硫正极中硝酸盐和黏结剂的种类对锂硫电池性能的影响

系统研究了正极中使用不同种类的硝酸盐和黏结剂对锂硫电池电化学性能的影响.通过对比锂硫电池的循环性能和库伦效率,发现以硝酸镁为正极添加剂的锂硫电池的库伦效率最高,且其最适合的质量分数为10％.在研究硫正极中硝酸盐和黏结剂的协同效应对锂硫电池电性能的影响时,发现使用β-环糊精聚合物(β-CDp)黏结剂的锂硫电池电化学性能最好.在此基础上,使用含硝酸锂的电解液可进一步提高了锂硫电池库伦效率(>98％),说明硫正极中的硝酸镁和黏结剂以及电解液中的硝酸锂之间有协同作用,可共同抑制穿梭效应,有助于进一步提高锂硫电池的放电比容量和库伦效率.     

用于锂硫电池正极的生物质碳材料制备与应用

当前市场对于新一代高能量密度的电池需求日益迫切,锂硫电池作为最有前景的二次电池之一,其正极材料的研究广受关注。而生物质为前驱体的碳材料因其来源广泛易制备、环境友好性能高而不断被应用到锂硫电池正极材料的研究中。介绍了正极材料的研究现状,制备生物质基碳材料的主要方法,不同制备因素对于生物质碳材料的影响以及在锂硫电池中性能的影响;介绍了生物质碳材料结合目前正极材料的改进措施的实例;最后对生物质碳材料在锂硫电池正极未来的发展方向提出了思考。     

锂硫电池负极保护策略研究进展

锂硫电池因具有能量密度高、成本低等优势,成为未来电动汽车和新型储能设备的潜在选择.负极保护成为近期研究热点,通过负极优化可有效缓解锂枝晶带来的电池循环寿命降低问题.从电解液添加剂和负极结构设计两方面介绍了锂硫电池负极保护的策略,并对其作用机理进行简述.最后,对锂硫电池负极保护的策略发展进行展望.     

电解液对锂硫电池性能的影响

锂硫电池充放电时产生的多硫化锂易溶于电解液,导致活性物质减少,电池的循环性能变差,容量衰减.本文通过使用不同成分的电解液,探索其对锂硫电池充放电性能的影响.并采用XRD对正极材料进行表征,在真空手套箱里面组装成电池,利用高精度电池性能分析测试仪对使用不同电解液组装的电池进行首次放电和循环性能分析.结果表明,C/S复合材料呈现出非晶态的结构.采用1mol/L的LiPF6的DME/DOL(体积1∶1)电解液组装的电池首次放电比容量达到了1 200 mAh/g,其充放电效率稳定在70％左右.     

锂离子电池电解液添加剂联用技术

阐述在锂离子电池电解液中将氟代碳酸乙烯酯（FEC）和四氟硼酸锂（LiBF4）两种添加剂联合使用,通过电解液的物理指标测试、电池在高温条件下的充放电及循环性能的测试,重点研究了组合添加剂与锂离子电池性能的关系,以及对SEI膜形成与稳定的影响.结果表明,使用复合添加剂有明显的优势,同时将FEC和LiBF4作为锂离子电池电解液的添加剂,可利用添加剂间的协同作用来改善锂离子电池的高温性能.     

锌溴电池电解液及电极材料研究进展

锌溴电池因其低成本、长寿命的特点而适用于分布式储能及户用储能领域。本文对锌溴电池的电池结构、电解液和电极材料等方面的研究内容进行了较全面的综述。重点分析了不同电池结构的优劣,详细比较了不同电解液添加剂以及不同电极材料在改善电解液电导率、抑制锌枝晶生成、减少自放电和电池充放电性能方面的差异。通过对锌溴电池的循环稳定性以及充放电效率的对比,探讨了不同电解液添加剂及电极材料在锌溴电池中规模化应用的可行性。采用静态无膜锌溴电池是克服传统锌溴液流电池体积庞大、成本高的有效手段,但现有技术仍无法完全避免其自放电过程和锌枝晶的形成,因此优化设计合理的电池结构和开发性能优异的电解液添加剂是未来静态无膜锌溴电池的主要研究方向。     

有机电解液型锂空气电池空气电极研究进展

有机电解液体系的锂空气电池因其超高能量密度受到广泛关注.为寻求高性能、安全实用的锂空气电池,国内外就正极材料、催化剂、电解液和锂负极等开展了大量研究,其中空气电极的优化、电解液的稳定性是锂空气电池高性能发挥的关键.介绍了近年有机电解液锂空气电池空气电极上的反应机理、空气电极影响因素、正极材料和催化剂等最新研究进展,分析了各类多孔材料和催化剂的优缺点,及其对电池电化学性能的影响,结合本课题组研究成果,指出了锂空气电池空气电极的发展方向,即结合新型复合氧化物催化剂,构筑独特的多孔电极结构,以实现高容量、长寿命的锂空气电池.     

