锂电池失效及材料界面能降低究因

通过参比电极检测钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))电池正负极充电时的电位变化,判定Li_4Ti_5O_(12)电池在55℃高温失效后的限容电极,并采用电子显微镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)和Raman散射方法对限容电极失效原因进行分析。参比电极实验结果表明电池失效后的限容电极均为LiCoO_2正极。对比电池失效前后LiCoO_2正极的SEM图谱、XRD图谱和Raman图谱发现,化成LiCoO_2正极的晶粒出现裂纹和破裂,LiCoO_2表面已不具有层状结构,极片的嵌脱锂动力学受到影响。     

LiDFOB对LiCoO_2锂离子电池循环稳定性的影响

采用线性伏安扫描(LSV)、SEM、X射线光电子能谱(XPS)、恒流充放电等方法,研究二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)作为电解液添加剂对钴酸锂(LiCoO_2)正极锂离子电池循环稳定性的影响。在3.0~7.0 V,首次到第4次扫描时,添加LiDFOB的电解液,氧化电流逐渐减小;LiDFOB可在LiCoO_2电极表面形成含有LiF、O-B化合物的保护膜;含3%LiDFOB的电解液可抑制隔膜在常温及高温循环过程中的氧化;使用含1%、3%LiDFOB电解液的LiCoO_2/石墨全电池,循环500次的容量保持率分别为80.88%、86.62%,高于空白组的74.75%。LiDFOB提高电池循环稳定性的原因是:使铝集流体钝化,降低了电解液的氧化分解电流;在正极表面形成保护膜,抑制电解液/电极界面的副反应;对隔膜具有抗氧化保护作用。     

Li-LiCoO_2蓄电池循环寿命及交流阻抗研究

通过优化合成LiCoO_2工艺条件,制备出具有高结晶层状结构的LiCoO_2晶体,提高了Li-LiCoO_2电池的电性能和循环寿命,第一次充放电容量分别为150mAh/8和140mAh/g,60%DOD条件下电池循环寿命超过270次.电池交流阻抗的测量结果显示了电极和电液对电池循环寿命的影响.电池循环次数增加,阴极反应电阻缓慢增大.当循环次数达100次左右时,锂阳极和电液的电阻成为电池阻抗的主要部分,限制了循环充放性能,其原因是电波氧化分解,锂阳极表面生成一层钝化膜.     

磷酸铁锂锂离子电池容量衰减机理分析

分析容量衰减机理，对优化电池体系十分重要。研究23 Ah方形铝壳磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池高温(55℃)循环容量衰减的机理。通过SEM、X射线能量色散谱(EDS)、XRD、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及傅立叶变换红外光谱(FTIR),分析材料的表面形貌、晶体结构及界面组分。利用电化学微分电压曲线(DVA)及扣式半电池测试，对高温循环后的电池容量衰减机理进行量化分析。失效电池的电极活性材料，整体结构没有被破坏，正极活性物质颗粒表面出现裂纹，负极固体电解质相界面(SEI)膜增厚，有机锂化合物占比增大。DVA结果表明，可循环锂损失(LLI)和活性物质结构损失(LAM)分别占全电池容量衰减的74.82%和25.18%。扣式半电池测试结果表明，负极SEI膜和死锂、正极电解质相界面(CEI)膜、正极结构损失分别占全电池容量衰减的77.13%、1.83%和21.04%。     

过渡金属氧化物用作锂空气电池催化剂

比较了MnO2、V2O5、Sb2O3及CeO2等4种不同过渡金属氧化物用作锂空气电池催化剂的催化效果;研究MnO2晶型对锂空气电池性能的影响。多孔纳米球Birnessite-type MnO2(Bir-MnO2)的催化性能最好。当电极中Bir-MnO2、Super P石墨和聚偏氟乙烯的质量比为1∶3∶1时,以0.05 mA/cm2的电流密度在2.0~4.5 V循环,制备的锂空气电池的放电比容量可达832.60 mAh/g,第5次循环的容量保持率高于52%。     

