纳米SiO_2复合聚电解质的制备及电化学性能

以聚环氧乙烷/高氯酸锂络合物(PEO/LiClO4)为基体,前驱体正硅酸乙酯(TEOS)在基体中水解缩合原位生成纳米SiO2,制备了PEO/LiClO4/SiO2复合聚电解质膜,采用AFM、DSC和交流阻抗等方法研究了聚电解质膜的表面形貌、热性能和离子电导率。结果表明,原位生成的纳米SiO2粒子,均匀分散于PEO基体中。复合纳米SiO2后聚电解质膜的玻璃化转变温度和结晶度均降低。聚电解质膜的离子导电行为满足Arrhenius方程,并在10%SiO2含量时体系的电导率出现最大值2.6×10-5S/cm(30℃)。以此膜为电解质组装的全固态聚合物锂电池放电电压平稳,初始放电比容量为115mAh·g-1,40次循环后放电容量保持在92mAh·g-1。     

POSS-聚合物在锂离子电池中应用的研究进展

低聚笼形倍半硅氧烷(POSS)-聚合物结合了POSS和聚合物各自的结构和性能的优势,显示出独特的电化学性能和力学性能,在锂离子电池领域得到越来越多研究者的关注。聚合物电解质的高离子电导率、适宜的力学性能及稳定的电化学性能对提高电池的性能有很重要的影响。POSS 的优势在于通过较少的添加量,提高聚合物电解质的热稳定性和力学性能,进一步提高聚合物电解质的室温离子电导率,获得更好的电池充放电性能。分析POSS-聚合物结构和电池性能之间的关系,综述具有代表性的 POSS-聚合物在锂离子电池电解质中应用的研究进展,并对该种聚合物在锂电池中的应用前景进行展望。     

水系电解质锂离子电池研究

水系电解质锂离子电池很有希望成为一种走向实用化的新型绿色电源,因为它比非水电解质锂离子电池和传统水系电解质二次电池具有突出的优点,如安全性好、制作成本低、无环境污染、生产环境良好、功率高等。本文归纳了近年来国内外在该领域研究的几种电极体系。并且对各种相关电极材料的研究进展进行了综述,介绍了水系锂离子电池性能衰减机理的研究现状,并对目前其存在的主要问题及发展前景进行了展望。     

锂离子电池的研究与发展

介绍了锂离子电池在性能上的优点和发展趋势及几种正极材料的性能、研究现状和发展方向 ,还介绍了负极材料和电解质材料的研究进展。     

商品化石墨作为聚合物锂离子电池负极材料的性能表征

采用商品化中间相碳微球(MCMB)及人造石墨与中间相碳微球的混合体作为聚合物锂离子电池的负极材料,通过SEM、XRD对比研究了两种负极材料电化学循环前后的微观形貌和相结构,测试了两种聚合物锂离子电池的倍率放电性能和循环寿命,并通过交流阻抗谱分析了两种负极材料的电化学性能差异.结果表明:掺入人造石墨后,中间相碳微球的平均粒径和比表面积增大,电化学循环200次后的晶面间距减小、石墨化度增大,倍率放电性能降低,电荷转移电阻及锂离子扩散阻抗均增大,循环性能得到较大提高.     

PEO-LiClO4-SiO2复合型聚合物电解质

用KH560硅烷偶联剂对纳米级SiO2粒子的表面进行了改性.并用改性后的SiO2添加到PEO和LiClO4中制备了复合型聚合物电解质.研究了该复合型聚合物电解质的热、电以及机械性能.与未改性的SiO2相比,硅烷改性的SiO2能有效提高(PEO)16LiClO4的离子电导率,同时机械性能也有明显的提高.     

