锂离子电池负极材料铁酸镍的研究进展

过渡金属氧化物铁酸镍因原料易得、制备简单、具有高的比容量,有望成为下一代锂离子电池负极材料之一.铁酸镍虽然有较高的比容量,但在充放电的过程中常常伴随着因较大的体积膨胀而引起的电极的极化,这会使得材料脱落并导致电池容量迅速衰减.为了提高材料的性能,主要有三种方法:一是设计纳米结构的铁酸镍电极材料,二是与可作为缓冲基底的碳...     

钠离子电池层状过渡金属氧化物正极材料的研究进展

钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,却有着更低的成本和更高的安全性,因此被认为是可以替代锂离子电池的下一代储能体系。在钠离子电池中,由于正极起到提供钠离子以及决定电池能量密度的关键作用,因此对正极材料的开发和研究尤为重要。在已报道的钠离子电池正极材料中,层状过渡金属氧化物材料(Na_xTMO₂)因其结构简单、工作电位高和易于合成,被认为最具商业潜力。本综述以过渡金属氧化物为主线,主要集中在对O3型、P2型、P3型和双相/多相等各种层状正极氧化物材料的结构特点、改性方法、电化学性能等最新研究进展进行了总结,并根据目前存在的问题提出了该材料未来的发展方向。     

MOFs衍生TMO/C在锂离子电池负极材料的应用

锂离子电池商用负极材料石墨比容量低,难以满足市场需求,金属有机骨架材料（metal-organic framework materials,MOFs）具有可调控的结构、较大的表面积和可调节的孔径,可用作下一代电化学储能器件,引起广泛研究。本文综述了金属（Fe、Co、Zn、Mn、Cu）基金属有机骨架及其衍生物的合成,重点介绍了以金属有机骨架材料为前驱体制备过渡金属氧化物（transition metal oxide,TMO）/C作为锂离子电池负极材料的研究进展,并对其发展方向进行了展望。     

过渡金属氧化物Co304的嵌锂性能及其改性

采用机械球磨制备了一定粒度的锂离子电池负极材料Co3O4. 电化学性能测试结果表明Co3O4首次嵌锂容量为990 mAh·g-1, 脱锂容量为395 mAh·g-1. 通过添加石墨类材料对Co3O4进行了改性研究. 充放电测试表明 通过长时间机械混合球磨处理后的一定粒度的改性材料首次脱锂容量可提高到632 mAh·g-1, 充放电循环15周后, 容量保持在408 mAh·g-1, 电化学性能优于单纯的Co3O4. 由此可见通过添加石墨类材料并进行机械球磨以改变材料的微观结构不仅可以提高材料Co3O4的可逆容量, 而且改善了其循环寿命.     

锂离子电池橄榄石结构正极材料LiMnPO_4的研究进展

LiMnPO4是一种新型的橄榄石结构的锂离子电池正极材料。相比于其他橄榄石结构的磷酸盐,LiM-nPO4以其原料成本低,合成条件温和,电压平台高达4.1V的特点更具有应用潜力。本文介绍了LiMnPO4的结构及电化学特征,全面综述了采用不同方法制备LiMnPO4的研究现状以及改性方法。     

可充放锌空电池用过渡金属氧化物双功能催化剂研究进展

近年来,可充放锌-空气二次电池因其高理论比能密度、高安全性、环境友好、低成本等优点,引起了广泛的关注,被认为是未来电网和电动汽车供电的可行选择之一. 锌空电池中,氧还原反应和析氧反应催化剂的活性和稳定性对电池的能量密度、功率密度和寿命有重要影响,因此,开发高效、稳定的氧还原/析氧反应双功能催化剂已经成为一个重要研究方向. 本文介绍了不同种类过渡金属氧化物催化剂的活性来源及其在锌空电池能量密度、充/放电电压、循环寿命等方面的表现,总结了当下研究现状中提高催化性能的策略和方法.     