碳纳米管/宣纸夹层对锂硫电池性能的影响

为减少锂硫电池的穿梭效应以提高其电化学性能,使用喷涂法制备用于锂硫电池的碳纳米管/宣纸夹层,利用其吸附性能来控制多硫化物的穿梭效应;并将该夹层应用于锂硫电池,研究不同碳纳米管负载量的夹层对于锂硫电池性能的影响。结果表明:碳纳米管均匀地包覆在宣纸纤维的外侧;夹层中碳纳米管负载量为0.8 mg/cm~2时,在0.1 C下首圈容量为1 236.3 mA·h/g,在0.5 C循环100圈后,其仍能保持451.7 mA·h/g的比容量,高于其他碳纳米管负载量的锂硫电池;在1.0 C的高倍率下,该锂硫电池仍具有稳定的电化学性能。     

西北工业大学锂硫电池研究获新进展

<正>西北工业大学材料学院纳米能源材料研究中心的研究人员在锂硫电池研究方面取得了新进展:创新性地提出了采用"铁电效应"来抑制锂硫电池中多硫化物的穿梭效应的思路,为锂硫电池循环稳定性的提升开辟了全新的研究方向。锂硫电池的理论能量密度高达2600Wh/kg,是未来最具应用前景的新型二次电池之一,但其充放电     

MOFs改性玻璃纤维膜的制备及其在锂硫电池隔膜中的应用

利用金属有机框架材料丰富的孔结构来吸附由电池正极产生的溶解性多硫化物,以及科琴黑优良的导电性来减小界面阻抗、活化被吸附的多硫化物,提高电池放电比容量及循环稳定性。采用原位生长法,在玻璃纤维膜表面沉积三种具有不同孔结构的金属有机框架材料UIO-66、MOF-5和ZIF-8;随后在玻纤膜表面涂覆科琴黑,并将其用作锂硫电池隔膜。研究表明:仅用涂覆科琴黑的玻璃纤维膜作为电池隔膜时,锂硫电池在0.2 C倍率下首圈放电比容量为967.4 mAh/g,在循环50圈后容量仅剩730.8 mAh/g;采用不同的金属有机框架材料原位生长的玻璃纤维膜,将其作为锂硫电池隔膜时,锂硫电池表现出不同的循环性能;当使用孔径最大且孔结构最为丰富的UIO-66改性的玻璃纤维膜作为锂硫电池隔膜时,锂硫电池的循环性能最为优异,在0.2 C倍率下首圈放电比容量达1270.1 mAh/g,100圈后仍有827.7 mAh/g。该研究结果为锂硫电池隔膜的制备及改性提供了一种参考方法。     

锂硫电池二氧化钛纳米线复合隔膜的制备及其电化学性能

锂硫电池具有能量密度高,对环境友好等优点,受到了人们的广泛关注。但锂硫电池现存的问题,特别是"穿梭效应"的存在会造成电池容量的快速衰减。针对其"穿梭效应",用纳米线形态的二氧化钛制备了复合隔膜SCTNW,并探究该复合隔膜对锂硫电池性能的影响。电化学测试表明SCTNW可以减小电池的极化,抑制"穿梭效应",有效的提高电池的倍率性能和长循环性能且当SCTNW厚度为200μm时,锂硫电池具有最好的长循环性能。     

钒液流电池电解液研究综述

钒液流电池(简称钒电池)因其优良的性能特点比较适合用于大规模储能系统。电解液是钒电池的关键部件之一,其性能的好坏对钒电池的发展至关重要。文章对钒电池电解液的组成、制备方法、添加剂对电解液稳定性的影响、失效电解液回收利用等方面的研究进行了综述;指出在钒电池应用及研究中,应重点考虑钒电池失效电解液中钒资源的回收再利用问题以及工业化应用中电解液的稳定性及系统成本问题。     

德、加联合研发新型锂－硫电池取得重大进展

德国慕尼黑大学和加拿大滑铁卢大学的研究人员联合研发新型锂一硫电池取得了重大进展。研究人员应用纳米技术对锂一硫电池技术进行重大改进,使用碳纳米微粒构成多孔电极,吸附硫的能力大大增强,从而使该电池达到最佳性能,有望替代目前的锂离子电池。     

MOFs及其衍生物在锂硫电池正极中的应用

锂硫电池因高比容量、高能量密度、低成本和环境友好等显著优点，有望成为取代锂离子电池的下一代高比能电池。然而，锂硫电池的实际应用严重受限于电极材料中存在的系列问题，如较低的离子/电子传导性、多硫化物的穿梭效应、充放电中较大的体积变化和锂负极的稳定性等。将硫与各类载体材料结合来提高活性材料的利用率和电池循环稳定性成为当前的研究热点。在已报道的各类载体材料中，具有丰富的孔道和开放活性位点的金属有机框架及其衍生物材料因其优异的结构特点引起了人们的广泛关注。总结了金属有机框架及其衍生物在提高硫正极循环稳定性中的应用进展，并对其在锂硫电池中的发展趋势进行了展望。     

PDA源多孔碳的制备及其电化学性能

多硫化物会造成锂硫(Li-S)电池活性物质利用率不足、电池循环稳定性差等问题,为获得高循环稳定性的锂硫电池,以聚多巴胺(PDA)纳米粒子作为前驱体制备多孔碳,以获得具有高的比表面积及导电性的碳材料,将其用作锂硫电池正极硫载体,分析该碳/硫复合电极的电化学性能.结果表明:在0.20 C电流密度下碳/硫电极首圈放电容量高达...     

