Li-Ni-Mn-O锂离子电池正极材料研究进展

Li-Ni-Mn-O正极材料由于具有比容量高、资源丰富、价格便宜、污染少等优点,而被视为最具发展潜力的锂离子电池的正极材料之一,近年来受到广泛关注。综述锂离子电池正极材料Li-Ni-Mn-O的研究进展,阐述其结构特征、制备方法及电化学性能。指出这些材料目前存在的主要问题并介绍解决方法,最后指出Li-Ni-Mn-O正极材料的发展前景和今后的研究方向。     

Sb掺杂SnO_2修饰双电层电容活性炭电极的研究

应用sol-gel浸渍与热处理工艺相结合,在活性炭表面包覆Sb掺杂的SnO2薄膜对电极进行修饰,构成AC-SnO2/KOH/AC-SnO2双电层电容器,测试结果表明,400 mA/g电流密度条件下,修饰后的双电层电容器在0.001～1.5 V相对较高电压区间的放电容量,比AC/KOH/AC双电层电容器在0.001～1.0 V电压区间高36%,但AC-SnO2的单电极比电容仅为AC单电极比电容的91.9%;当电流密度大于400 mA/g,两种电极的大电流性能相当。     

室温熔盐在碳纳米管电化学电容器中的应用

将碳纳米管制成薄膜电极,以二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂(LiTFSI)-1,3-氮氧杂环戊-2-酮(OZO)室温熔盐为电解液,装配成模拟电容器。测试结果表明,比电容为20.5F/g,工作电压可达2.0V以上,循环充放电500次后容量损失小于5%。室温熔盐在碳纳米管电化学电容器中表现出良好的电化学兼容性,具有良好的热稳定性,是超级电容器非常有前景的新型电解液。     

乙炔黑掺杂NiOx电极及其应用

应用新型乙炔黑对NiOx电极进行固相掺杂，可改变NiOx电极的微结构和组成，增加电极内部离子通道和电子通道数量，提高电极导电性能和活性物质的利用效率，并优化电极的电容特性；在C／NiOx非对称电容体系中，经新型乙炔黑掺杂的NiOx电极其高倍率充放电容量可为未掺杂电极的2．5倍；在实际的工作电压区间，C／NiOx非对称电容的能量密度可为C／C双电层电容的1．5倍。     

新型复合电化学电容器的研究

在单体碳/碳型双电层电容器的电极中分别添加一定量具有高容量性质的活性物质,构成正、负复合电极,活性物质经激活后即可在两极存储电能。该新型复合电容器与原碳/碳型双电层电容器相比,具有更高的稳定工作电压以及较高的单电极比容量,可有效改善双电层电容器的比能量及安全性能。根据所加活性物质比例及所选工作电压之不同,比能量可增加45%～70%。经不同电流密度恒流充放电试验,复合电容器的功率密度、充放电效率及循环寿命等性能良好,高容量活性物质的添加对双电层电容器较高的自放电现象具有一定的抑制作用。     

准纳米晶钛酸锂的制备及其电化学性能

利用偏钛酸为钛源,多孔活性炭为模板剂,采用固相合成工艺制备准纳米晶钛酸锂材料.采用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDX)表征材料结构和形貌,用循环伏安(CV)和恒流充放电测试研究材料的电化学性能.结果显示,合成的钛酸锂其主要物相为尖晶石结构的Li_4Ti_5O_(12),添加多孔活性炭作为模板剂能明显提高材料的电化学性能.材料首次可逆嵌脱锂容量可达143mAh·s~(-1),嵌脱锂效率达到95.4%,而且循环性能稳定,30周循环后容量衰减仅为4.22%.     

Li_4Ti_5O_(12)/AC非对称电化学电容器的研究

应用纳米微晶TiO2为原料,通过高温固相反应合成了具有尖晶石结构的锂钛复合氧化物Li4Ti5O12,该材料的首次嵌脱锂效率可达91.9%,10 mA/g电流密度下的可逆嵌锂容量为102 mAh/g。将其制成嵌锂电极后与活性炭电极构成新型的Li4Ti5O12/AC非对称电容体系。测试结果表明:在80 mA/g条件下,其双电极比电容为41.6 F/g,能量密度为采用相同电解液体系的AC/AC双电层电容的4.6倍,充放电效率达95.8%,且大电流性能及循环性能良好。     

石墨类负极在非对称电化学电容器中的应用

以天然石墨(G)、中间相碳微球(MCMB)、中间相碳纤维(MCF)等石墨类电极与活性炭电极构成非对称体系,电化学测试表明,电容器的充放电性能与石墨类电极的快速嵌脱锂性能直接相关,其中C/MCMB非对称电容体系表现出良好的高倍率充放电性能,电流密度从20mA/g增至200mA/g,其容量保持率在62%以上;在80mA/g时,C/MCMB非对称电容器的能量密度可为C/C双电层电容器的13.8倍。     

废旧LiCoO2材料再生LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料及性能研究

针对废旧锂离子电池数量不断增加的现状,对废旧LiCoO2电池的回收和再生流程进行探究。以废旧LiCoO2电池为原料,通过预处理,酸浸,共沉淀步骤,实现了LiNi0.8Co0.1Mn.1O2正极材料的再生。ICP-OES分析浸出液中的元素含量,SEM和XRD表征材料形貌和结构,扣式电池的电化学测试定量分析材料的电化学性能。研究表明,利用浸出液可以再生形貌和层状结构良好的正极材料,在0.2C,2.8~4.3V电压范围内进行充放电循环测试,首周放电比容量可达到210.8 mAh/g,经过50周充放电循环后的容量保持率为87%,表现出良好的循环稳定性,为废旧锂离子电池的再生提供支撑和发展方向。     

碳钌复合材料在碱性电化学电容中的应用

采取溶胶凝胶法在活性炭表面原位合成RuO2·xH2O,经150℃热处理后制成的碳钌复合材料首次应用于碱性电化学电容器中。经电化学测试表明,碳钌电极在碱液中具有良好的容量性质和高功率放电特性,当电流密度为1.0A/g,钌含量为15%(质量分数,下同)的复合材料作为碱性电容的正极,其单电极比容量可达274F/g,是空白活性炭材料的1.22倍,并可较好地抑制电容自放电;该复合材料作为碱性电容的负极,相同电流条件下虽然也具有较高的单电极比容量(278F/g),但电容的自放电现象较为严重。