硫电池研究进展

锂硫电池(LSB)凭借其超高的能量密度(2 600 Wh·kg^-1),被认为是下一代储能系统的潜在候选者之一。然而，目前LSB的实际应用受到了多硫化锂(LiPSs)穿梭效应、电解质连续分解和锂枝晶生长等问题的限制。这些挑战主要与正极结构框架、锂负极的反应性以及在电极-电解质界面发生的氧化还原反应有关。设计良好的正极结构、新型电解质的开发和负极保护已被陆续研究，以期改善LSB的电化学性能。在本文中，将系统地讨论克服LSB挑战的相关研究进展，如正极硫载体设计和制备、新型电解质的开发、隔膜的改性/功能层插层设计、锂负极的保护及LSB产业化方面的最新研究进展。最后，为LSB的实际应用提出总结和展望。     

对于锂金属电池负极的枝晶抑制方法分析

金属锂负极凭借着超高的容量(3860 m Ah·g-1)和极低的还原电势(-3. 040 V vs标准氢电极)以及优异的机械柔性等优点而被称为二次电池最具有潜力的负极材料。"锂金属电池"技术是一项工程突破,它可以极大地提高电池的性能,提升电池的电量持久力,对人类的发展具有重大的意义。然而,锂电池在充电过程中锂离子还原时其反复沉积和析出过程中负极表面容易形成树枝状金属锂,即锂枝晶。一方面锂枝晶的存在会刺破隔膜,并会与电池的正极接触从而造成电池内部短接,甚至有可能引发爆炸等安全问题;另一方面锂枝晶的不断生长也会严重缩短电池的寿命,大大降低电池的利用率。本篇对于金属锂的枝晶问题进行研究,首先介绍金属锂枝晶的生长模型,然后对锂负极枝晶的抑制方法进行简述与总结。     

优化锰酸锂电池制备过程的研究

采用相同的锰酸锂正极材料,与不同的负极材料、不同的电解液进行搭配组成电池,以及在不同化成制度下的电性能进行了研究。实验结果表明：电池的性能不仅与正极材料本身的性质有关,负极材料、电解液和化成制度都会对其性能产生一定的影响。中信大锰DMLM-12型锰酸锂作为正极材料,采用贝特瑞HP-1作为负极材料,采用LBS作为电解液,以0．05C,180min恒流充电＋0．3C,60min恒流充电的化成制度,可以较好地发挥其性能,制作出综合性能好的锰酸锂电池,其1C容量可达108．3mAh／g,50次循环容量衰减为-4．31％。     

复合锂储能电池制造技术突破瓶颈

<正>近日,江西福特斯新能源有限公司研发的复合锂储能电池制造技术,经专家鉴定达江西省内领先、国内先进水平,投产应用后将为宜春市锂电新能源产业发展升级提供有力的技术支撑。该项目以钛酸锂负极和改性锰酸锂正极组合制造复合锂储能电池,这种锂离子电池的特点是安全性较高、循环性能好,并且可高倍率放电,突破了当前锂电池制造领域采用石墨负极材料的生产技术普     

锂稀有金属在二次电池中的应用

稀有金属锂是锂离子电池的核心元素,锂元素以锂金属氧化物的形式构成了不同空间结构(层状、橄榄石和尖晶石型)的电池正极材料,锂盐构成了电解质的主要成分,金属锂构成了锂离子电池的负极,锂离子通过电解质在正负极之间的嵌入和脱出实现了化学能和电能之间的转化。锂元素构成的不同结构的正极材料在成本、能量、动力、寿命、安全性这5个电池的核心指标上各有优势;不同种类的锂盐在热稳定性、离子迁移率、成本等方面各有千秋;锂金属负极与电解液之间的副反应是锂金属面临的一个主要问题。基于此,本文总结了锂资源储量、分布及应用结构,并基于国内外的研究现状,综合评述了不同结构类型的锂金属氧化物的特点、优势及存在的问题和相应的解决措施,归纳不同锂盐的特点,总结了锂金属作为负极的发展、优势及其存在的问题及相应解决方法,并分析了当今锂离子电池迫切需求的发展方向,预测锂金属对未来科技发展的重要性。     

