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     

废旧锂离子电池负极材料回收再生利用研究进展

随着锂离子电池的广泛应用，大量的废旧锂离子电池产量逐年增加，由于负极材料容量较低(≈175 mAh·g^-1)以及需要较高的工作电势，硅负极材料仍然处于研究阶段，所以对大量的退役锂离子电池石墨负极进行高效回收直接再生具有重要的现实意义。为此，本文介绍近年来废旧锂离子电池石墨负极材料回收利用研究现状，分析废旧石墨负极常用回收利用方法优缺点，主要包括火法回收、湿法回收和材料再生等方案，并对废旧锂离子电池石墨负极材料的高效、绿色回收利用进行了展望。     

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。      

以MOFs为模板制备TMO/C复合材料 在锂离子电池中的应用

商用负极材料石墨理论比容量较低,无法满足市场的需求,发展具有更高比容量的负极材料来替代石墨至关重要.介绍了过渡金属氧化物(TMO)和金属-有机框架(MOFs)的特点及锂离子电池负极材料性能改进的方法,综述了以MOFs为前驱体制备TMO/C复合材料作为锂离子电池负极的优点及研究进展,并对此类负极材料的发展趋势进行了总结与展望.     

锂离子电池的研究进展

2、负极材料的进展日本京都大学最近几年很重视诸如石墨、焦炭、碳纤维及合成碳等碳材料用作锂离子电池负极的研究。发现了与电化学嵌锂到碳材中有关的大量结构变化。发现嵌入动力在充、放电特征方面起了重要作     

锂电池碳负极材料制备获天津专利优秀奖

<正>被列为天津市科技小巨人领军企业重大项目的天津锦美碳材公司"锂电池碳负极材料及其制备方法"研发项目,日前研制成功并获得国家专利,还获得了2014年度天津市专利优秀奖。天津锦美碳材此次推向市场的人造石墨类锂离子电池负极材料,分为容量型和倍率型两大类。其中,容量型产品具有容量大、充放电性能良好、嵌锂反应高度可逆、热力学稳定等优点,在循环性能方面更有优势。而倍率型产品则充放电倍率高,可广泛     

高纯石墨碳材制备锂离子电池负极材料工艺分析

介绍了锂离子电池负极材料的类型,提出了采用高纯石墨碳碳材制备负极材料的工艺流程。     

废旧锂离子电池真空碳热还原挥发提锂

从废旧锂离子电池中优先提锂可缩短锂的回收流程,是提高锂综合回收率的重要手段,真空还原法可为实现该目标提供新思路。以经拆解后的废旧锂离子电池正、负电极为原料,提出了真空碳热还原挥发提锂的方法,在高温高真空度条件下,利用废旧锂离子电池的石墨负极为还原剂,将三元锂离子电池中的Li2O转化为Li蒸气,挥发并冷凝回收。结果显示：在真空度28 Pa、1 200 ℃保温4 h的优化条件下,锂挥发回收率可达到99.76%。本研究对于废旧锂离子电池真空提锂新技术的开发具有指导作用。     

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。     

无烟煤制备高性能锂离子电池负极材料的研究

以我国资源丰富的低成本优质无烟煤为原料,经过2800 ℃高温纯化、石墨化处理,制备出锂电池用负极材料,用相同手段处理商业化石墨的前体石油焦与石墨化无烟煤作对比。通过X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,拉曼光谱（Roman）和氮吸附?解吸等手段对无烟煤基负极材料进行微观结构的表征。采用恒流充放电（GCD）,循环伏安（CV）表征其电化学性能。实验结果表明,无烟煤基石墨化负极材料的石墨化度可达95.44%,比表面积为1.1319 m2·g?1,石墨片层结构平整光滑。该石墨化无烟煤作为锂离子电池的负极材料首次库伦效率为87%,在0.1C的电流密度下具有345.3 mA·h·g?1的可逆容量,且在高倍率下该材料比石墨化石油焦材料显现出更好储锂性能,这归功于石墨化无烟煤较为规则高度有序的表面结构。在不同倍率循环后电流密度恢复到0.1C时容量基本无衰减,100圈循环后可逆容量保持率高达93.8%,基本与石墨化石油焦负极相当,拥有优异的循环稳定性。无烟煤基石墨在容量、倍率性能及循环稳定性上基本接近甚至超过石墨化石油焦。本研究表明,采用优质无烟煤作为原料生产锂离子电池负极材料具有潜在的研究价值和广阔的商业前景。      

具有微米纤维碳的硅/石墨/碳复合材料的制备及在锂离子电池中的应用

以沥青为软碳原料，商业石墨的载体材料，通过高温热解法成功合成了硅/石墨/碳复合材料，同时原位生成了微米尺度的碳纤维.该硅/石墨/碳复合材料具有诸多优点，石墨片层堆叠之间的空隙为硅的体积膨胀提供了有效的空间，沥青热解碳材料的包覆能一定程度抑制硅基材料的体积效应和提高其电子电导率，同时微米级的碳纤维能提高材料的长程导电性和结构稳定性，从而极大的改善负极材料循环性能.通过电化学测试表明，硅/石墨/碳复合材料中硅/石墨/碳复合负极材料在200 mA·g-1电流密度下具有650 mA·h·g-1的可逆容量，在200 mA·g-1电流密度下经过500圈循环后容量保持率为92.8%，每圈的容量衰减率仅为0.014%，展现了优异的循环性能.      

