溶剂热法制备锂离子电池SnS_2负极材料

采用结晶四氯化锡和硫代乙酰胺为原料,乙醇为溶剂,在不同反应物浓度下制备了SnS2粉体.用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),循环伏安(CV)和恒电流充放电对其进行研究.结果表明,当反应物浓度降为初始反应浓度的1/3时,制备出的样品为纳米片状六方相晶体结构,在0.01～1.2V间,以0.5C(C=646mA·g-1)的电流对其进行充放电,30次循环后容量仍保持在301mAhg1以上.具有良好的循环稳定性,说明纳米SnS2是一种有希望的锂离子电池负极材料.     

锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4的合成及性能

采用固相反应法合成了锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4（Re=Er,Y,Gd,Nd,La）,采用X射线衍射、恒电流充放试验对掺杂试样的微观结构和电化学性能进行测试。试验结果表明：掺杂稀土金属离子对LiFePO4的晶体结构没有影响,与LiFePO4相比,掺杂Er^3＋,Y^3＋,Gd^3＋的试样具有优良的循环性能和倍率性能,而掺杂Nd^3＋,La^3＋的试样的循环性能和倍率性能较差。掺杂试样中,Li0.97Re0.01FePO4的电化学性能最佳,在C/10和1C（1C=120mA·g^-1）倍率下放电容量均最大。     

硫化钴锂离子电极材料的制备和应用研究

锂离子电池（LIBs）因具有能量密度高、循环寿命长以及使用方便等优点，已经广泛应用于便携式电子设备。然而，商业化锂离子电池负极石墨的理论比容量低、安全性差，不能满足市场新的需求。硫化钴负极材料因其高的比容量和良好的热稳定性引起了研究者广泛的关注。概述了锂离子电极材料硫化钴化合物（CoS、CoS2、 Co3S4、Co1-xS、Co9S8等）存在的缺陷及改性研究进展，对硫化钴负极材料的未来研究方向也进行了展望。     

锂离子电池SnS_2负极材料的研究

以SnCl4和硫代乙酰胺为原料,采用水热法制备了纳米SnS2,并对其结构和电化学性能进行了研究.研究表明:电流密度对SnS2电极的电化学性能有很大的影响.0.1 c放电,首次充电容量可以达到448.7 mAh/g,但20次循环后容量衰减很大;而O.5 C放电,首次充电容量虽然不高,但是30次循环后容量可以保持在一个较高的水平.     

锂离子电池负极材料的研究现状及研究方向

在简要介绍锂离子电池的工作原理的基础上,对锂离子电池负极材料的研究现状进行分析,比较各种负极材料的优缺点,并对未来的研究方向进行展望,指出对各类锂离子电池负极材料,应该结合其优缺点,有针对性和侧重点地单独研发,如开发高容量型合金负极、高功率/高安全型钛酸锂负极以及低成本型金属氧化物负极材料。     

锂离子电池正极材料LiNixFe1-xPO4的制备及其性能

为提高锂离子电池正极材料LiFePO4的充放电性能，用Ni对LiFePO4进行掺杂，研究了Ni掺杂量对LiFePO4性能的影响，在LiNixFe1-xPO4（x=0，0．01，0．03，0．05，0．10）材料中，LiNi0.03Fe0.97PO4具有比LiFePO4更好的电化学性能，用80mA／g的电流进行充放电时，第2次放电比容量为133．278mAh／g，循环20次后为127．655mAh／g．     

PVDF-Based Micro Inorganic Fillers-Containing Polymer Electrolyte Membranes

Polymerelectrolytemembranesarepaidatten tionstobecauseoftheirimportancetothedevelop mentoflithiumionbatteriesinrecentyears.There aretwomethodsforpreparingporouspolymermem branes:oneisthe“Bellcore”technique[1];theother isthephase inversionprocess,whichhasbeenfo cusedonforitsfacility,convenienceandlesspollu tion[2].However,themembranespreparedbythese twomethodsshowpoormechanicalpropertiesbecause ofhighporositiesandmoreelectrolyteuptakes.Introductionsofnanoscaleinorganicfillerssuchassil ica(Si…     

