锂离子蓄电池碳负极/电解液相容性研究进展Ⅰ碳电极界面化学与碳负极/电解液的相容性

综述了目前锂离子蓄电池碳负极 /电解液相容性的研究概况 ,系统地阐述了固体电解质相界面 (SEI)膜的组成、织构、稳定性与碳负极 /电解液相容性的关系 ,从电极界面状况和电解液组成两方面论述了实现锂离子蓄电池碳负极 /电解液的相容性和改善碳负极电化学性能的基本途径     

锂离子蓄电池碳负极/电解液的相容性研究进展Ⅱ电解液组成与碳负极/电解液的相容性

综述了目前电解液的组成与锂离子蓄电池碳负极 /电解液相容性的研究概况 ,从电解液各组分电化学活性、Li+溶剂化行为对电极界面SEI膜的物理化学特征和对电极电化学性能的影响入手 ,归纳和总结了电解液各组分的理化特性与电极 /电解液相容性的关系 ,从电解质种类、溶剂和添加剂三方面阐述了优化电解液各组分的理化特性 ,改善碳负极电化学性能的常用方法。     

电解液组成对锂离子电池碳负极SEI膜性能的影响

综述了液态锂离子二次电池中,电解液组成包括电解质盐、溶剂特别是电解液添加剂对碳负极SEI膜性能的影响,还叙述了改进电极/溶液界面反应的电极表面预成膜方法等。对影响SEI膜的机理作了分析。     

粘结剂对石墨负极性能的影响

研究了水溶性粘结剂F-103和油性粘结剂P(VDF-HFP)对锂离子电池石墨负极电化学性能和表面SEI膜成膜机理的影响.循环伏安的结果表明:在1 mol/L LiPF6/EC+DEC+DMC电解液中,油性粘结剂石墨负极的电化学性能较好.电化学阻抗谱的结果表明:水溶性粘结剂石墨负极和油性粘结剂石墨负极表面SEI膜的成膜电位分别为1.00～0.60 V和0.80～0.55 V.油性粘结剂石墨负极表面SEI膜的稳定性较好.     

锌离子电池的性能影响因素研究

针对目前锌离子电池循环性能不好、容量下降机理不明确等问题,以超细锌粉为负极、硫酸锌为电解液、α-MnO_2为正极,系统研究了锌负极的缓蚀工艺、电解液浓度和导电剂种类及含量对锌离子电池放电性能的影响。锌负极析氢实验表明在2 mol/L的硫酸锌电解液中,采用单一缓蚀剂时,不同缓蚀剂对超细锌粉的缓释效果CTABBTAPVP,当CTAB的加入量为60 mg/L时,其缓蚀效果最好,缓蚀效率达到51%;电解液浓度实验表明硫酸锌电解液的浓度为2mol/L时电池的性能最佳;导电剂实验表明使用乙炔黑作导电剂,正极添加质量分数为40%MnO2,负极质量分数为25%Zn时电池的放电比容量最高可达613 mAh/g。     

量子化学在锂离子电池负极SEI膜研究中的应用

锂离子电池负极固体电解质界面膜(solid electrolyte interface,SEI)是决定负极/电解液相容性的关键,因此对电池的性能起着非常关键的作用.研究者多借助于电化学及谱学方法来研究SEI的组成、结构和性质,但这些方法难于阐明SEI的形成机理.综述了量子化学计算方法在锂离子电池SEI膜形成机理研究中的应用,并对其在设计新型成膜功能分子的应用前景进行了展望.     

锂硫电池锂负极保护技术

分析了锂负极所面临的主要问题及其出现的机理,根据产生机理人们采取了几种不同的保护锂负极的技术手段,综述了近几年人们在锂负极保护方面的研究进展,包括电解液添加剂技术、表面涂层技术和集流体技术等,分析了各种技术在保护锂负极方面的作用原理,最后对锂硫电池中锂负极保护技术的发展进行了探讨和展望.     