硅-金属基复合储锂材料研究概述

用高容量硅材料替代传统石墨负极以提升锂离子电池能量密度是当下的研究热点.硅负极在实际应用过程中由于自身电导率低、嵌锂时存在严重的体积膨胀效应,使得材料的倍率性能差、循环性能不理想,难以实现商业化应用.将导电性能优异的金属与储锂容量高的硅进行复合被视为有效的改性策略之一.本文介绍了硅-金属基负极在材料的结构设计、合成方法...     

正极材料磷酸铁锂研究进展

近年来,磷酸铁锂作为重要的锂离子电池正极材料得到显著的发展,相较于其他正极材料,磷酸铁锂材料在特定的使用环境下具有明显的优势,其中包括优良的循环性、热稳定性、安全性能。相比之下,磷酸铁锂正极材料存在的电子电导率低、锂离子扩散系数小等缺陷,限制了其在高倍率动力电池等场景下的使用。文章主要从LiFePO_(4)基本概述、材料制备及改性方法等方面,对近年来LiFePO_(4)的发展进行综述,在此基础上对未来发展趋势及材料性能提出预期,并对LiFePO_(4)在产业化进程中的重点问题进行总结。     

中科院在高性能锂离子电池电极材料研究中取得进展

正能量密度的提升是锂离子电池领域的研究重点,而正极材料是决定锂离子电池能量密度的关键。镍锰酸锂材料是一种高电压的正极材料,具有高能量密度和良好的倍率性能;然而,其自身的高工作电压会显著加速电极材料表面的副反应,严重损害电极材料的结构稳定性和长循环性能,限制了它在高比能动力电池中的应用。在国家自然科学基金和中国科学院先导项目等     

德国加拿大联合研发新型锂-硫电池取得重大进展

德国慕尼黑大学和加拿大滑铁卢大学的研究人员，联合研发新型锂-硫电池取得重大进展。研究人员应用纳米技术对锂-硫电池技术进行重大改进，使用碳纳米微粒构成多孔电极，使吸附硫的能力大大增强，电池达到最高的性能，未来有望替代目前的锂离子电池。锂-硫电池两个电极由锂电极和硫-碳电极构成，在两个电极之间进行锂离子交换，硫材料在这个系统中起重要作用。     

锂离子电池正极材料表面包覆的研究进展

锂离子电池正极材料是锂离子电池发展的关键。对锂离子电池正极材料进行包覆是改善其性能的有效方法。锂钴氧和锂锰氧正极材料表面包覆后的循环性能,特别是高温下的循环性能可以得到有效的改善。对于LiFePO4来讲,表面包覆主要是解决这类正极材料导电性问题。文章综述了国内外锂离子电池材料表面包覆的研究现状,提出了作者对将来研究方向的一些看法和建议。     

锂离子动力电池正极材料的研究进展

介绍了锂离子电池正极材料钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂的性能,以及它们作为动力电池正极材料的可行性。磷酸铁锂和锰酸锂以其优异的性能成为最热的动力电池正极材料,并且锰酸锂的研究及应用进展表明锰酸锂已经成为锂离子动力电池正极材料的首选。     

中科院大连化物所研制锂硫一次电池 能量密度达860Wh/kg

正中科院大连化物所储能技术研究部张华民、张洪章研究团队,成功开发出基于大孔容、高比表面、梯度有序多孔碳材料的碳硫复合正极。同时,利用其研制的锂硫一次电池能量密度超过500 Wh/kg(650 Wh/L)。相关成果发表于《科学报告》杂志。目前,该团队突破了锂硫一次电池关键材料的技术瓶颈,电池能量密度已提升至860 Wh/kg(1000 Wh/L)。     