日本科学家发现纳米多孔负极材料可将锂离子电池功率密度提高数十倍

日本产业技术综合研究所的科学家发现，通过在负极中采用微细管结构的材料，可将锂离子充电电池的功率密度提高数十倍。负极采用的材料是“结晶性金属氧化物复合纳米多孔材料”。其结构由直径SNMP左右的微细管规则地排列而成，通过这种微细管，不仅锂离子与电解液能够容易地流向电极内部，而且还具有增大锂离子吸附的表面面积的作用。由此，在维持与现有锂离子充电电池相同的能量密度的同时，还可提高功率密度。     

锂离子电池正极材料热稳定性研究进展

综述了锂离子电池正极材料热稳定性的研究现状及其进展。针对正极材料LiCoO_2,LiNiO_2,LiMn_2O_4及其衍生物的热稳定性,众多研究者提出了不同的反应机理,认为正极材料的热稳定性与颗粒大小、晶体结构、充/放电状态、脱锂程度及电解质性质等因素有关。可以利用掺杂技术、涂层技术及优化合成条件等手段来改善正极材料的热稳定性。     

锂离子电池负极材料用纳米铁酸锌的制备及研究进展

铁酸锌(ZnFe2O4)因其优良的性能被用作锂离子电池新型负极材料,但ZnFe2O4导电性差,充放电过程中的体积效应严重,导致其循环稳定性低、容量衰减快、倍率性能差,限制了其的应用.本文介绍了几种制备纳米铁酸锌及铁酸锌复合材料的方法,通过扫描电子显微镜对纳米级铁酸锌的形貌结构进行了研究,总结了水热法、溶剂热法、静电纺丝...     

低温等离子技术在锂离子电池材料制备及改性中的应用

全文综述了低温等离子技术的发展背景、基本原理以及其在锂离子动力电池材料及应用领域中的主要研究进展,并着重阐述了等离子体技术在锂离子动力电池中各部分的材料设计和改性等方面的主要研究成果,并对现存的技术问题及所遇到的挑战做出了总结,同时也对未来应用方向做出了预测。     

锂离子电池聚合物基复合金属氧化物固态电解质研究进展

随着电动汽车的不断普及,锂离子电池（LIBs）的安全性备受关注。目前固态锂离子电池具有能量密度高和安全性好的优势,被认为是解决传统液态锂金属电池安全隐患和提高其循环性能的关键材料。然而,单一形式的固态电解质存在离子电导率低、界面阻抗大等问题,限制了固态锂离子电池的发展。近年来,基于无机填料与聚合物电解质的有机-无机复合电解质受到了广泛关注,有机-无机复合固态电解质兼有聚合物与无机填料的优点,一方面可以提高柔韧性,另一方面可以有效提高电池的机械性能。本文归纳总结了有机聚合物与无机金属氧化物复合固态电解质的不同类型,分析了基于不同聚合物与无机金属氧化物复合形成的有机-无机复合固态电解质对锂离子电池复合界面行为、离子电导率、电池机械性能的影响,并对复合固态电解质制备和应用过程中存在的问题和解决方法进行了梳理。最后对聚合物基复合金属氧化物固态电解质未来要重点解决的问题和发展方向进行了预测。     

联合工艺处理失效锂离子电池正极材料研究进展

伴随着便携式电子产品的快速更迭和新能源动力汽车行业的迅猛发展,大量的锂离子电池迎来报废退役,其回收迫在眉睫。焙烧—水浸联合工艺不仅改进了传统火法熔炼工艺存在的高能耗、锂难以有效分离等问题,又解决了湿法回收工艺过程试剂耗量大、废水处理等缺点,将是失效锂离子电池正极材料有效处理回收工艺发展的未来趋势及前进方向。综述了当前联合工艺处理失效锂离子电池正极材料的研究进展,主要分为还原焙烧、盐化焙烧两大类,盐化焙烧工艺极大降低了所需焙烧温度,根据添加剂的不同可细分为硫酸化焙烧、氯化焙烧、硝化焙烧。通过对比分析不同联合工艺的优势和不足,总结展望联合工艺未来的发展趋势及前景,为未来研发更加清洁高效的回收工艺提供参考。     

Li-O2电池过渡金属硫族化合物催化剂最新研究进展

环境污染和能源枯竭等问题对开发新的储能和转换装置提出了更高的需求。具有超高能量密度的Li-O2电池有望成为替代传统化石能源极具潜力的候选。但Li-O2电池滞后的反应动力学带来的实际能量密度低、稳定性不佳及倍率性能差等问题制约了其应用,因此迫切需要开发高效电催化剂来提高其滞后的反应动力学。过渡金属硫族化合物由于其类石墨烯结构特点以及本身优异的催化活性吸引了研究人员的广泛研究。本文介绍了过渡金属硫族化合物材料在非水系Li-O2电池催化剂方面的最新研究进展,包括过渡金属硫化物、硒化物、碲化物以及双过渡金属硫族化合物催化剂对Li-O2电池催化性能提高的影响,阐述了对过渡金属硫族化合物材料进行结构设计构建、相调控以及表面改性的方法,建立了其微观结构与氧还原和氧析出催化活性的联系,最后对过渡金属硫族化合物材料在 Li-O2电池中的进一步应用进行了展望。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

