锂-空气电池的研究进展与展望

锂-空气电池具有能量密度高、质量轻、安全性好、环保等优点,是新一代绿色高能电池.介绍了影响其性能的关键因素及存在的问题,重点综述了空气正极结构、催化剂、锂负极和电解质等方面的最新研究进展,并展望了锂空气电池的应用前景.     

非水体系锂空气电池研究进展

近年来,锂空气电池由于其超高的理论比能量而得到了越来越多的关注。若不考虑来自于空气中的正极活性物质O2的质量,其理论比能量可以达到11 140 Wh/kg,远远高于目前常用的传统电池。介绍了非水体系锂空气电池的反应机理、多孔碳电极、氧还原反应催化剂以及电解质等四个方面的最新研究现状,并对其未来发展作了展望。     

锂空气电池空气电极研究进展

锂空气电池作为理想的高比能量化学电源,成为近年来的研究热点。综述了近年来锂-空气电池空气电极催化剂和碳载体的最新研究进展,比较了过渡金属氧化物催化剂和贵金属催化剂在空气电极上的电催化行为,总结了碳载体的孔容利用率及其比表面积和孔径大小的关系。此外,还介绍了新型碳泡沫材料的制备方法及掺氮碳载体的研究。     

锂空气电池复合电解质电化学性能研究

采用LiPF_6与EC/EMC/DMC作为锂空气电池电解质主体,并分别加入LiTFSI和LiBF_4锂盐制成复合电解质材料,组装成锂空气电池,通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6+LiBF_4与EC/EMC/DMC体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.10 mA/cm~2电流密度下电池首次放电比容量为3 163 mAh/g,能量密度7.98 m Wh/cm~2。     

锂-二氧化锰电池的研究进展

锂锰电池由于具有比能量高、比功率大、自放电率低和使用温度范围宽等特点,广泛应用于多功能水、电表、电子标签、计算器和地下管网监测等领域。阐述了锂锰电池电极材料的性能及影响因素,分析了锂锰电池的市场应用,指出了锂锰电池的优势及不足。     

锂-空气电池正极催化剂研究进展

具有超高比能量的锂-空气电池是近年来的研究热点,电解质和空气电极催化剂是锂-空气电池的重要研究内容。介绍了有机体系锂-空气电池空气电极催化剂的研究进展,分析了碳、贵金属、氧化物三类催化剂材料的特征及性能,进而提出了新型、高效、兼具催化氧还原/氧析出功能的纳米催化剂的发展方向。     

空气电极对锂空气电池放电性能的影响

研究了GNSs(石墨烯)、Super P炭黑、VGCF(气相沉积碳纤维)等三种具有不同形貌的碳基材料对锂空气电池放电容量的影响,并以Super P炭黑为碳基材料,分别考察了碳负载量和粘结剂含量对锂空气电池放电性能的影响。为了进一步研究限制锂空气电池放电性能的因素,采用水热法合成了具有高比表面积的空心刺球状α-MnO2,制备了SuperP/α-MnO2/PVDF复合空气电极,考察了锂空气电池放电过程中的速率控制步骤。     

固体电解质在锂空气电池中的应用

锂空气电池的理论比能量高达3 505 Wh/kg,是新一代高比能电池的研发热点,有望应用于清洁能源、电动汽车及其他储能系统上。当前普遍研究的以有机电解液为基础的非水系锂空气电池存在着电解液挥发、分解以及锂负极粉化腐蚀等问题,这些问题极大地限制了锂空气电池的发展。固体电解质有高电位下稳定、不挥发、致密坚固的特点,使用固体电解质有望从根本上解决上述问题,推动锂空气电池的发展。从固体电解质的选择,固体电解质复合空气正极,电池性能等方面对近年国内外的研究进行总结,并对未来的研究方向进行展望。     

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.     

锂空气电池用离子液体基复合电解液的性能

针对运行过程中有机电解液易挥发导致电池失效的现象,设计一种适用于锂空气电池的复合电解质材料。采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF_4)与碳酸酯类(EC+EMC+DMC)作为主体溶剂,亲水型LiBF_4与疏水型LiPF_6作为溶质,四氟硼酸螺环季铵盐作为添加剂制备复合电解液。组装的锂空气电池在低电流密度(0.01 mA/cm~2)下表现出较好的电化学性能,放电比容量可达2 960 mAh/g,比能量达到6 810 Wh/kg。     

锂硫电池关键材料改性的研究进展

综述了锂硫电池关键材料改性研究进展,重点对硫正极、电解质和锂负极等3个方面的改性进行了介绍,展望了锂硫电池的研究重点.     

锰系材料用于水溶液锂离子电池的研究进展

阐述了水溶液锂离子电池锰系正极材料的制备方法、电化学性能、Li+嵌脱机理等方面的研究现状及电解液对水溶液锂离子电池性能的影响。与传统锂离子电池相比,水溶液锂离子电池具有安全性好、电导率高、装配简易和成本低等优点。     

MH/Ni电池自放电性能的研究进展

综述了影响MH/Ni电池自放电特性的各种因素的研究进展,包括电池中的负极、正极、隔膜和电解液等对电池自放电的影响;同时还讨论了对这些因素的改进方法.     

锂离子电池正极材料的研究进展

介绍了中国科学院物理研究所固体离子学实验室最近对商品LiCoO2进行表面纳米包覆层处理后电化学性质得到显著改善以及LiMn2O4掺Cr后改善了高温性能的实验结果.同时评述了近年来国际上在锂离子电池正极材料研究中的最新成就,包括Mn基层状正极材料和磷酸盐正极材料.     

锂离子电池聚合物正极材料的研究进展

无机多硫化物、有机多硫化物及自由基聚合物正极材料等锂离子电池聚合物正极材料,具有能量密度高、原材料丰富、对环境友好等优点.介绍各聚合物正极材料近年来的研究进展,并提出未来发展高比能量锂离子电池正极材料应着重研制共轭型有机硫化物和新型有机自由基聚合物.     

锂离子电池电解液功能添加剂的研究进展

电解液功能添加剂的加入可以改善锂离子电池的安全性能、拓宽电池的工作温度范围、提高电池的循环性能和减少容量衰减等。综述了现阶段功能添加剂在改善SEI膜性能、提高电解液的电导率、改善电池安全性能以及控制酸和水的含量等方面的研究进展。     

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.