锂硫电池碳/硫正极材料制备及其性能分析

近年来,在电动汽车和电子设备等对高性能储能系统的需求量逐渐增加,在较高理论比容量和理论比能量等方面的锂硫电池体系也受到更加广泛的关注和重视。单质硫的储量较为丰富且具有无毒和低成本等优势,对环境保护工作的开展存在着必要影响。但是单质硫及放电产物硫化锂存在着导电性差且中间产物多硫化物容易溶于电解液等问题,对锂硫电池的循环稳定性具有不利影响。在锂硫电池正极材料中,碳/硫复合材料的潜力是比较大的,这就需要加强对其植被及性能考察和研究。     

锂硫电池碳/硫正极材料制备及其性能分析

近年来,在电动汽车和电子设备等对高性能储能系统的需求量逐渐增加,在较高理论比容量和理论比能量等方面的锂硫电池体系也受到更加广泛的关注和重视。单质硫的储量较为丰富且具有无毒和低成本等优势,对环境保护工作的开展存在着必要影响。但是单质硫及放电产物硫化锂存在着导电性差且中间产物多硫化物容易溶于电解液等问题,对锂硫电池的循环稳定性具有不利影响。在锂硫电池正极材料中,碳/硫复合材料的潜力是比较大的,这就需要加强对其植被及性能考察和研究。     

锂离子电池水性锰酸锂倍率性能的影响因素研究

锂离子电池是目前新能源行业研究的热点,正极材料是其重要组分之一。锰酸锂正极材料具有倍率性能优异、安全性能好、价格低廉等优势,具有重大的实际应用价值。正极片制备过程中,水系制浆比油系制浆具有节约能源、成本低、安全无污染等优点。采用水性制浆体系,通过改变试验条件,初步研究发现锰酸锂的一次粒子粒径、二次造粒、黏结剂种类、黏结剂用量、导电剂用量、极片涂布面密度以及混合三元正极材料等因素对于锰酸锂扣式半电池性能具有重大的影响。     

锂硫电池过渡金属磷化物复合正极材料研究概述

低碳、环保、高效是21世纪社会发展的主旋律。原材料廉价易得的锂硫(Li-S)电池因其超高能量密度(2 500 Wh·kg^-1)而受到能源转化与储备设备研究者的瞩目。然而，锂硫电池绝缘的活性物质与循环过程中不可避免的穿梭效应导致其反应动力学缓慢，进而造成包括循环倍率能力较差与库伦效率低下在内的诸多问题。研究人员现已发现了具有良好电导率且对多硫化物(LiPSs)具有吸附转化双重能力的过渡金属磷化物(TMPs)。本文将重点介绍运用在锂硫电池正极的不同过渡金属磷化物材料的设计合成方法与电化学性能提升研究相关进展，并对该类材料的未来发展进行展望。     

锂离子电池负极材料研究概述

锂离子电池已经在新能源动力电池、便携式电子设备及储能领域广泛使用。商业化锂电池大多采用锂过渡金属氧化物/石墨体系作为正负极,由于电池材料本身的理论储锂容量较低,限制了锂电池向高比能量、长使用寿命方向的发展。对于当前成熟的石墨类碳负极材料,其嵌锂能力基本已被充分发挥,难以实现这一目标。本文介绍了应用于锂离子电池负极的相关材料和研究进展,并就作为下一代锂离子电池理想负极材料-硅负极进行了展望。     

锂离子二次电池非碳负极材料的研究进展

综述了现代锂离子二次电池负极材料研究的四个重点方向--含锂过渡金属氮化物、锡氧化物、过渡金属氧化物和钒基复合氧化物,并系统地阐述了这四种非碳负极材料的嵌脱机理、性能特点及近期的研究现状. 锂离子二次电池;非碳负极材料;嵌脱机理;金属间化合物