锰酸锂用作锂离子电池正极材料是当前研究热点之一 ,由于其价格、安全和环境优势 ,其应用前景十分看好 ,本文综述了近几年尖晶石型LiMn2 O4的研究现状 ,概述了尖晶石型LiMn2 O4制备的方法、结构和电化学性能以及影响其化学性能的各种因素和解决措施。     

Influence of Doping Rare Earth on Performance of Lithium Manganese Oxide Spinels as Cathode Materials for Lithium-Ion Batteries

The cathode material plays an important role inthe performance of lithium ion batteries. Commerciallithium cells use lithium cobalt oxide cathodes and thehigh cost of this material has prompted the design andsynthesis of alternate insertion hosts. Among these al ternatives, spinel LiMn2O4 has been found to bepromising in terms of specific energy, non toxicity,and low cost[1~3]. It is thought that lithium man ganese oxides will be used in lithium ion batteries forel…     

基于机械化学法的废旧动力锂离子电池阴极材料的回收

随着锂离子电池（LIBs）在便携式电子设备和电动汽车领域的广泛应用,未来势必会产生大量的废弃LIBs,如果处理不当,将会带来安全隐患;此外,电池的大量生产会消耗许多稀缺贵金属资源。由此可见,废弃的LIBs对环境保护和资源回收都造成了巨大压力。鉴于环境、资源、安全和回收问题,废旧LIBs的回收迫在眉睫。本文对LIBs阴极材料的回收路线进行了详细描述,列举了当前主要的阴极材料回收方法,包括湿法冶金、直接再生、火法冶金和机械化学法。其中机械化学法因具有安全清洁,反应效率高,能耗低等优点在众多的回收方法中脱颖而出,故重点综述了机械化学法回收废旧LiCoO（2 LCO）, LiNixCoyMnzO（2 LNCM）和LiFePO（4 LFP）等阴极材料的研究进展。本文为回收废旧LIBs阴极材料提供了安全有效的思路,有助于推动机械化学法回收阴极材料向工业化发展。     

铜集流体在碱金属电池中的应用及研究进展

碱金属（Li和Na）电池的高比容量、高能量密度和低电位使其成为未来储能设备的重要候选之一,但其本身存在严重的枝晶生长问题,导致库伦效率低、电池寿命短,甚至会造成电池短路发热,引起事故。集流体作为电极材料的支撑基底和连通内外电子通路的部件,占据了电池大部分的体积和质量,影响电池的能量密度。本文介绍了铜集流体在金属电池中存在的问题及其产生原因,并讨论了近年来针对铜集流体的改性方法,目前常见的改性方法是集流体表面改性和结构化改性,两种方法都能很好解决枝晶生长问题。最后对铜集流体改性方法进行了总结,并对其未来研究方向进行了展望。     

掺杂稀土的锂离子电池正极材料研究进展

锂离子电池由于高工作电压、高能量密度、低自放电率、长循环寿命等优点而被广泛应用于很多领域.本文综述了近几年来锂离子电池正极材料(LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4)掺杂稀土的研究进展;着重叙述了用稀土修饰的LiCoO2和LiMn2O4的掺杂量、烧结工艺对正极材料结构和电化学性能的影响.简单介绍了用稀土修饰的LiNiO2和LiFePO4的结构和电化学性能.     

纳米金属固体材料硬度及强度研究进展

金属纳米晶体材料普遍表现出高强度和高硬度的特点,但硬度值和强度值的大小与纳米晶体材料的缺陷尺寸、表面清洁度及内应力的状态有关。文章评述了近年来采用不同工艺制备的金属纳米晶体材料的硬度与强度特征,从纳米晶体材料本身的结构特点和理论计算的角度分析了其强度和硬度偏离Hall-Petch关系的原因,并对不同的理论模型解释进行了对比。     

锂离子电池高电位正极材料的研究进展

综述了近年来有关高电位正极材料LiMxMn2-xO4和Li2MxMn4-xO8及LiMxV2-xO4(M代表过渡金属)的研究进展。过渡金属M的氧化是产生5V电位的原因。除容量很低的LiMxMn2-xO4外，随着M含量的增加，5V平台的容量增加，4V平台的容量下降。为了得到性能优良的高电位正极材料，需进一步提高电解质的稳定性和解决因析氧引起的安全问题，驾驶对5V平台的电化学反应机理和制备工艺-结构-电化学性能间的规律的研究。