锂离子二次电池炭负极材料——沥青包覆石墨改性研究

以煤沥青包覆天然鳞片石墨,在惰性气氛下以不同的炭化条件对包覆材料进行炭化处理,将所制备的复合材料作为锂离子二次电池的负极,以金属锂片作为对电极,在lmol／L LiPF6／(EC DEC)(1：1)电解液中考察了其恒电流充放电特性。同时,对部分复合材料进行了元素组成、真密度、X射线衍射分析。     

酚醛树脂炭包覆石墨材料作为锂离子电池负极材料的研究

以液相浸溃法在天然鳞片石墨(NFG)表面包覆酚醛树脂后进行热处理,制备了酚醛树脂炭包覆石墨材料,将这种材料作为锂离子电池的负极材料,运用恒电流充、放电法、粉末微电极循环伏安法考察了其在1 mol/L LiPF_6/(EC+DEC)(1:1)电解液中的充、放电性能,并分析了工艺条件中最高热处理温度(T_max)对其充、放电性能的影响,实验结果表明,经T_max=900℃热处理的酚醛树脂炭包覆石墨材料的第3次稳定放电容量(D_3)为213.75 mA·h/g,第3次充、放电效率(η_3)为88.69％,循环寿命达800次以上,可作为高性能锂离子电池的负极材料。     

从锂离子二次电池正极废料—铝钴膜中回收钴的工艺研究

根据锂离子二次电池正极废料－铝钴膜原料中LiCoO2的性质,提出了LiCoO2在硫酸、双氧水体系中的分解反应为：2LiCoO2 3H2SO4 H2O2→Li2SO4 2CoSO4 4H2O O2↑确定从中回收铝、钴的工艺流程为：碱浸→酸溶→净化→沉钴。碱浸液中的铝用硫酸中和制取化学纯氢氧化铝,回收率94．84％;钴以草酸钴的形式回收,产品质量达到赣州钴钨有限责任公司的草酸钴产品标准,直收率95．75％。每处理1t铝钴膜废料可获纯利4．56万元。     

MXenes在锂离子电池负极材料中的应用

MXenes(M_n+1X_nT_x)是一类二维无机化合物材料,它由几个原子层厚度的过渡金属氮化物、碳化物或碳氮化物构成。由于具有大的比表面积、快速充放电性能和小的体积变化等优点,MXenes受到越来越多研究人员的关注。研究者希望能够利用MXenes材料研发出具有优异电化学性能的锂离子电池负极材料,从而提高电池的能量密度和寿命。然而MXenes材料制备过程中产生的层间堆积和坍塌限制了其进一步的发展。目前,研究人员通过将MXenes与其他材料复合制备出具有新结构的材料,不仅可以扩大层间距,改善材料结构,还有助于改进材料的电化学性能。本文介绍了MXenes与碳纳米材料、过渡金属氧化物、过渡金属硫化物和硅等材料复合改性来提高材料电化学性能的研究策略,并探讨了MXenes和碱金属等材料复合实现稳定无枝晶的锂离子电池金属负极的方案。最后,阐述了MXenes应用在锂离子电池负极材料中面临的挑战,并作出了展望。      

锂离子二次电池及其正极材料结构与性能研究

研究了锂离子二次电池的结构与性能、电化学反应原理 ,并对影响锂离子二次电池性能的几个问题作了探讨。同时 ,论述了其正极材料的研究及其主要制备方法。     

锂离子电池负极材料研究概述

锂离子电池已经在新能源动力电池、便携式电子设备及储能领域广泛使用。商业化锂电池大多采用锂过渡金属氧化物/石墨体系作为正负极,由于电池材料本身的理论储锂容量较低,限制了锂电池向高比能量、长使用寿命方向的发展。对于当前成熟的石墨类碳负极材料,其嵌锂能力基本已被充分发挥,难以实现这一目标。本文介绍了应用于锂离子电池负极的相关材料和研究进展,并就作为下一代锂离子电池理想负极材料—硅负极进行了展望。     