锂离子电池回收与再生产

目前使用的锂离子电池有一次性使用的扣式锂离子电池和重复性使用的手机用充电锂离子电池两种。这两种离子电池的电解质都含有氯化物(氯化锂、氯化镉、氯化汞)，氯、镉、汞等三种物质，对人既有利、也有害。     

从废旧锂离子电池中回收制备LiCoO2的结构与性能研究

以从废旧锂离子电池中回收的钴锂为原料,Na2CO3为沉淀剂,聚乙二醇为分散剂,用共沉淀法制备了LiCoO2粉体.用DSC-TG对前躯体进行了差热分析.结果表明在煅烧过程中有3次明显的失重,650℃以后失重曲线趋于平直.用XRD对LiCoO2进行了晶相分析,在750℃制备的LiCoO2晶格常数为a=2.810 13×10-10m,c=14.034 6×10-10m,c/a=4.994 29,接近于标准LiCoO2的晶格常数.用BET分析了LiCoO2的粉体比表面积,其值为18.55 m2/g,并通过SEM观察到平均颗粒半径为70 nm左右,属于纳米级粉体.首次充电容量达146 mA/hg,放电容量达142 mAh/g,10次循环后仍保持96%的放电比容量.     

锂离子电池的现状与发展

<正> 锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。它是把锂离子嵌入到碳中形成负极,取代传统锂池的金属锂或锂合金负极。负极材料主要是石油焦碳和石墨。正极材料是Lix-CoO2.LixNiO2和Li1+xMn2O4。电解质为L1AsF6+PC（丙烯碳酸）,LiAsF6+PC+EC（乙烯碳酸）及L1PF6+EC+DMC（二甲基碳酸）。该种电池也分为非再充和再充电池。非再充电池属于超薄型电池。它呈汽状,厚约0.2mm,故系世界上最薄的电池。电     

锂离子电池采用纳米合金可提高电池性能

新加坡制造技术研究所和南洋工业大学的科研人员新近开发成功利用电化学技术直接沉积在铜箔上的纳米结构锌-锑（Zn—Sb）合金薄片，用于锂离子电池上可提高电池的充放电容量和使用安全性。通常锌一锑合金用于锂离子电池阳极可制成轻而薄的电池，可提高放电电压，减少锂金属沉积。然而锑基合金经过重复与锂离子作用后会发生破坏性的体积变化而导致电池损坏。采用纳米结构的锌一锑合金的锂离子电池，具有比传统电池高1／3的稳定的放电容量，并且经得住长期的充放电循环。     

PVdF-HFP-Based Gel Polymer Electrolyte with Semi-Interpenetrating Networks For Dendrite-Free Lithium Metal Battery

The safety issues and lower energy density of the lithium metal batteries are the two main challenges that hinder their applications in the fields of electric vehicles and portable devices.In this work,the semi-interpenetrated polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP)-based gel polymer electrolyte was synthesized through UV-curing method by employing the ethoxylated trimethylolpropane triacrylate (ETPTA) monomer.The semi-interpenetrating networks formed by polymerization of ETPTA and the high liquid absorption rate of the PVdF-HFP impart the as-prepared electrolyte with a high room temperature ionic conductivity of 3.17 × 10-3 s cm-1 and a high mechanical strength of 3.46 MPa.LiFePO4 was selected as cathode materials,and the active material loading of the cathode is about 4.2 mg cm-2.The electrolyte shows superior long-term cycling properties (127 mAh g-1 after 200 cycles at 0.5 C),excellent rate performance (113 mAh g-1 at 1 C,80 mAh g-1 at 2 C,and the discharge capacity of 135 mAh g-1 can be restored when the rate goes back to 0.1 C) as well as good ability to inhibit the growth of lithium dendrite (about 150 h).The facile synthesis strategy and great electrochemical performance of the electrolyte make it a potential candidate for lithium metal batteries.     

共沉淀法制备正极材料LiFePO4的研究

以氢氧化锂、硫酸亚铁铵和磷酸氢二铵为原料，研究了液相共沉淀法制备LiFePO4正极材料和掺杂Co^2＋的LiFePO4改性正极材料，并对其进行XRD、SEM分析和电化学性能测试。结果表明掺杂Co^2＋对正极材料的初始充电比容量为156．7mAh·g^-1，且循环60次后，容量仍有138．7mAh·g^-1，容量衰减率仅为11．4％。     

50 Ah Բ��������ӵ���о�

 锂离子蓄电池是20世纪90年代初发展起来的先进蓄电池,它具有比能量大、电压高、寿命长、无污染及无记忆效应等特点。几年来,从电极活性物质、电极制作工艺、电液、隔膜、卷绕工艺、焊接工艺及安全性等方面对50 Ah圆柱形锂离子蓄电池进行大量的研究。现电池额定容量为50Ah,比能量达147Wh/kg以上,放电特性、短路、过充和针刺以及荷电保持能力、循环寿命及贮存性能有明显的改善。这种大容量锂离子蓄电池目前主要作为水下兵器用电源,将来也可以用在电动汽车和航天等领域,是一种很有发展前景的先进电源。     

