人造SEI膜硅/炭负极材料的制备及性能研究

用砂磨机匀浆并旋蒸干燥、预炭化、炭化制备了硅酸锂人造SEI膜硅/炭负极材料。通过XRD、SEM等研究了所制备材料的结构与形貌,通过电化学循环、CV、EIS等研究了样品的电化学性能。结果表明,添加3%碳酸锂时制备的人造SEI膜硅/炭负极材料具有最优的电化学性能:首次充放电效率高达88.1%,在200 mA/g电流密度条件下循环50次后,充电容量仍能保持在1 103.5 mA·h/g。     

煤基炭纳米纤维作为锂离子电池负极的研究

以强混酸处理的新疆黑山煤为部分碳源,通过静电纺丝法成功制备了具有丰富含氧官能团的柔性炭纤维(CCNFs).将该材料作为锂离子电池的自支撑负极,煤的加入量为0.5 g的炭纤维样品0.5-CCNFs展现出优异的循环稳定性,电池在电流密度为0.5 A·g-1下,循环1 000圈后,比容量高达524.1 mAh·g-1.在较大...     

喷雾干燥法制备石墨烯/纳米硅/炭复合材料及其性能研究

以喷雾干燥的方法制备了锂离子电池负极用石墨烯/硅/炭复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法表征不同石墨烯添加量对材料形貌、结构,并其电化学性能进行测试。结果表明,当石墨烯添加量为5%时复合材料的电化学性能最优异,首次充放电效率高达83.2%,在130 mA/g电流密度条件下循环25次后容量仍能保持在676.5 mA·h/g。     

纳米硅碳/石墨复合负极材料的制备及其电化学性能研究

以机械球磨法和化学气相沉积法制备的纳米硅为原料,通过喷雾干燥法制备了人造石墨@纳米硅@无定形碳材料,探究不同制备工艺的纳米硅对包覆效果的影响。结果表明,气相沉积法制备的球形硅颗粒包覆效果更好,材料的电化学性能更优,在0.1C倍率下循环150周,比容量维持在678.7 mAh·g^-1。     

热处理温度对锂电池硅/炭负极材料的影响

以多巴胺为碳源,在纳米硅表面包覆炭层,制备了锂离子电池负极用硅/炭复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和锂离子电池性能测试等方法研究不同热处理温度对材料物相组成、结构形貌和电化学性能的影响。结果表明,热处理温度越高,材料的结构越利于提高其电化学性能。1 100℃处理的硅/炭复合材料的颗粒呈近球形且炭层更均匀,循环性能也更优异,首次充放电效率高达77.24%,在100 m A·g~(-1)电流密度下充放电循环20次后放电比容量仍有715.4 m A·h·g~(-1)。     

硅表面氧化增强硅炭复合负极材料性能研究

以球形天然石墨、硅、植物纤维为原料,使用双氧水对硅表面进行氧化处理,然后与球形天然石墨、植物纤维复合,再经1000℃氮气保护烧结处理制得锂离子电池负极材料.采用XRD分析复合材料的物相结构和组成,SEM和TEM表征材料的表面形貌和微观结构,并结合XPS对材料进行了元素组成和硅的化合价态分析,探究硅的表面氧化程度和效果....     

炭纳米纤维添加剂对炭/炭复合材料力学性能影响

采用等温CVI工艺制备出5种不同炭纳米纤维含量（质量分数分别为0，5％，10％，15％和20％）的炭／炭复合材料。发现添加炭纳米纤维的炭／炭复合材料具有很高的力学性能，在加入炭纳米纤维为5％时，相对于没有添加炭纳米纤维的炭／炭复合材料，弯曲强度增大了76．3％，弹性模量增大了55．5％，但添加量增大到20％时，强度和模量都逐渐降低。     

煤基石墨烯/炭纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能

作为一种高性能新型储能器件,超级电容器具有功率密度高、充电时间短、绿色环保等诸多优点,决定超级电容器性能的关键因素是电极材料的性能。以煤为原料,通过高温热处理、化学氧化及等离子体还原技术制备得到煤基石墨烯;进一步将煤基石墨烯与聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝技术复合制备得到煤基石墨烯/炭纳米纤维(PM-CG)复合材料,以期借助于石墨烯所具备的高导电性、电子迁移率等性能获得具有优良电化学性能的电极材料。采用物理吸附仪、扫描电镜以及透射电镜等仪器对所制备的炭纳米纤维进行了表征,并通过电化学工作站研究了其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明,煤基石墨烯成功掺杂到炭纳米纤维中,所制备的PM-CG复合材料在6 mol/L KOH电解液中的比电容值可达225.1 F·g~(-1),是同样条件下纯PAN炭纳米纤维比电容值的2.57倍。     

