纳米结构尖晶石型锂离子电池电极材料的研究进展

综述了近年来纳米结构尖晶石型锂离子电池电极材料（LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4和Li4Ti5O12）的研究进展,重点对纳米结构与电化学性能之间的关联性进行了总结和探讨,并对纳米结构电极材料的发展前景进行了展望。     

锂离子电池正极材料改性研究进展

在高里程新能源动力汽车、电网储能以及5G通信的大背景下,高能量密度的锂离子电池成为了当下研究的热点。而正极材料的比容量大小将直接影响电池的能量密度,因此亟需对正极材料进行改性以改善其性能指标。综述了层状、尖晶石状、橄榄石状正极材料的结构特点及电化学性能,包括晶体结构、电子结构、循环稳定性、离子迁移速率及倍率能力等,比较了各类正极材料的优劣,并对常用的改性手段进行了相应总结。归纳了各类典型的正极材料存在的问题及其发展瓶颈,其中包括晶型变化、导电性能差、电压衰减、电解液侵蚀等,并分析了引起容量损失的因素,如高开路电压引起的电化学极化、材料组成元素的配比、电极/电解液界面的表面活性等。在此基础上,重点综述了近年来针对不同类型正极材料的改性研究进展,其中阴、阳离子掺杂,表面包覆有机物或无机物,特殊形貌设计,选择合适的电解液和黏结剂等手段能有效改善正极材料的比容量及结构稳定性。最后以现有的改性方法及电池体系为理论基础,对今后改性手段的发展趋势以及将正极材料应用于其他电池体系的可能性进行了展望。     

锂离子电池新型正极材料LiFePO4的研究进展

橄榄石结构的LiFePO_4作为锂离子电池的一种新型正极材料,具有原料来源广泛、价格低廉、对环境友好、能量密度和理论容量高、放电电压稳定、热稳定性和循环性好等优点,是下一代锂离子电池正极材料有力的竞争者.本文介绍LiFePO_4正极材料的结构与性能以及存在的问题:综述制备LiFePO_4的各种方法,即固相合成和液相合成两类,比较各种方法的优缺点;探讨近年来国内外对于改善LiFePO_4电化学性能所进行的研究工作,并对其发展前景进行了展望.     

锂离子电池正极材料LiCo1-xNixO2的制备和性能

以柠檬酸为螫合剂,采用溶胶-凝胶法,在800℃下的空气环境中合成了不同x值的锂离子电池正极材料LiCo1-xNixO2,当z＜0.5时,产物具有比较好的层状结构,并且随着z的增加,产物的充放电容量也随着升高;当x=O.5时,产物LiCo1-xNixO2的首次充放电容量分别为169和148 mA@h/g,循环10次后,放电容量仍达到129 mA@h/g.当z＞0.5时,由于发生分解反应,生成了非化学计量产物,其结构上存在缺陷,电化学性能也随着衰减.     

锂钒氧系锂离子电池正极材料的研究进展

综述了钒氧系锂离子电池正极材料的研究进展。其中主要对钒氧化物中的V2O5、含锂源的钒氧化物LiV3O8、单变价的钒系氧化物LiNiVO4及双变价的钒系氧化物FeVO4的结构、制备方法、电化学性质等研究现状进行了综合阐述;重点介绍了双变价的钒系氧化物FeVO4的充放电机制及其改性研究的现状。     

锂离子电池用石墨负极材料改性研究进展

石墨是目前商业化锂离子电池应用最广的负极材料,日益增长的市场需求对石墨负极材料的储锂性能提出了更高的要求。概述了锂离子电池的工作原理和石墨嵌锂机制,针对石墨负极材料理论比容量(372 mA.h/g)较低和电解液兼容性较差等问题,总结了近年来石墨负极材料的改性手段,主要分为表面改性和结构调控等2类,其中表面改性技术包括氧化和卤化处理,特点是通过调控界面化学性质,可增强石墨结构的稳定性,促进稳定SEI膜的形成,但对于石墨储锂容量的提升非常有限;结构调控包括剥层法和缺陷构筑法,特点是通过扩大石墨层间距、降低石墨维度及在石墨结构上构筑缺陷,从而增加锂离子的活性位点,提供更多锂离子扩散通道,缓解循环过程中的体积变化,改善石墨与电解液的相容性,显著提升石墨的储锂性能。最后对石墨负极材料的未来发展趋势进行了展望。     

锂离子电池纳米钒基正极材料的研究进展

锂离子电池因为其较高的能量密度、优良的循环性能及较强的荷电保持能力被广泛应用于便捷式电子器件中。同时作为混合动力汽车(HV)和电动汽车(EV)潜在的电源设备也被广泛地研究,但是,目前其电化学性能还不能完全满足高能量密度、大功率的要求。主要是因为商品化和即将进入开发性研究的正极材料大多是嵌锂过渡金属氧化物,这些正极材料存在致命的本征制约——较低的比容量。钒基正极材料,如V2O5、LiV3O8和Li3V2(PO4)3等,由于可以嵌入多个Li+离子,从而具有较高的理论比容量,但受材料微结构的影响,这类材料的实际比容量远低于理论值。材料微结构纳米化,可以形成独特形貌,获得高比表面积,缩短Li+离子的扩散距离,使这类材料的实际比容量接近理论值,从而有可能在能量的高效率储存中扮演十分重要的角色。本文作者重点综述钒基正极材料的主要晶体结构特点和相关纳米材料合成方法、结构表征及其对应电化学性能的研究进展。     

