热电池氧化物正极材料研究进展

传统热电池采用过渡金属硫化物作为正极材料,随着电池小型化的要求,对正极的要求越来越严,国内积极开展了氧化物正极在热电池中的应用研究。综述了国内外学者对MnO_2基氧化物、VO基氧化物、铬酸盐等氧化物正极材料的研究进展,并对各项正极材料存在的问题进行分析,提出了相关优化设计方案。     

钒复合氧化物作热电池正极材料的可行性研究

钒复合氧化物材料LVO成分为LiV2O5 4VO2。LVO主要由大量结晶度很高的10mm左右的片状和块状体组成,其中还杂有非常细小的絮状材料。LVO材料中比较适宜的导电添加剂是粒径在0.17～0.70mm之间的超细银粉和LiF·LiCl·LiBr熔融盐。与LVO材料比较匹配的是电解质LiF·LiCl·LiBr·MgO。当使用14.3%(质量百分比)超细银粉、LiF·LiCl·LiBr·MgO电解质、放电电流密度小于600mA/cm2时,纯LVO的平均输出容量超过120.0mAh/(g电压截止1.7V)。放电电流密度为400mA/cm2时,钒复合氧化物LVO的空载电压为2.43V,放电电压为2.32V,比同等条件下FeS2正极的电压高了0.4V。LVO和VOC材料中不能使用有副反应发生的胶体石墨和超细镍粉作导电添加剂。钒复合氧化物LVO与合适的导电添加剂、电解质匹配后,可以用于设计一些工作时间短、对容量输出要求不高、但高度尺寸严格受限制的热电池。     

以氯化镍作正极材料的热电池研究

以高温处理氯化镍作为热电池的正极材料制备热电池;用溶解理论解释了电池单体材料溢流现象,解决了电池的安全性问题;摸索了与之匹配的制备高比能量热电池所需电解质与负极材料,确定电解质为全锂电解质,负极为LiB合金;用浓差极化解释了氯化镍电池的电压起伏成因。所制备的氯化镍电池的单体电压比以二硫化钴为正极的电池单体电压高25%。与全锂电解质和LiB合金匹配制备的样品电池,比能量达到84Wh/kg。     

高温处理对热电池正极材料氯化镍性能的影响

研究了高温处理工艺对热电池正极材料氯化镍性能的影响;用扫描电子显微镜法(SEM)和X射线衍射光谱法(XRD)分析了处理前后材料结晶状态的差异。分析了处理前后材料的理化性能,结果表明,处理后晶体重新晶格排序,材料各项指标均有所改善。以高温处理粉作正极制备的热电池比以真空烘干粉作正极制备的热电池在放电平台电压、工作时间和电池内阻等方面性能更好。     

热电池正极材料研究新进展

论述了热电池正极材料的研究进展,并分别对FeS2、CoS2、NiCl2正极材料进行性能比较,分析了这三种电极的优缺点。指出NiCl2正极材料相对于FeS2、CoS2正极材料具有较高的正电位,较低的电阻抗,较高的比能量等优势,已成为当今热电池正极材料的研究热点,应予以重点关注。     

热电池正极材料钒氧碳的性能研究

对热电池正极材料钒氧碳(VOC)的合成方法及性能特点作了评述。实验在不同工艺条件下的热反应制得不同成分的VOC材料,运用X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电镜技术对所得产物进行了物相分析及形貌分析,并对其作为热电池正极材料的放电性能作了检测研究。实验结果表明:反应物配比、煅烧时间和温度对生成的VOC物相及性能都有重要的影响。粉末颗粒径向粒径小,比表面积较大的层片状及细棒状材料满足Li+快速扩散,使电池能够在较大电流密度下以较高的电压放电。对VOC材料进行放电性能测试发现,VOC能够提供较高的电压和平稳的放电平台,同时该化合物的重现性较好,容易加工成型,是一种较为理想的正极材料。     

正极添加剂对NiCl2体系热电池性能的影响

研究了NiCl2粉体中不同的添加剂对该体系热电池性能的影响.通过扫描电子显微镜法(SEM)对NiCl2正极形貌进行观察,其主要由粒径为10μm左右的粉体组成.研究结果表明,在NiCl2粉体中添加质量分数20%的羰基Ni粉和质量分数为10%的LiF-LiCl-LiBr三元熔盐可以有效改善该正极材料的导电性能.与LiSi/FeS2体系电池的性能对比结果表明,NiCl2体系是高比容量、高比功率热电池的首选正极材料.其成功应用可开创高电压热电池正极材料的新时代.     

钠离子电池正极材料的研究进展

介绍了钠离子电池正极材料的几种主要类型,如过渡金属氧化物、聚阴离子化合物的研究进展.以各种正极材料的结构与电化学性能之间的关联为线索,综述了钠离子电池正极材料方面的研究进展.     

二硫化钴作高功率热电池正极材料的研究

目前使用的基于Li(M)/FeS2电化学体系的热电池由于电压平稳、容量较高等优点一直沿用至今,但由于FeS2本身的一些缺点如电导率低、热稳定性差等限制了其进一步应用,尤其是在高过载、开路搁置等条件下。各国围绕这个问题进行了许多实验,发现CoS2是比较理想的正极材料。由于CoS2本身电导率高、化学稳定性好、分解温度高等优点成为有希望代替FeS2的新型正极材料。采用CoS2材料制作的热电池内阻较FeS2降低40%左右,大电流放电,开路搁置等性能明显优于FeS2体系,容量与FeS2基本相当。     

高镍三元正极材料锂离子电池的热失控分析

研究使用3种高镍三元正极材料[Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2(NCM811)、Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2(NCM523)和 Li(Ni0.8Co0.15Al0.5)O2(NCA)]的锂离子电池在100％荷电状态(SOC)状态下的热失控特征参数.进行3组重复性实验,对比自产热起始温度θ1、热失...     

热电池阴极材料的研究现状

日益发展的现代化武器对热电池的性能提出了更高的要求,热电池性能的提高很大程度上取决于阴极材料的发展.本文重点综述了几种主要的热电池阴极材料的研究现状,并展望了其未来的发展趋势.     

锂离子电池复合正极材料的研究进展

综述了锂离子电池复合正极材料的研究现状,介绍了复合正极材料的结构和电化学性能特点,就正极复合材料的分类和复合方法进行了详细探讨.与单一的锂离子电池正极材料相比,复合正极材料的结构稳定性得到提高,具有更好的循环性能.     

锂空气电池正极材料的研究进展

综述了目前国内外锂空气电池研究领域的进展,尤其是正极材料的研究进展;分析了目前研究的局限和问题的集中所在,如过电位、循环稳定性和安全性等;展望了锂空气电池的发展方向及应用趋势.     

锂离子电池正极材料研究进展

锂离子电池以高能量密度、高比容量、无记忆效应及对环境友好等优点被认为是理想的能量储存和转换方式。锂离子电池性能的持续提升主要取决于正极材料的研究进展,综述了几种主要正极材料的研究进展,指出复合材料是未来锂离子电池正极材料的重要发展方向。     

锂离子电池正极材料表面包覆的进展

综述了常见的金属氧化物、磷酸盐、碳和聚合物表面包覆改性锂离子电池正极材料LiCoO2、LiMn2O4和LiFePO4等的研究现状。在已研究过的表面包覆物中,导电聚合物因不但具有嵌锂功能,还能增强材料表面的导电性而备受关注。