锂离子电池的低温性能改善

研究正负极、电解液对锂离子电池低温性能的影响及作用机理.在低温-40℃下,采用小粒径LiNi0.5 Co0.2 Mn0.3 O2(D50=8μm)作为正极材料,与常规粒径LiNi0.5 Co0.2 Mn0.3 O2相比,1.00 C放电容量与额定容量之比提升了22％;采用倍率性更好的中间相碳微球(MCMB)作为负极材料,1.00 C放电容量为额定容量的72％,高于使用人造石墨的60％.在低温-40℃下,人造石墨负极的电荷转移阻抗大于MCMB;采用低温性能较好的LiBF4电解液制备的软包装电池,放电容量为额定容量的90％,但使用常规LiPF6电解液时只有70％,说明电池的低温性能得到提升.     

Si/C负极在实际应用中的失效原因分析

将一种Si/C复合负极材料应用于14500圆柱形电池体系中,对它与碳负极电池的基本性能进行了对比,并对该种Si/C负极材料在实际应用中存在的问题以及失效原因进行了分析.以Si/C为负极的电池,其200次循环后容量维持率仅为69.5%.经分析表明,造成其容量衰减的主要原因为:电极体积膨胀导致电极活性材料脱落,电接触性能变差;由材料体积膨胀导致固体电解质相界面(SEI)膜被破坏而造成的电解液不断的分解,使正、负极界面膜增厚,电阻增加;材料本身结构造成插入的Li无法全部脱出.     

碳化钼/纳米硅/碳复合微球的制备及其储锂性能

石墨负极材料是现在商业化应用最广泛的负极材料。但是商业化石墨负极比容量较低,难以满足现在所需求的高能量密度电池。因此,需要开发新一代高能量密度负极材料。以盐酸多巴胺、钼酸铵、纳米二氧化硅为原料,通过溶液自组装法制备微米球前驱体,后经碳化、镁热还原获得碳化钼复合碳包覆纳米硅(Si@α-MoC_1-x/C)微米球结构,其中α-MoC_1-x原位生成于碳壳层中,二氧化硅还原的硅颗粒稳固结合在壳层之内。纳米硅的引入大大提高了α-MoC_1-x/C复合负极的比容量,同时α-MoC_1-x碳壳层作为保护层,避免电解液与纳米硅直接接触、缓解纳米硅嵌锂后的体积膨胀。产物Si@α-MoC_1-x/C表现良好的循环性能和倍率性能,在200 mA/g电流密度下循环150圈后容量保持率为63.1%(498 mAh/g)。     

锂离子电池电极表面的研究进展

锂离子电池电极表面膜的形成、结构和组成与电池性能有很大的关系.综述了近年来电极表面化学研究的进展,阐述了电极表面膜的形成、结构和组成与电解液的关系,并对表面膜的导电机理和电解液的氧化模型进行了分析和讨论.     

影响贮氢电极性能因素的研究(Ⅰ)——电极制作条件和电解液浓度及添加物的影响

贮氢电极的制片压力增大,其快速放电能力增强,放电容量随循环次数增加衰减速度减慢;电极中TAB(聚四氟乙烯化的乙炔黑)含量增加,放电容量虽略有增大,但电荷保持能力明显下降,随着电解液浓度的增加,电极放电容量增大、充电效率提高、快速放电能力增强,自放电率降低,但6mol·L~(-1)以上电极性能变化不明显,说明电解液浓度至少要为6mol.L~(-1);在电解液中添加少量的PdCl_2,可使电极活化次数减少,放电电位显著提高,并对电极的交流阻抗图谱和循环伏安曲线有较大影响.     