锂离子电池新型LiFeSO_4F正极材料的研究进展

与LiFePO_4材料相比,LiFeSO_4F正极材料理论上具有更稳定的结构、更高的电压平台和离子电导率,有望成为动力锂离子电池的热门正极材料,具有更好的应用前景。介绍了LiFeSO_4F正极材料的结构,综述了近年来LiFeSO_4F正极材料的合成及掺杂改性方面的研究进展,重点对LiFeSO_4F正极材料的制备方法和掺杂进行了总结和探讨,并对LiFeSO_4F正极材料的发展前景进行了展望。     

新型锂离子电池负极材料NiSb_2的研究

采用悬浮熔炼方法合成了新型锂离子电池负极材料NiSb2,并研究了其电化学性能。研究发现,退火与非退火NiSb2的首次可逆容量分别为494mAhg-1和430mAhg-1。经过15个循环后,非退火的NiSb2的放电容量仍保持在260mAhg-1,而退火的只剩下160mAhg-1。由于NiSb2具有优异的电化学性能,它可成为一种新型的锂离子电池负极材料。     

高性能锂离子电池负极材料

中科院化学所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室的研究人员，成功研制出一种具有优异循环性能的高容量锂离子电池负极材料。     

锂离子电池含硫无机电极材料研究进展

锂离子电池含硫无机电极材料包括二元金属硫化物、硫氧化物、Chevrel相化合物、尖晶石硫化物、聚阴离子型磷硫化物等。综述了含硫无机材料作为锂离子电池电极材料的研究现状,展望其发展趋势,并指出聚阴离子型磷硫化物等新型材料的重大研究价值。     

通信锂电池负极材料的制备与性能研究

采用机械合金化法制备了Mg2Ni负极材料,研究了机械球磨时间对Mg2Ni负极材料物相组成、粉末形貌、循环稳定性和充放电性能的影响。结果表明,随着机械球磨时间的延长,负极材料中物相组成在发生变化,当机械球磨时间≥40 h时,负极材料中主要由非晶和Mg2Ni相构成;随着机械球磨时间的延长,Mg2Ni合金粉末尺寸不断减小,且由不规则形状逐渐转变为球状;在机械球磨时间为60 h时,Mg2Ni电极的放电容量较高,且在相同的循环次数下体现出了较高的循环稳定性;虽然机械球磨时间为20 h时的放电容量较低,但是荷电保持率较高;而机械球磨时间为60 h时的放电容量和荷电保持率都处在较高的水平,为Mg2Ni负极材料适宜的机械球磨时间。     

纳米孔结构金属多孔材料研究进展

纳米孔结构金属多孔材料(以下简称金属纳米多孔材料)是近年来纳米技术及多孔材料科学领域引人注目的研究对象.本文综述了近年来金属纳米多孔材料的制备方法(粉末烧结法、脱合金法、胶晶模板法、斜入射沉积法等)、表征技术、应用现状以及最新的研究成果.指出了金属纳米多孔材料研究进程中存在的主要问题、发展前景及今后的研究方向.     

Ni—MH电池电极活性物质利用率的研究

讨论了添加剂Ｃｏ粉和ＣｏＯ粉的含量、粒度与正极活性物质利用率的关系,研究了不同含量的Ｎｉ粉及ＭＨ合金粉本身的粒度大小对负极活性物质利用率的影响。     

超级电容器金属氧化物电极材料研究进展

金属氧化物电极兼有双电层电容和10～100倍双电层电容的准电容,其比容量远远大于活性炭材料表面的双电层电容,而且使用寿命长(循环次数105～106),维护简单,是一种新型、高效、实用的能量存储装置,引起研究者的广泛兴趣.综述了超级电容器用金属氧化物电极材料(RuO2、MnO2、Co3O4和NiO)及复合型氧化物电极材料的储能原理、制备和性能的研究现状,并且展望了超级电容器金属氧化物电极材料当前热点研究领域和发展前景.     

Review on Comprehensive Recovery of Valuable Metals from Spent Electrode Materials of Nickel-Hydrogen Batteries

在废电池中含有大量有价金属,如镍、钴、稀土元素等。从废电池材料中回收有价金属不仅能保护环境,还能利用资源并能降低电池生产成本。与其他电池类似,任意丢弃废镍氢电池将导致严重污染,因而从废弃镍氢电池中回收有价金属的意义重大。本文综述了废弃镍氢电池回收问题,并详细介绍了几种回收技术。此外,展望了从镍氢电池废弃电极材料中综合回收有价金属的前景。     

动力锂离子电池正极材料的研究评述

通过衡量锂离子电池正极材料的安全性,认为LiMn2O4和LiMPO4可以作为动力电池的正极材料,综述LiMn2O4和LiMPO4正极材料的研究现状,重点对各种材料的合成、结构和性能进行总结和探讨.从目前来看,LiMn2O4仍然是主流的动力电池正极材料,但从长远来看,LiMPO4特别是Li3V2(PO4)3是动力锂电池正极材料的发展趋势.     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

本文主要介绍近年来硅及含硅材料作为锂离子电池负极材料的研究进展，包括硅单质、硅的氧化物以及硅的金属化合物和其它硅基多元化合物；分析了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的问题；阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。