废旧锂离子电池电极材料中钴的无氧焙烧回收

综合运用XRD、ICP及TOC表征破碎废旧锂离子电池筛分后得到的电极材料成分,并利用TGA、GC-MS对电极材料的碳热还原反应机理进行探究。在无氧焙烧条件下,废旧锂离子电池中的负极材料石墨与正极材料钴酸锂发生反应,得到产物钴与碳酸锂,经湿式磁选分离后,钴以单质形式富集在磁性固体中,钴回收率为95.12%。     

钛含量对硅钛复合物储锂容量的影响

为研究钛含量对硅钛复合材料储锂性能的影响,将钛质量百分数含量分别为3.3%、6.4%和8%的硅钛复合物组装成锂离子电池负极并测试其电化学储锂能力。结果表明,钛的加入未改变活性物质硅的嵌/脱锂反应电位,但对负极的储锂能力影响显著。随着钛含量的增加,硅钛复合物的首次嵌锂比容量降低,首次库伦效率增大,当钛含量为8%时,负极的储锂能力最佳:首次嵌锂比容量为2107.02 mAh/g,首次库伦效率为89.95%,经过经50圈循环后,容量保持率高达80.72%,平均衰减率仅有0.38%/圈。     

硅铜复合物电化学储锂性能分析

以Cu_3Si/Si复合物为锂离子电池负极材料,研究Cu_3Si组分对活性物质Si的电化学储锂性能的影响。结果表明,Cu_3Si并无储锂能力,但能够提升活性物质Si的循环和倍率性能。在200mA/g充放电流密度下,负极首次嵌锂比容量为1 345mAh/g,首次库伦效率为88.37%,经过100次循环后,材料的可逆比容量为698.7mAh/g。Cu_3Si/Si负极在200、500、1 000mA/g电流密度下比容量分别为1 346.22、754.33和564.78mAh/g。当电流密度重新回到200mA/g时,可逆比容量仍高达1 030.58mAh/g,体现出了良好的倍率性能。     

碳包覆硒化锌用作高性能锂离子电池负极材料

石墨是当前锂离子电池的主流商用电极材料,然而受限于电化学储锂机理原因,其理论比容量偏低。因此,寻找高比容量负极材料的课题受到研究人员的广泛关注。本文以蔗糖为碳源,使用水热法制备了碳包覆 ZnSe,并探究了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及X射线衍射（XRD）等系统研究了材料的形貌、结构和组分等。结果表明,碳材料的引入,并未改变ZnSe的晶体结构。为了探究其电化学储锂特性,以金属Li作为对电极组装了锂离子电池半电池,并利用循环伏安法、恒流充放电等方法对其性能进行了评估。结果表明,相比目前常用的聚偏二氟乙烯（PVDF）黏结剂,使用羧甲基纤维素钠（CMC）作黏结剂,碳包覆ZnSe样品表现出更为优异的循环稳定性和更高的比容量。此外,相比纯ZnSe,碳包覆之后其锂离子电池储能特性得到了极大提升,在0.1 A/g电流密度下,经过 50次循环,在最优碳包覆含量下,其比容量由 228.8 mAh/g提升至 545.0 mAh/g;即使在 1 A/g电流密度下循环 500圈, 其比容量依旧保持在500 mAh/g以上。     

锂离子电池用CuFe2O4立方颗粒负极材料的合成及其电化学性能

金属氧化物材料具有多倍于商业石墨负极的理论容量,但此类材料在储锂过程中会出现体积膨胀,导致活性物质粉化脱落,影响锂离子电池的循环寿命。以金属有机框架（MOFs）普鲁士蓝立方体为自牺牲模板合成了空心CuFe₂O₄立方颗粒,并将其作为锂离子电池的负极材料。CuFe₂O₄立方块的粒径范围在300~500 nm之间,壳层厚度为40 nm。电化学测试表明CuFe₂O₄立方颗粒在200 mA/g电流密度下循环200次后放电容量仍能达到742.4 mAh/g,出色的性能得益于颗粒的中空结构能够有效缓解因储锂而产生的体积膨胀,从而延长锂离子电池的循环寿命。      

CuO及其他过渡金属氧化物纳米结构材料在锂离子电池中的研究进展

锂离子电池（LIBs）因其能量密度高、体积小、质量轻等优点在便携式储能设备中广受欢迎。然而,传统商用LIBs存在可逆容量低、循环性能差、成本高、安全性差等问题,需要进一步提高其功率密度、能量密度、寿命和安全性。过渡金属氧化物负极材料提供的可逆容量与传统石墨材料相比高2~3倍,且具有更高的嵌锂电位和更高的安全性。同时,纳米结构电极材料由于其高比容量、快速的电子/离子转移速率,以及具有可减轻体积膨胀的自由空间等优点,成为电池电极的理想材料。本文综述了氧化铜（CuO）纳米结构材料用于LIBs的研究进展,包括球状、线状、片状等纳米结构,还阐述了它们的优势;还介绍了其他过渡金属氧化物纳米结构材料在LIBs中的应用;最后,讨论了CuO及其他过渡金属氧化物纳米结构材料未来在LIBs中应用的机遇和挑战。     

等效循环电池组剩余使用寿命预测

电动汽车以零污染、零排放等优点成为新能源汽车中最具有发展潜力的对象，锂离子电池作为其动力来源，科学准确地预测其剩余使用寿命是决定电动汽车性能的重要因素。本文研究等效循环电池组在等效循环工况、不同循环次数时，锂离子电池电压随着放电时间的变化曲线。通过分析不同循环次数下导函数在等效特征点处的斜率变化规律，建立锂离子电池等效循环工况下的寿命退化曲线。选取NASA等效循环电池组和自测JZ等效循环电池组，将放电初期和放电后期曲线与特定斜率直线交点作为等效循环寿命预测的等效特征点，根据这两组特征点分别建立退化模型Mini和Mlat。最后选取等效循环电池组内的其他电池进行锂离子电池等效循环寿命预测的验证。通过锂离子电池测试数据集验证其预测精度较高，稳定性较好，具有较强的应用价值。