纳米技术在锂二次电池中的应用

对近几年来纳米技术在锂二次电池中的应用进行了综述。所用纳米技术包括溶胶 凝胶法、模板法、碳棒电弧法和机械研磨法等,制备的锂二次电池纳米材料包括正极、负极和其它材料。纳米正极材料包括氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂和钒的氧化物等,纳米负极材料包括碳材料、富勒烯、碳纳米管、氧化锡和金属负极材料等,其它纳米材料包括聚合物电解质和导电剂。这些纳米材料的电化学性能较一般方法制备的材料有明显的提高,但是目前在锂二次电池领域对纳米技术的理论研究还有待于深入。随着纳米技术的不断发展,微型锂二次电池的诞生为期不远。     

二次电池发展前瞻--第56届国际电化学学会年会回顾

介绍了2005年9月25～30日在韩国釜山召开的国际电化学学会第56届年会中有关二次电池的学术发展情况.着重指出了锂离子电池正、负极材料及电解质材料的研究发展趋势.改性尖晶石锰酸锂、锂镍锰钴氧三元复合氧化物、磷酸铁锂是目前正极材料的研究重点;锡、硅、锰等合金或与石墨的复合材料是未来很有前景的负极材料;凝胶聚合物电解质和聚合物固体电解质依然是锂离子电池电解质的研究重点.     

含硼化合物在锂离子电池电解质中的应用

介绍了含硼化合物在二次锂离子电池电解质中的应用。B2 O3 和烷基或烷氧基硼氧烷作添加剂加入到电解质中 ,可减少电池在循环中放电容量的衰减 ,提高电池的循环寿命 ,但同时也增加了电池在初次充放电时不可逆容量的损失。某些含硼氧环的化合物加入到聚合物电解质中 ,能提高电解质中锂离子的迁移数及减少电极表面的电阻。硼酸酯的熔点低、沸点高 ,以它作溶剂 ,能提高电解质的高低温性能及电化学稳定性。以含有较大阴离子的有机锂盐作溶质 ,可提高电解质的电化学窗口和电导率。     

原位聚合高电压凝胶聚合物电解质及其性能研究

以碳酸亚乙烯酯(VC)为聚合单体,采用丁二腈(SN)增塑剂提高聚合物电解质耐高电压性能,通过加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN),利用原位聚合方法制备了可耐受4.9 V高电压的凝胶聚合物电解质(GPE),并将其应用于高电压镍锰酸锂/锂电池。通过调控SN与VC的比例,研究了SN含量对电解质性能的影响。研究结果表明,耐高电压SN增塑剂的引入显著提高了电解质的电化学窗口,其中,含10%SN的GPE的室温离子电导率达3.54×10^-4 S/cm,电化学窗口0～4.9 V,同时,所合成的凝胶电解质对金属锂负极具有良好的稳定性,合成的聚合物电解质能够兼顾正、负极侧的稳定性,提高电池的循环性能,镍锰酸锂/GPE/锂电池在1 C下循环500次后,容量保持率为94.3%。本工作展示了丁二腈基耐高电压凝胶聚合物电解质在高电压锂离子电池中良好的应用前景。     

锂空气电池复合电解质电化学性能研究

采用LiPF_6与EC/EMC/DMC作为锂空气电池电解质主体,并分别加入LiTFSI和LiBF_4锂盐制成复合电解质材料,组装成锂空气电池,通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6+LiBF_4与EC/EMC/DMC体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.10 mA/cm~2电流密度下电池首次放电比容量为3 163 mAh/g,能量密度7.98 m Wh/cm~2。     

锂二次电池及特点

可充电的锂二次电池中,有钒锂二次电池、锰锂二次电池和铌理二次电池。无论哪种都是用锂铝合金作负极,采用有机电解质的电池。锂二次电池,均为硬币形的,但各种电池的额定电     

PMMA 为基的离子导电电解质的性质研究

制备了聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）－锂盐－增塑剂聚合物固态电解质，并研究了这类电解质的电化学性能。结果表明：以聚甲基丙烯酸甲酯为基的凝胶电解质的室温电导率超过１０－３Ｓ·ｃｍ－１，电导率与温度关系服从ＶＴＦ方程。发现以聚甲基丙烯酸甲酯为基的凝胶电解质的电化学稳定区大于４．５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋），这对锂电池中电极对的安全工作是有足够宽度的。如果这类凝胶电解质中的增塑剂采用碳酸丙烯酯（ＰＣ），则电解质用于二次固态锂电池时，由于ＰＣ对金属锂电极界面的腐蚀，会降低固态锂电池的循环性能，影响电池的寿命。     

锂硫二次电池相关材料的研究进展

锂硫二次电池因其具有高比能量、成本低、环境友好等优点,有望成为新型锂电池研究热点之一。综述了锂硫电池正极材料的发展现状;介绍了电解液和粘结剂对锂硫电池电化学性能的影响;分析了影响锂硫电池循环性能的主要因素;简述了锂硫电池今后发展的方向。     

PEO-LiClO4-Li4Ti5O12复合聚合物电解质性能研究

选用钛酸锂(Li4Ti5O12)纳米粒子作为填料对聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质进行改性。通过交流阻抗谱(EIS),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等手段对材料进行了表征,考察了Li4Ti5O12对聚合物电解质电化学性能的影响。研究表明,Li4Ti5O12的加入减小了聚合物的结晶度,提高了聚合物电解质的电导率,增加了聚合物中得载流子数,PEO16/LiClO4/15%Li4Ti5O12体系30℃电导率达到5.31×10-5S/cm,并初步研究了以此膜为电解质的复合锂硫电池的性能。     