High Reversible Capacity Si/C Composite Anodes for Lithium-Ion Rechargeable Batteries

通过镁和氧化亚硅之间的氧化还原反应制备细硅,并采用湿法混料及高温热解法合成了锂离子电池用硅/石墨/裂解碳复合负极材料。利用XRD、SEM、电化学测试考察了复合材料的结构与电化学性能,并结合循环伏安和电化学阻抗技术研究了复合材料的电化学可逆性和动力学性能。结果表明:制备的复合材料首次可逆容量为880 mAh/g,循环40次后为780 mAh/g,容量保持率可达88.6%,该方法显著改善了硅基材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。性能的提高主要归因于纳米结构的硅均匀分散在碳基体中,很好地抑制了充放电过程中的体积效应,同时石墨和裂解碳也充分保证了复合材料良好的导电性。     

Preparation and characteristics of Li2FeSiO4/C composite for cathode of lithium ion batteries

A Li2FeSiO4/C composite cathode for lithium ion batteries was synthesized at 650 ℃ by solid-state reaction. The effects of carbon sources and carbon content on the properties of the Li2FeSiO4/C composites were investigated. The crystalline structure, morphology, carbon content and charge/discharge performance of Li2FeSiO4/C composites were determined by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), carbon/sulfur analyzer and electrochemical measurements. As carbon content increases in the range of 5%-20%, the amount of Fe3O4 impurity phase decreases. The SEM micrographs show that the addition of the carbon is favorable for reducing the Li2FeSiO4 grain size. Using sucrose as carbon source, the Li2FeSiO4/C composite with 14.5% carbon synthesized at 650 ℃ shows good electrochemical performance with an initial discharge capacity of 144.8 mA-h/g and a capacity retention ratio of 94.27% after 13 cycles.     

Sn-Ni-Al合金作为锂离子电池负极材料的研究

采用磁控溅射方法,在不同功率下合成Sn-Ni-Al三元合金负极材料,通过SEM对表面形貌进行表征,并装成CR2016型扣式电池进行充放电及循环伏安测试。结果表明,颗粒溅射时以线性生长;溅射功率为175W的样品具有最优的电化学性能;样品均具有较大的首次不可逆容量损失,但随后表现出较好的循环稳定性;样品出现了分离的活性相,对充放电比容量提供最主要的贡献;样品中高比例的Ni原子对循环稳定性很有帮助,但以牺牲首次可逆容量损失为代价。     

PEO对固态锂电池正极/电解质界面的改性

在固态锂电池正极/氧化物电解质界面处引入聚氧化乙烯(PEO)缓冲层以改善固体接触。首先,用热压烧结法制备了密度为5.25 g·cm-3、锂离子电导率为8.33×10-4S·cm-4的Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)固体电解质。其次,配制了PEO-LiTFSI-LLZTO缓冲层和LiFePO4复合正极浆料,用匀胶机旋涂法将PEO缓冲层和复合正极浆料依次涂覆在电解质表面,加热加压后显著改善界面接触,测得60℃下正极界面电阻值为509Ω·cm2。测试对称电池充/放电曲线证明界面稳定性良好,电池首次循环放电容量145.8 mAh·g-1,库伦效率大于97%。     

微乳液合成法制备锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C

利用微乳液法在温和条件下合成Li_2FeSiO_4/C的前驱体,煅烧后得到蠕虫形纳米Li_2FeSiO_4/C正极材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行表征。通过恒流充放电对材料的电化学性能进行测试。结果表明,采用此法合成的前驱体在700℃煅烧9 h得到的蠕虫形Li_2FeSiO_4/C在室温、1.5~4.8 V的电压范围内,于C/16、C/8和1C倍率下的首次放电容量分别为140.1,139和94.0 mAh/g,循环20次后的容量保有率分别为96.4%,81.2%和73.5%。该样品具有良好的循环稳定性与倍率性能。