LiFePO4涂覆量对锂离子电池性能的影响

用高涂覆量39.50 mg/cm2及低涂覆量35.50 mg/cm2两种磷酸铁锂(LiFePO4)电极,制备额定容量为4.0 Ah的LiFePO4软包装锂离子电池,考察涂覆量对电池高低温充放电、倍率充放电、高温存储及循环性能的影响.电极涂覆量增加,导致电池内阻增大,放电电压平台降低,放电能量下降约1％～2％;电池整体性能没有特别明显的劣化,尤其是循环寿命.     

FEC对不同混盐电解液体系的影响

少量添加剂的使用，可以改善锂离子电池的低温性能。采用不同锂盐[四氟硼酸锂(LiBF₄)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)]及添加剂[氟代碳酸乙烯酯(FEC)],与溶剂EC+PC+EMC+EA(体积比1∶1∶1∶2)构建电解液体系，对LiCoO₂/Li半电池进行测试，考察电池的首次充放电、倍率及循环性能，循环伏安(CV)曲线、电化学阻抗谱(EIS)、SEM和X射线光电子能谱(XPS)等。FEC最佳加入量为3%(质量分数)。在-20℃下，0.5 mol/L LiBF₄+0.5 mol/L LiODFB/PC+EC+EMC+EA+3%FEC体系组装的电池，以0.1 C在2.7～4.2 V循环50次后，放电比容量为113.5 mAh/g,容量保持率为96.34%,高于未添加FEC电解液组装的电池。添加一定量FEC,有利于提高该电解液体系电池的放电比容量及低温下的循环稳定性。     

电解质锂盐草酸二氟硼酸锂的研究进展

介绍了电解质锂盐草酸二氟硼酸锂(LiODFB)的制备进展及在锂离子电池中的应用.LiODFB与常用电极材料表现出良好的匹配性,所组装电池的高低温性能优良、倍率放电性能较好、安全性能较高,有望成为动力电池用电解质锂盐.     

磷酸铁锂正极锂离子电池的高温循环性能

对磷酸铁锂(LiFePO4)正极锂离子电池的循环性能进行研究.电池以1C、100％放电深度(DOD)循环,在常温下的循环次数可达1 800次以上,而在60℃高温下只有200次左右.在高温下循环后,电池的内阻和厚度增幅大于常温时,说明高温会加速容量衰减.对高温循环失效的电池补加电解液,常温放电容量提高了约9.46％.电解液匮乏是电池高温循环性能变差的原因之一,但不是主要原因.     

高温锂离子电池用混盐电解液体系

正极电解质相界面(CEI)膜会影响锂离子电池的高温性能。商用电解液在高温下的热稳定性差,形成的CEI膜不够稳定,易导致电池失效。以热稳定性及成膜性能良好的双三氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)为锂盐,EC+EMC(体积比3∶7)为溶剂,构建电解液体系,考察制备的LiCoO₂/Li半电池的电化学性能。在70℃下,LiCoO₂/Li半电池在0.5 mol/L LiTFSI+0.5 mol/L LiODFB基电解液体系下,以1.0 C在2.7～4.2 V循环,首次放电比容量为131.2 mAh/g,循环100次的容量保持率为90.8%。这得益于电解液体系生成了均匀、致密且具有良好离子电导率的CEI膜。     

电解质盐LiBOB在锂离子电池中的应用

论述了双草酸硼酸锂(LiBOB)在电极表面形成SEI膜的性质以及对电池高温稳定性的影响,并对LiBOB在溶剂中的溶解性、电导率和安全性及对电池循环性能的提高等问题进行了概述,对相关研究方向进行了简单的阐述.     