锂硫电池电解质的研究进展

综述近年来锂硫电池电解质的研究进展,包括各种电解质体系:液态有机电解质、离子液体电解质、固态聚合物和无机电解质等。整体评价了目前锂硫电池所使用的电解质,展望了未来的锂硫电池电解质的发展趋势。     

锂蓄电池PEO基全固态聚合物电解质研究进展

从提高锂蓄电池聚环氧乙烷(PEO)基全固态聚合物电解质的电导率、锂离子迁移数和改善电解质与锂电极之间的界面稳定性三个方面介绍了其研究进展。复合聚合物电解质的机械性能和电化学性能都有较大的提高,有利于实现锂蓄电池的商品化。此外,还讨论了PEO基全固态聚合物电解质的导电机理和界面稳定机理,特别是无机陶瓷粉末的加入对提高电解质电导率和界面稳定性等方面的作用机理。     

金属锂电极/有机电解液界面的研究进展

综述了金属锂二次电池中锂电极/液态有机电解液界面的研究进展。介绍了金属锂/有机电解液界面锂枝晶的形成原理和充放电制度对锂枝晶生长的影响,有机电解液组成以及锂合金添加剂对锂界面膜形貌、结构组成和电化学稳定性的影响,以及锂电极的界面膜形貌与循环性能之间的相互关系。基于1,3-二氧戊环溶剂的三氟甲基磺酸亚胺锂电解液,特别是掺杂Al3+、Mg2+、Ca2+等金属离子能显著增强锂电极界面膜的稳定性,提高金属锂电极的循环性能。     

纳米SiO2表面基团对复合聚合物电解质性质的影响

采用不同表面化学状态的纳米SiO2,制备了聚环氧乙烷[Poly(ethyleneoxide),PEO]基复合聚合物电解质(Compositepolymerelectrolytes,CPE),通过DSC技术和FTIR光谱研究了纳米填料对聚合物体系体相成分的影响,并对其离子电导率、锂离子迁移数、电化学稳定性等电化学性质进行了表征。结果表明,纳米填料的表面化学状态对CPE的影响很大,亲水性的SiO2对CPE的相组成几乎没有改变效果,但疏水性的SiO2明显降低了聚合物体系的晶相成分。电化学测试结果显示,采用表面烷基化的SiO2制备成的CPE比采用亲水性SiO2的CPE显出更高的离子电导率、锂离子迁移数和更宽的电化学稳定窗口,揭示了体系的相组成和PEO/SiO2相界层是影响CPE内离子传输的两个重要因素。     

无机固体电解质用于锂及锂离子蓄电池的研究进展Ⅱ玻璃态锂无机固体电解质

玻璃态锂无机固体电解质用于锂及锂离子蓄电池具有安全、循环性能好和电化学阻抗小等突出优点.分类介绍了玻璃态锂无机固体电解质的组成与导锂机理,归纳了提高其导电性的方法,如添加锂盐、使用混合网络形成物和形成玻璃-陶瓷电解质等.展望了这类电解质材料在锂及锂离子蓄电池中的应用前景.     

无机物对锂电池聚合物电解质的影响

在倒相法制膜的基础上,添加两种不同的无机添加剂,制备出用于锂二次电池的复合型聚合物隔膜,并对其进行了形貌分析和电化学测试.通过吸液实验分析,添加SiO2、分子筛的复合隔膜有较高的孔隙率,能满足锂二次电池的要求.     

锂离子电池离子液体-聚合物电解质研究进展

离子液体具有电导率高、电化学稳定窗口宽的优点,可应用于锂离子电池电解质中.离子液体同时具有无可燃性的特点,电池的安全性也可以得到提高.综述了以聚氧乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P(VDF-HFP)]为基体的离子液体-聚合物电解质膜的制备方法和电化学性能,并对锂离子电池的离子液体-聚合物电解质的应用前景进行了展望.     

Composite Electrolytes for Lithium Rechargeable Batteries

The paper reviews and presents attributes of emerging polymer-ceramic composite electrolytes for lithium rechargeable batteries. The electrochemical data of a diverse range of composite electrolytes reveal that the incorporation of a ceramic component in a polymer matrix leads to enhanced conductivity, increased lithium transport number, and improved electrode-electrolyte interfacial stability. The conductivity enhancement depends upon the weight fraction of the ceramic phase, annealing parameters, nature of polymer-ceramic system, and temperature. The ceramic additive also increases the effective glass transition temperature and thus decouples structural and electrical relaxation modes which in turn increases the lithium transport number. The ceramic additives also provide a range of free energy of reactions with lithium. A few of the ceramic materials (MgO, CaO, Si₃N₄) have positive free energy of reaction and they should not passivate lithium electrodes.     

凝胶聚合物PVDF-HFP电解质膜的性能研究

锂离子电池由于形状多样化、灵活性及轻便等优点而用于商业化生产,满足微型电子工业的需要,而偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物PVDF-HFP由于较高的电导率,较好的机械强度和热稳定性,优良的界面特性和电化学性能而被认为是最受欢迎的一种聚合物电解质。主要综述了PVDF-HFP固体电解质的组成、制备方法和进展,讨论了PVDF-HFP电解质的改性措施:填料改性、增塑剂改性、共聚共混改性及聚合物改性。对今后的发展方向作了简单展望。     

锂离子电池聚合物复合电解质研究介绍

本文介绍了固体粒子/聚合物复合电解质的研究情况，着重研究了固体粒子的加入对电解质性能的改善作用，并探讨了复合电解质的导电机理。     

锂离子电池聚合物电解质的改性研究进展

介绍了锂离子电池聚合物电解质的研究现状,评述了聚合物电解质的特点和性能,指出了目前存在的问题和发展趋势,重点从聚合物结构的改性、微孔体系、纳米复合体系及锂盐的改性4个方面介绍了聚合物电解质的最新改性研究进展。