离子筛MnO_2·0.4H_2O的固相法制备及特性研究

以单水氢氧化锂和四氧化三锰为原料,用固相法制备出锂离子筛锰酸锂,改变n(锂)/n(锰)之后,用同样的方法制备出另一物质Li1.33Mn1.67O4,经硝酸洗涤脱锂后制备了锂离子筛MnO2·0.4H2O。测定了酸洗时前驱体的锂洗脱率、锰溶损率,研究了锂离子筛MnO2·0.4H2O的饱和吸附量、稳定性、pH滴定曲线。结果表明,前驱体Li1.33Mn1.67O4经硝酸二次酸洗后,锂洗脱率和锰溶损率分别为62.7%和6.0%。在含0.1 mol/L氢氧化钠和10 mmol/L氯化锂的溶液中,经固相法制备的锂离子筛MnO2·0.4H2O对锂离子的饱和吸附量达到24.6 mg/g,并且具有较好的稳定性,pH滴定曲线表明锂离子筛对锂离子具有很好的选择性。     

磷酸铁的研究进展

近年来,磷酸铁锂（LiFePO4）因具有突出优势已成为锂离子电池正极材料研究热点,磷酸铁与磷酸铁锂结构非常相似而成为正极材料的一种重要前躯体。介绍了磷酸铁的结构、制备方法研究现状和最新进展。     

聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物锂电隔膜的制备及形貌研究

选择涂敷机刮膜,分别采用两种制膜技术用聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDFHFP)树脂制备了锂电隔膜,并研究了PVDF-HFP的固含量、制膜温度、制膜方法和溶剂体系对于膜形貌的影响。     

一种水性负极黏结剂的合成及性能

黏结剂对电极的性能有着重要的影响。本文设计并制备了一种新型水性聚(乙烯-乙烯醇)-磺酸锂（EVOH-SO₃Li,简称ES-Li）电极黏结剂,并对其键接结构及组成进行分析;对其溶解性、电解液稳定性、热稳定性进行测试;对所制电极柔性、微观形貌及电化学性能进行研究。经与聚(乙烯-乙烯醇)（EVOH）及商业的聚偏氟乙烯（PVDF）黏结剂进行对比。结果表明：ES-Li水性黏结剂具有不溶解于电解液,热稳定性良好等优点;ES-Li黏结剂制备负极柔性及微观形貌优良,采用ES-Li作为负极黏结剂的电池在电化学稳定窗口、界面阻抗、首次循环效率、循环及倍率等方面均表现优异,ES-Li负极的首次库仑效率为89.93%,在1C下循环100次的容量保持率为96.93%,且在2C、5C倍率下的循环性能均优于EVOH及PVDF制备的负极,具有应用潜力及商业化前景。     

废锂离子电池正极材料中锂元素选择性回收的研究进展

随着新能源汽车市场的蓬勃发展,锂离子电池作为新能源汽车的关键部件,面临着关键金属资源尤其是锂资源供给不足的风险,回收废锂离子电池中所含的二次锂资源将成为解决锂资源供需问题、推动行业可持续发展的重要途经。因此为实现废锂离子电池中锂元素的高效提取,分步或优先提取的选择性提锂工艺备受研究者们关注。本文介绍了火法、湿法、机械化学法和电化学法四种当前主流的选择性提锂工艺,在阐述其基础反应机理的基础上,总结归纳了各工艺最新的研究成果,并从提取过程中的工艺能耗、物耗、回收率、选择性、环境影响等多个角度对各工艺的优势和不足进行了深入分析。最后,对废锂离子电池中有价金属资源化回收的发展趋势及前景进行了展望,为未来研发更加清洁高效的回收工艺提供参考。     