2,3-二氟甲苯用作锂离子电池防过充添加剂的研究

在锂离子电池电解液中添加2,3-二氟甲苯(2,3-Difluorotoluene),研究了其作为有机电解液的防过充添加剂的电化学性能,并对锂离子电池进行了线性扫描伏安测试、恒流恒压充放电测试、电化学阻抗分析、扫描电镜分析等测试.结果表明,添加剂2,3-二氟甲苯在高电压电池上过充至4.85V时开始发生聚合反应,能有效限制充电电流;含有2,3-二氟甲苯的电解液电池在高电压三元材料电池中的室温循环性能良好,在1C充放电循环100次后容量保持率为67.5%.     

超薄复合膜延长锂硫电池的使用寿命

正北京化工大学和美国耶鲁大学的研究人员合作,将一种超薄超轻的表面复合膜刷涂到硫电极的表面,从而显著延长了锂硫电池的使用寿命。据悉,与现有的锂离子电池相比,锂硫电池的能量密度更高、原料成本更低、环境亲和性更好,但其循环寿命太短,因此,尚未在大规模储能和电动汽车领域得到实际应用。研究人员     

全钒氧化还原液流电池电解液的研究

研究在40℃温度下,添加剂对全钒氧化还原液流电池电解液稳定性的影响.通过采用硫酸亚铁铵溶液对钒电池电解液进行电位滴定,定量分析钒电池电解液中不同价态钒离子的浓度;利用循环伏安曲线扫描,分析添加剂的引入对电解液电化学性能的影响.结果表明:温度40℃时,添加剂对五价钒溶液稳定性的影响次序为:尿素硫酸钾CTAB草酸铵草酸钠;添加剂对钒溶液氧化活性的影响为:草酸钠尿素硫酸钾CTAB草酸铵;对还原活性的影响为:草酸铵草酸钠硫酸钾CTAB尿素;对氧化还原反应可逆性的影响为:尿素草酸钠硫酸钾CTAB草酸铵.     

高比表面积炭材料中间层构筑高性能锂硫电池

电动汽车的发展和应用对电化学储能领域的能量密度提出了更高的要求。锂硫电池的理论能量密度为2 600 Wh·kg^-1,是非常有前景的电化学储能体系,其面临的主要障碍包括：单质硫低的导电率影响其放电比容量;充放电中间产物的穿梭效应降低了电池的循环稳定性。针对这些问题,本实验选用具有高比表面积的多孔炭材料PC修饰聚丙烯隔膜作为中间层。PC优异的导电性可以促进活性物质的利用。通过中间层的物理阻挡和PC对多硫化物的吸附作用抑制锂硫电池的穿梭效应。添加PC中间层的锂硫电池在0.1 C的放电比容量为1 150.2 mAh·g^-1,循环100次容量保持在806.6 mAh·g^-1,在2 C下的比容量为444.7 mAh·g^-1。PC中间层显著提升了锂硫电池的循环稳定性和倍率性能。     

四甲基氯化铵添加剂增强金属锌负极性能

水系锌离子电池以其高度安全性和低成本等优势具备替代传统铅酸电池的巨大潜力。但是,由于金属锌负极在循环过程中出现表面腐蚀和枝晶生长等不良现象,大大限制其实际应用。因此,提出四甲基氯化铵(tetramethylammonium chloride, TMAC)作为水系锌离子电池的添加剂, TMAC能够提供空间位阻和静电屏蔽的作用,保护了金属锌负极表面,阻碍了腐蚀的产生,抑制了金属锌的枝晶生长。金属锌负极在有TMAC添加剂的电解液中,不出现腐蚀,而没有TMAC添加剂的电解液中,出现了大量的碱式硫酸锌ZSOH腐蚀产物;在对称电池(Zn||Zn)中进行锌的沉积/剥离测试,电解液添加TMAC,超过200 h不发生短路,而没有添加的电解液120 h就出现了短路现象;在全电池(V₂O₅||Zn)测试中,添加有TMAC电池的比容量超过了没有添加的电池,并且循环寿命也优于没有TMAC的电池。因此,添加TMAC是一种简单有效的改善锌负极电化学性能的方式,从而提高水系锌离子电池的稳定性。