磷酸铁锂动力电池失效的研究进展

作为电动车具有竞争力的正极材料磷酸铁锂吸引了很多的关注。了解磷酸铁锂电池的失效原因或机理,对于提高电池性能及其大规模生产和使用非常重要。综述了近年来磷酸铁锂动力电池失效的研究进展,讨论了杂质、化成方式、存储条件、循环使用、过充和过放等对电池失效的影响。     

电解液对圆柱形Li/MnO2电池性能的影响

使用LiClO4电解液、LiPF6电解液及两者的混合电解液装配圆柱形Li/MnO2电池,分析LiPF6对电池性能的影响.引入LiPF6后,虽然开路电压上升,放电容量下降;但过放电时的峰值温度最高下降137℃,有利于提高电池的安全性能.     

锂离子电池正极材料Li2MSiO4的研究进展

介绍了橄榄石型Li2M SiO4(M=Fe、Mn和Co)的结构和充放电机理;综述了Li2MSiO4的制备方法,包括高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法和微波法等;简述了Li2M SiO4改性研究的现状,如降低颗粒尺寸、提高导电率等.     

电解液中添加LiBOB改善LiMn2O4的高温性能

由恒流充放电和电化学阻抗等研究发现,向电解液中添加双草酸硼酸锂(LiBOB)能改善锰酸锂(LiMn2O4)的高温性能。以0.5C在3.0～4.2 V充放电,在45℃循环300次,容量保持率从82.6%提高到90.5%,循环400次,从73.0%提高到88.6%;在60℃循环300次,从76.5%提高到87.0%。固体电解质相界面(SEI)膜的初始形成电位降至2.0 V。     

表面修饰LiCoO2的LiFePO4/C正极材料的性能

采用碳热还原法合成橄榄石型LiFePO4/C正极材料,并用溶胶-凝胶法在表面修饰LiCoO2颗粒。XRD和场发射扫描电镜(FE-SEM)分析发现:表面修饰LiCoO2没有改变LiFePO4/C的晶体结构。恒流充放电和交流阻抗测试结果表明:以0.2C在2.4~4.2 V循环,未经表面修饰的LiFePO4/C,首次放电比容量为135.5 mAh/g,第30次循环的容量衰减率为9.1%;表面修饰2%LiCoO2的LiFePO4/C,首次放电比容量为142.7 mAh/g,循环30次,比容量没有衰减。     

锂离子电池纳米结构LiMn2O4正极材料的研究进展

越来越多的纳米结构材料(包括纳米颗粒、纳米线、纳米管和核壳结构、介孔纳米材料)已经应用于锂离子电池。不同的合成方法制备出的材料性能有所不同。本文介绍了锰酸锂(LiMn2O4)纳米正极材料的合成方法及性能,指出了纳米正极材料应用中存在的问题。     

加速量热仪对锂离子蓄电池安全性能的评估

在国外,加速量热仪(ARC)已被广泛应用于锂离子蓄电池的研究.使用该设备,在绝热条件下记录电池内的温度、压力及自放热速率和时间的函数关系.使用英国THT公司生产的加速绝热量热仪及附加设备(KSUTM)和(BSUTM)检测电池使用过程中充放电、滥用以及短路和高温下的热分解,并利用这些数据来量化电池储存和放置等条件下的热稳定特性.     

正极材料Li2+3xFe2(PO4)2+x/C的固相法合成

用固相法合成了非化学计量比正极材料Li2+3xFe2(PO4)2+x/C(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40及1.00).电化学测试结果表明:x =0.05时的样品Li2.15 Fe2 (PO4)2.05/C具有较好的电化学性能,0.1C放电的比容量为158.7 mAh/g;经过65次不同电流的循...     

共价有机框架材料应用于锂硫电池的进展

金属锂负极枝晶不可控生长、隔膜界面兼容性差及正极中存在的穿梭效应等,导致锂硫电池的容量衰减、安全性能下降.共价有机框架(COFs)材料具有密度低、比表面积大、孔径和结构可调、易于功能化和共价结构组合多等优点,具有应用于锂硫电池关键材料的潜力.总结近五年COFs在锂硫电池中的应用进展,包括COFs在锂硫电池正极框架材料、...