锂离子电池负极材料锡基氧化物的研究

采用锡基复合氧化物作为锂离子二次电池负极材料,并对其进行了合成及电化学测试.电化学测试结果表明,样品(包括SnO和SnO2以及在SnO中添加B、P、Al等元素之后的复合氧化物)的可逆容量可分别达到612mAh/g、598mAh/g和658mAh/g.这充分证明了锡基氧化物用于锂离子二次电池是非常合适的.另外,通过X射线衍射分析和SEM(电子扫描电镜)对锡基复合氧化物作了分析研究.XRD分析结果表明,在SnO中添加B、P、Al等元素之后所焙烧出的产物完全是玻璃体结构.在SEM表征结果中显示出SnO是粒子状结构,在SnO中添加B、P、Al等元素之后,样品的形貌是不规则的四角形态,粒径分布范围较广.结果表明锡基复合氧化物作为锂离子电池负极材料很有应用前景.     

锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展

锂离子二次电池锂锰氧化物正极材料因其价格低廉、性能优良而成为研究的热点.本文综述了近年来锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展,并对该材料的结构、性能、合成方法以及存在的问题进行了重点阐述.LiMn2O4材料具有尖晶石结构,目前制备主要用固相烧结和液相合成方法.通过加入过量的锂和引入杂原子及采用新工艺可改善其循环性能.     

静电自组装制备三维石墨烯包覆红磷用于锂离子电池负极材料

红磷具有低成本、比容量高等优点,但由于其本征电导率低,在脱嵌锂过程中体积变化大,导致其电化学性能稳定性差,严重制约了其商业应用。通过静电自组装的方法,将红磷包覆在高导电性的石墨烯中,采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等测试手段对其形貌、组分进行了分析,将其作为锂离子电池负极材料,并进行了相关的电化学测试。结果表明,相比于红磷粉末电极材料,石墨烯包覆红磷电极材料,具有更好的电化学稳定性,在循环100圈后,仍能保持933 mAh·g-1的比容量,远高于红磷粉末电极材料。这可以归结于高导电性的石墨烯可以提供有效的电子/离子传输,同时石墨烯包覆有助于抑制红磷颗粒的体积膨胀,保证了结构的稳定性。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的改性研究

为改善尖晶石LiMn2O4的循环性能，采用高温固相法合成了由Li2CO3改性的尖晶石锂锰氧化物，研究了Li2CO3添加量对LiMn2O4性能的影响。通过XRD，Rietveld精细XRD分析和模拟电池等方法对产物的结构和电化学性能进行了表征与测试。结果表明，部分Li进入到尖晶石LiMn2O4的晶格中，增强了材料充放电循环过程中的结构稳定性。随着Li2CO3量的增加，产物的循环稳定性增加。当Li2CO3的加入量为0．06摩尔比时，10次循环后的高温容量衰减由改性前的15％降低到6．8％。     

粒度对锂离子电池用中间相炭微球电化学性能的影响

采用电化学测试手段,对锂离子电池用负极材料中间相炭微球的粒径分布对其电化学性能的影响进行了深入研究.结果表明,中间相炭微球的粒径对其大电流性能和循环寿命有着很大的影响,粒径越小,大电流性能越好,在2C倍率下,粒径40 μm的炭微球放电容量只有84mAh/g,粒径11μm的炭微球的放电容量仍然保持在223 mAh/g;50次循环后,粒径19 μm的炭微球循环性能最好,保持首次放电容量的92.7%,而粒径40 μm的炭微球只有首次放电容量的70%.     

Li4Ti5O12的合成及其在锂离子电池中的应用

采用固相法合成了Li4Ti5O12材料.用XRD表征了材料的结构特征.用循环伏安、电化学阻抗和恒电流充放电考察了LiCoO2-Li4TiO12体系的电化学性能.结果表明,当电流密度为0.1mA/cm2 时.该体系下的首次放电比容量为122.2mAh·g-1,经过100次循环之后,比容量保持在112.9mAh·g-1.当电流密度为0.2mA/cm2时,50次循环后容量衰减仅为5.3%.实验证明,该体系下的电化学性能比较稳定.是一种比较有潜力的锂离子电池体系.