高容量硅基负极材料及其厚膜成型技术和性能

为了缓解硅基负极材料的体积膨胀并改善其电化学性能，以Mg、SiO和石墨为原料，成功制备出一种多相Si-MgO-G复合材料。探讨了不同高能球磨工艺对Mg和SiO反应程度的影响及厚膜成型技术的应用。结果表明，当高能球磨（1+5）h后，Mg和SiO原位反应生成Si-MgO产物，将反应产物与石墨混磨制备成多相Si-MgO-G复合材料。用XRD、SEM 和TEM等手段对制得材料的结构、形貌和成分进行分析，证实了复合材料是由Si、MgO和石墨组成，其中Si(220)//MgO(200)之间存在晶面共格关系。用CV和EIS等对捏合开炼厚膜技术制得负极极片进行电化学性能分析，结果表明，捏合开炼工艺制备的厚膜极片的厚度、载量和面积比容量分别约为薄膜极片的7.4倍、6.0倍和6.2倍。采用简单、绿色和可规模化生产的厚电极制备技术，可提高锂离子电池的面积比容量。     

聚丙烯酸修饰的Fe3O4@C核壳型微球的制备及其在锂离子电池 负极中的电化学性能

锂离子电池作为最有前途的储能技术之一，因具有循环寿命长、能量密度大、自放电率低、热稳定性能好、记忆效应不明显等优势，已成为新型能源领域的研究热点。本工作以聚丙烯酸(PAA)修饰的粒径约250 nm的Fe3O4微球为核，葡萄糖为碳源，通过水热法制备了Fe3O4@C核壳型微球，研究其作为锂离子电池负极材料的电化学特性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TGA–DTA)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等手段对其表征，并通过循环伏安特性曲线、循环性能曲线、倍率性能曲线，充放电平台曲线和阻抗及其拟合曲线等研究其电化学性能。结果表明，制备的聚丙烯酸(PAA)修饰的Fe3O4@C核壳型微球球状完整，粒径均一，平均尺寸约310 nm，碳层表面光滑，包覆均匀，平均厚度约30 nm。Fe3O4@C的核壳结构有效缓解了恒流充放电过程中的体积膨胀，避免了晶体结构的快速坍塌。PAA中大量的羧基基团对Fe3O4起到表面改性的作用，有效避免了颗粒团聚，保证了良好的分散性。碳的有效包覆可改善Fe3O4材料作为锂离子电池负极材料的离子和电子电导，增加其比容量、库伦效率和循环稳定性。Fe3O4@C核壳型微球在100 mA/g电流密度下，恒流充放电循环370圈后，仍能保持655 mAh/g放电比容量，约为首次放电的50%，具有良好的容量保持率。     

Zr与固溶处理对Mg-1.5Zn-0.5Ca-0.8Ce合金耐腐蚀性能的影响

以Mg-1.5Zn-0.5Ca-0.8Ce合金作为研究对象,分别进行合金化和固溶处理,研究Zr的添加及固溶处理对镁合金Mg-1.5Zn-0.5Ca-0.8Ce耐腐蚀性能的影响,并探究合金化和热处理对镁合金耐腐蚀性能影响机理。结果表明:Zr的加入和固溶处理均有效提高了材料的耐腐蚀性,其中Mg-1.5Zn-0.5Ca-0.8Ce-0.7Zr镁合金固溶试样具有最优异的耐腐蚀性能。研究表明合金化及热处理对镁合金的组织和耐腐蚀性均具有重要影响。     

锂离子电池硅基负极材料预锂化技术的研究进展

硅基负极材料由于具有比容量高、安全及商业发展前景好等优点而受到业界广泛关注,但锂离子电池硅基负极存在循环寿命短和首次库仑效率低等问题,采用硅基负极预锂化技术可有效改善这类问题。综述硅基负极材料预锂化技术的最新研究进展,着重阐述稳定的金属锂粉末、电化学预锂化、添加剂预锂化及机械预锂化等技术,并展望未来硅基负极预锂化的研究方向。     

原位合成Si/(SiO+Ag)复合负极材料及电化学性能

开发一种机械化学原位固相反应合成硅基复合材料,该方法通过球磨过量微米Si和Ag₂O,使其在球磨破碎过程中原位形成SiO和Ag颗粒并附着在基体Si上,简记Si/(SiO+Ag),并以沥青为碳源采用高温煅烧制备碳包覆硅基复合材料Si/(SiO+Ag)-C。这两种复合材料都展现出良好的倍率性能,在低电流密度(0.12 A/g)下分别表现出1422和1039 mA h/g的可逆比容量,而在高电流密度(2.4 A/g)下仍能获得672和393 mA h/g的可逆比容量；当电流密度再次恢复到0.12 A/g时,可逆容量可恢复到1329 和961 mA h/g。相比之下,碳包覆硅基复合材料表现出更好的循环稳定性,经80次循环后容量仍然稳定在943 mA h/g以上。这种突出的倍率性能归因于硅基颗粒细化及原位形成纳米Ag颗粒导电特性,而循环稳定性的提高与原位形成SiO和包覆碳构成的双相缓冲结构有关。     

以Si/SiO2为前驱体的锂离子电池负极材料研究进展

硅基材料因具有高的比容量,被认为是最有前途的锂离子电池负极材料之一.然而,由于自身电导率低和循环时体积膨胀大,限制了其应用.以Si/SiO2为前驱体形成多种复合结构,发挥各自固有的优点,可以有效减轻硅的体积效应和改善整体的循环稳定性.SiO2作为基质不仅可以压缩晶格间距,抑制过度的相变和体积变化,还可以缓解锂化/脱锂过程中硅体积变化的负面影响,从而保证较长的循环寿命,同时保持硅能提供高的容量.为此我们考虑到如何有效制备Si/SiO2复合材料变得很有研究意义,使它制备简单、成本低廉,在实际锂离子电池中具有良好的应用前景.     

锂离子电池硅负极表面改性的研究进展

硅由于具有高的理论比容量、低的脱嵌锂电位、储量丰富等优势已成为当前高能量密度锂离子电池重要开发的高性能负极材料，但硅负极较大的体膨胀效应和较低的电导率等问题限制硅负极在商业中进一步的应用。针对硅负极材料发展所面临的问题，本文着重从硅的表面改性包括表面包覆、表面功能化、人造固相电解质膜等技术展开综述，分析了这些改性策略及电化学性能改进机理，并对硅表面改性技术进一步发展做了简单展望，旨在开发出高能量密度动力锂电池用关键硅负极材料。     

COFs结构在锂离子电池负极材料中的应用进展

共价有机框架（COFs）材料作为一种继金属有机框架（MOFs）后的新型多孔材料，具有独特的空间结构和可以调控的化学环境，已在储能领域展现出优良的性能和巨大的应用潜力。目前，COFs材料在锂离子电池负极上的应用十分广泛。该文结合了近年来COFs材料及其相关衍生物在锂离子电池负极上的应用，先简单介绍其储锂机制及空间结构；接着，探讨了孔径、厚度、官能团及元素掺杂对COFs材料电化学性能的影响；最后，分析并展望了COFs材料在锂离子电池负极领域的相关挑战和应用前景。