锂离子电池用磷腈类聚合物电解质的制备与性能

采用六氯环三磷腈高温开环聚合方法制备了聚二氯磷腈,然后采用醇钠法,取代聚二氯磷腈的氯,制备了聚二（二乙二醇单甲醚）磷腈（MEEP）,探索出了较佳的合成工艺,采用FT-IR、31P-NMR、13C-NMR、质谱对其进行了结构表征和分析。结果表明,所制备的磷腈聚合物确实为MEEP。采用自制的MEEP,与三氟甲基磺酸锂（LiCF3SO3）盐进行复配,制备了锂离子电池用聚合物固体电解质,对其热稳定性、导电性进行了测试,其开始分解温度在200℃以上,室温电导率达到了1.187×10-4S/cm（25℃）,具有较佳的导电性和热稳定性,可用于锂离子电池的电解质。     

锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究进展

从制备性能、改性和安全性能3个方面,论述了锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究现状,指出了其产业化所面临的问题,并给出了相应的对策.     

锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2的合成

以Ni(OH)2、LiOH.H2O和MnO2为原料,采用机械活化-高温固相反应法在空气中合成了具有α-NaFeO2型层状有序结构的LiNi0.5Mn0.5O2,研究了合成产物的成分、物相、结构和形貌,以及物料在球磨和煅烧过程中的物理化学变化。采取高能球磨对原料进行机械活化,可提高物料的混合程度和反应活性,促进产物生成。合成的最佳工艺条件:高能球磨8 h,950℃下煅烧20 h,锂过量10%(摩尔比)。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及其改性

采用共沉淀法合成了锂离子正极材料LiFePO4,考察了不同合成条件对材料结构及性能的影响.研究结果表明:通过碳包覆改性后,LiFePO4的容量可明显提高,SiO2的掺杂对LiFePO4的结构没有影响.同时讨论了上述两种改性方法对材料性能的影响机制.     

锂离子电池硬碳负极材料的现状及展望

硬碳具有高容量,优异的倍率特性和良好的低温性能,成为电动车电池最具潜力的负极材料.综述了硬碳材料的研究和应用进展,指出任意堆积的石墨烯层结构决定了硬碳材料的性能;原材料和制备工艺会影响硬碳材料的规模化生产质量和应用.随着电动汽车产业的兴起和硬碳材料应用的增长,其相关应用研究将成为热点.     

锂离子电池正极材料层状镍钴锰复合材料LiNi_xCo_yMn_zO_2的研究

层状镍钴锰复合材料LiNixCoyMnzO2具有比商业化锂离子电池正极材料——Li-CoO2低廉的成本、更低的毒性、更好的热稳定性,近年来受到广大科研工作者的关注.本文重点介绍了近年来层状镍钴锰复合正极材料合成方法及掺杂、包覆改性方面的研究成果,并简要概括了目前存在的问题及材料未来的研究趋势.     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_(5-x)Co_xO_(12)的结构与电化学性能

主要采用溶胶凝胶法合成Li4Ti5-xCoxO12负极材料,通过XRD、SEM和电化学测试手段,系统的研究了尖晶石型Li4Ti5-xCoxO12的结构和电化学性能.结果表明:0.06≤x≤0.24的样品均为纯相尖晶石型结构,掺杂Co3+对晶粒的生长有抑制作用,但团聚现象明显;引入Co元素降低了样品的首次放电比容量,但是没有影响样品的循环稳定性.     

锂低硅铝比沸石交换母液中锂离子的回收Ⅰ——萃取工艺研究

以磷酸三丁酯(TBP)和200^#溶剂油的混合溶液为萃取剂,在协萃剂FeCl₃的作用下,对Li-LSX分子筛交换后母液中的Li⁺(0.04 mol/L)进行了回收考察,系统研究了萃取时间、油水相比、酸度、温度、萃取剂浓度以及铁锂比和MgCl₂浓度等因素对萃取过程的影响规律.结果表明,TBP对Li⁺有很好的萃取效果,萃取率可达到85%以上.最佳萃取条件为:c(Fe³⁺)/c(Li⁺)为4,c(MgCl₂)为3~4 mol/L,TBP体积分数为40%~60%,温度为室温,萃取时间为10~15 min、pH值为2~3、油水相比为1∶1.     