蒙脱石对介孔炭复合硫正极性能的影响

为了减少电解液中的活性多硫离子扩散,抑制“飞梭效应”,在介孔炭(MC)复合硫(MC/S)正极中添加蒙脱石,并进行充放电测试、循环伏安和交流阻抗谱分析.添加蒙脱石的电极第2次循环的放电容量保持率大于未添加蒙脱石的电极,加入蒙脱石有利于活性物质在介孔炭电极表面的均匀分布,但会增加电极阻抗.蒙脱石添加量为10％的电极性能较好...     

电解液纯化对锂离子电池负极电化学性能影响

运用电化学阻抗谱(EIS)、恒流充放电和循环伏安测试,研究了1 mol/L LiPF_6/(EC+DEC+DMC)(体积比1∶1∶1)电解液中4A分子筛除水处理对石墨电极电化学性能的影响。研究表明:石墨电极在经4A分子筛处理后的电解液中能形成性能优异的固体电解质相界面(SEI)膜,降低了SEI膜的阻抗,改善了石墨电极的循环性能,得到了更优异的电化学性能。     

电沉积锌电极在大功率蓄电池中的应用研究

研究了不同电解液浓度、电沉积电流密度等条件对电沉积锌电极性能的影响,并在此基础上,选择出锌电极组装成试验电池进行充放电测试,考察了电沉积锌电极的实际工作性能。通过实验得出:采用ZnO饱和的密度为1.20 g/cm3的KOH水溶液作为电解质溶液,电沉积电流密度为100 mA/cm2时,电沉积出的锌电极可以应用于大功率锌系列蓄电池。     

基于数字图像技术的锌氧电池正极材料分布模拟

采用数字图像的处理方法模拟了锌氧电池正极内部不同成分的分布情况,直观了解其内部各材料的分布情况及连通性,也可对电极内部所发生的化学催化、导电和电解液浸入等过程进行更详细地解释,同时有利于设计不同优势的正极,并对其催化性、浸液量及导电性等性能进行验证。研究结果表明,当石墨比例增大时,电极的导电性增强,当活性炭的含量增加时,电极的吸液能力增强。当乙炔黑、石墨、二氧化锰、活性炭的质量比为1∶1∶2∶4时,二氧化锰的催化区域最适宜。     

金属锂蓄电池负极-电解液相容性研究进展

综述了目前金属锂蓄电池负极-电解液相容性的研究现状。系统地阐述了钝化膜即固体电解质相界面膜(SEI膜)对锂电极性能的影响、SEI膜的结构与组成、SEI膜的形成机制以及锂盐、溶剂种类对锂溶解-沉积过程的影响。最后详尽论述了在目前最佳电解液体系中,锂电极SEI膜的组成、充放电电流密度对其性能的影响以及容量衰减机制。     

Microporous activated carbons from used coffee grounds for application to electric double‐layer capacitors

Electrochemical double‐layer capacitors (EDLCs) are devices that store enormous amounts of charge electrostatically when a potential is applied between electrodes of very high surface area (typically made of porous carbon) and an electrolyte. Wider commercialization of this technology has been held back by the lack of ultralow‐cost electrode materials. We demonstrate that used coffee grounds can be processed to form low‐cost electrodes. The surface and electrochemical characteristics of microporous activated carbons from used coffee grounds (CGCs) were measured. First, optimal times and temperatures for carbonization and activation were identified on the basis of Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area, pore volume, and pore size distribution. Second, CGCs were used as polarized electrodes in EDLCs, whose capacitances were evaluated using cyclic voltammetry. The results show that carbonization for 1 h at 600 °C with a heating rate of 300 °C/h, followed by CO₂ activation for 2 h at 1000 °C, affords the highest BET surface area (1867 m²/g) compared to other works. The produced CGCs have many micropores of less than 2 nm across, which contribute to the formation of an electric double layer. Capacitors made using these CGCs show the highest capacitance (103 F/g) in 0.8 M (C₂H₅)₄NBF₄/PC as an organic electrolyte, which is much higher than the ∼80 F/g typically used in organic‐electrolyte‐based commercial EDLCs, suggesting that coffee grounds are a useful electrode material. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.