微孔碳材料修饰的隔膜用于高性能锂硫电池

锂硫电池具有较高的能量密度,是有发展前景的能量存储体系之一。但“穿梭效应”严重制约了锂硫电池的实际应用,为解决该问题,本文通过简单的一步热解法合成了孔径均匀的微孔碳材料,探究了微孔碳材料修饰隔膜后对锂硫电池性能的影响。结果表明,制备的微孔碳材料孔径集中在0.56nm左右,修饰隔膜后不仅能够有效抑制“穿梭效应”的产生,还有利于加快锂离子的传输,确保正极一侧溶解的多硫化物的再次利用。在0.1C的电流密度下,采用微孔碳材料修饰隔膜的电池首次放电比容量为1359mAh/g,循环100次之后容量能保持在966mAh/g,而修饰之前的传统聚丙烯隔膜,循环100次之后的比容量仅为409mAh/g;在1C的电流密度下循环500圈后,采用微孔碳材料修饰隔膜的电池容量保持率为88%,表现出优异的循环稳定性。     

退役锂电池放电废水特征有机污染物解析

为研究退役锂电池盐水溶液放电产生的放电废水有机物的种类与来源,首先采用单因素优化方法对萃取剂类型、pH、萃取次数3个因素进行液-液萃取前处理优化实验,获得最佳萃取预处理条件。接着采用气相色谱与质谱联用（GC-MS）程序中分流比和升温模式对比实验,建立了放电废水有机成分定性分析方法,并对检出的有机污染物进行分类与来源判断。研究结果表明,选取乙酸乙酯为萃取剂,调节放电废水pH至9.38,以8000 r/min离心5min（4℃）,且采用间歇三次萃取时分离效果最优。对放电废水SIM定性扫描检测出10类有机污染物,其中酸酯类、酰胺类、烷烃类物质较多,且来源于反应衍生物与电解液添加剂的占比较大,分别为33.3%与20%,包括电解质增塑剂间苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,电解液溶剂效应产物1,4-环己烷二羧酸二甲酯、磷酸 三(2-氯乙基)酯,电解液添加剂硬脂酰胺、十六碳酰胺、十四酰胺、1,4-环己烷二甲醇二乙烯醚,退役锂电池塑料外壳中抗氧剂原料3,5-二叔丁基苯酚等。这些物质对水环境均具有不同程度的毒性危害,需进一步检测各有机物浓度并揭示其迁移转化规律,建立退役锂电池放电废水重点关注有机污染物清单。     

锂离子电池安全添加剂的研究进展

锂离子电池具有高能量密度和良好的循环性能,是目前最为理想的动力电源储能体系。然而,由于大容量和高功率锂离子电池技术尚未成熟,存在安全隐患,导致其商业化应用受到了很大程度的限制。锂离子电池的安全问题主要有机械力破坏、异常充电、气体积聚和热失控等,本文分析了上述危险因素产生的原因以及抑制的方法。在这些增强电池安全性的方法中,使用安全添加剂是最为经济有效的手段,但要在电解液中找到一种对电池具有高安全性能且不牺牲其他性能的实用添加剂并不容易,未来同时具备多功能的添加剂将会是对电池性能提升最有希望的研究方向。本文分析了成膜添加剂、阻燃添加剂和防过充添加剂的作用机理,并对相关领域的发展方向进行了展望。     

黏土矿物纳米材料在锂电池隔膜和固态电解质中的应用研究进展

锂离子电池已被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和电网等领域,深刻地影响着人们的日常生活。但是受限于其低的能量密度、安全性等问题,需开发稳定、高效的电化学存储材料。黏土矿物因其独特的纳米结构、丰富的活性位点、高的比表面积、丰富的储量和低成本等优点,在锂二次电池领域有着广阔的应用前景。本文首先介绍了黏土矿物纳米材料的分类、结构和化学组成等。然后,综述了黏土矿物纳米材料在锂二次电池隔膜和固态电解质隔膜方面的应用研究进展。最后,总结了黏土矿物在电化学储能领域的优势和不足,并展望了其未来发展趋势。     

耐热型聚合物锂离子电池隔膜的研究进展

综述了隔膜的性能要求以及国内外耐热型聚合物锂离子电池隔膜的发展现状,主要包括以聚醚醚酮（PEEK）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚酰亚胺（PI）等聚合物隔膜,针对各种聚合物隔膜的特点与制备方法及其性能进行了介绍,并对聚合物隔膜的发展方向进行了展望。