Delamination of Birnessite MnO2 into Nanosheets as Anode Materials for Lithium Ion Batteries

水钠锰矿二氧化锰的剥离及所得纳米片的电化学性能

夏傲¹,宜珏¹,于婉茹¹,杨欣²,赵晨鹏¹

（1. 陕西科技大学材料科学与工程学院 陕西省无机材料绿色制备与功能化实验室,西安 710021;2. 陕西彩虹新材料有限公司,陕西 咸阳 712000）

摘要：本研究采用循环冷冻-溶融法成功剥离了水钠锰矿型二氧化锰从而获得MnO2纳米片。将氢型MnO2加入含有四甲基氢氧化铵水溶液的聚丙烯管中,待聚丙烯管密封后立即移入液氮中冷冻30 s,管中液体冻结后随即将该管移至70 ºC的恒温水浴中,30 min解冻后将聚丙烯管再次移入液氮中进行冷冻,如此反复循环70次。通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对产物的物相和微观形貌进行了表征。XRD结果表明,氢型MnO2的层状结构已剥离,TEM结果表明产物形貌呈纳米片状。所制备的MnO2纳米片在电流密度1000 mA/g 下循环100次后比容量仍高达1040.6 mAh/g。

关键词：水钠锰矿型二氧化锰;纳米片;锂离子电池;比容量;液氮

     

锂离子电池硅基负极材料表面和界面调控的研究进展

在锂离子电池众多负极材料中，硅具有超高的理论比容量（4 200 mA·h/g）和较低的嵌锂电位（约为0.4 V vs Li/Li+），是制备高能量、高功率锂离子电池理想的负极材料。然而，在嵌/脱锂过程中，硅负极巨大的体积变化造成电极材料严重的结构破坏和快速的容量衰减。梳理了硅作为锂离子电池负极材料的储锂机制、结构演变、界面反应和动力学行为等方面的研究，总结了表面和界面改性在锂离子电池硅基负极材料中应用的最新进展，阐述内容主要包括硅电极的表面修饰、电解液的优化和黏结剂的开发等，并对硅负极材料表面和界面改性进行了展望。     

Review:Application of the CALPHAD Approach and First-Principles Calculations to Electrode Materials in Li Ion Batteries

综述：运用CALPHAD方法和第一原理计算研究锂离子电池电极材料

王建川¹, 常可可², 杜勇¹, 张帆¹, 刘树红¹, 李一为¹

(1.中南大学 粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;

2.亚琛工业大学 材料化学系,亚琛,德国)

创新点说明：

随着材料科学基础理论和计算技术的飞速发展,集成计算材料工程成为开发新材料所需的重要手段。本文结合作者已有的工作及同行研究,综述了计算模拟方法在锂离子电池电极材料中的应用。以正极材料Li–O, Li–Co–O和 Li–Ni–O,以及负极材料Li–Sb和Li–Sn为示范,回顾了宏观的相图计算方法和微观的基于密度泛函理论的第一原理计算方法在锂离子电池体系相关材料中的运用。

研究目的：

回顾计算相图法与第一原理计算方法相结合在锂离子电池电极材料中的运用。

研究方法：

计算相图法CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams);第一原理计算。

结果：

计算相图法与第一原理计算相结合可以准确地预测Li-Co-Ni-O和Li-Sn-Sb体系的热力学性质、相平衡关系和电池的开路电压等;这些精确的二元系和三元系的热力学数据可为构造多元锂离子电池电极材料的热力学数据提供必要的数据支持。

结论：

计算相图法与第一原理计算结合,是设计锂离子电池电极材料的一个重要方法;相图计算不仅能计算相平衡关系,还能预测锂电池的开路电压。

关键词：锂离子电池;计算相图法;电池电压;电极材料

     

空气中合成LiNi1-xAlxO2的条件及其对结构的影响

以Ni(OH)2,Al(OH)3和LiOH·H2O为原料,采用高温固相反应法在空气中合成了锂离子电池正极材料LiNi1-xAlxO2(x=0.025～0.30),用XRD研究了合成材料的物相和结构.研究了合成温度、合成时间、补锂量以及掺铝量对合成产物结构的影响.实验表明,掺铝有利于形成和稳定α-NaFeO2型层状有序结构.随着掺铝量的增加,晶胞参数a0逐渐减小,而c0则逐渐增大.在空气中合成LiNi1-xAlxO2的最佳温度为750 ℃,合成时间以18～24 h为宜,补锂量为10%(摩尔分数)效果较好.