原位气相生长碳纳米纤维改性炭/炭复合材料研究

采用化学气相沉积(CVD)法在不同密度的炭/炭复合材料表面原位生长碳纳米纤维(CNFs),探究不同工艺参数对CNFs微观形貌的影响规律,寻求最优化工艺。以原位生长CNFs改性C/C复合材料和纯C/C复合材料为研究对象,描述了CNFs的生长机制,并分别对2种试样进行石墨化度、力学性能和导热性能的检测分析,研究CNFs增强C/C复合材料性能的改性机理。结果表明:当催化剂前驱体Ni(NO_3)_2溶液的浓度为0.10 mol/L,裂解温度为650~700℃,反应时间为30~45 min时,所制备的CNFs直径细小均匀,一般为30~60 nm,长径比大,呈网状分布,分散性好。相同密度下,CNFs-C/C复合材料的弯曲强度达到166.29 MPa,比纯C/C复合材料(131.73 MPa)提高了26.2%,弯曲性能显著提升。原位生长CNFs改性C/C复合材料的室温z轴热导率为14.50 W/(m·K),是纯C/C复合材料的1.85倍。     

石墨载体对硅/炭复合负极材料性能的影响

研究了人造石墨和天然石墨2种载体对所制备的硅/炭复合负极材料电化性能的影响。结果表明:石墨载体严重影响硅/炭复合材料的首次效率、容量、循环寿命和大电流充放电性能,采用人造石墨载体制备的硅/炭复合负极材料性能明显优于天然石墨。充放电曲线表明,第一个循环由于材料未活化,存在极化,放电电压平台较低;随着循环次数的增加,在活性物质表面形成SEI膜,阻碍锂离子的脱嵌,充放电曲线电压平台差扩大;随着充放电电流密度的加大,极化就越严重,充放电曲线电压平台差就越大。     

人造石墨炭负极材料的制备方法及制得的人造石墨炭负极材料

本发明公开了一种人造石墨炭负极材料的制备方法，其包括如下步骤：①加料：边搅拌边交替加入重量比为1．5-19：1的人造石墨微粉和沥青，加完料后继续搅拌0．5-3h，接着在10-50min内加入占石墨微粉和沥青总重量4％-20％的反应助剂；②升温：在加入反应助剂同时开始升温，要求在4—10h内升温至500—600℃，其中在开始升温1—2h后负压抽除上述物料中的轻组分；     

多孔淀粉硬炭负极材料的制备及性能研究

以淀粉为原料,采用酶化水解法制成多孔淀粉,进一步高温炭化后制备多孔淀粉硬炭。通过XRD、拉曼光谱、SEM分别表征了酶化多孔淀粉硬炭与未酶化淀粉硬炭的微观结构及形貌。通过电化学性能分析表明,酶化多孔淀粉硬炭具有高首次可逆放电容量、高首次库伦效率、优异的倍率充放电及循环性能。生物质淀粉硬炭原料价格低廉、制备过程环境友好,有望在锂离子电池领域得到应用。     

石墨烯/硅负极材料的制备及其电化学性能的研究

通过将亚微米硅与石墨烯进行原位还原复合(SG1)和机械混合(SG2)这2种方式制备了不同的石墨烯/硅复合锂离子电池负极材料。SEM结果显示,2种复合物中硅颗粒都被石墨烯片层所包夹,且分散均匀;充放电测试表明,这2种复合方式均使复合电极的首次容量损失大大减小,循环稳定性得到很大提高,其首次放电比容量分别为2 070.5mAh/g和1 534.2mAh/g,循环12次后均保持在1 000mAh/g以上;通过EIS阻抗谱对硅复合电极的导电性以及电极结构的初步研究,发现复合电极本身导电性以及材料的电接触性远优于纯硅,电极结构也相对稳定。     

热处理对锂离子电池硅/石墨/炭负极电化学性能的影响

将天然石墨、酚醛树脂和微米级硅粉进行球磨处理制备复合材料前驱物,再于N2气氛下700℃炭化得到硅/石墨/炭(Si/G/C)复合电极材料,采用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜及电化学循环充放电对其形貌、结构及其电化学性能进行表征.结果表明,Si/G/C作为锂离子电池负极材料具有高于900 mA·h/g的可逆比容量,40次循环后保持在550 mA·h/g.对电极进行热处理后,其循环性能显著提高,40次循环后比容量保持在700 mA· h/g.扫描电镜分析结果显示,热处理后集流体上电极材料分布更均匀,因涂抹不均形成的空隙不复存在.热处理后电极结构更致密、内部黏结强度增大使其结构稳定性明显提升,是电极循环性能提高的主要原因.     

日本利用硅纳米片废弃物制备高性能锂电池负极材料

正日本东北大学多元物质科学研究所的研究人员利用硅纳米片废弃物成功制备了高性能的锂电池负极材料。硅纳米片是半导体和太阳能电池行业生产过程中产生的废弃物,通过将硅纳米片与碳复合制得锂电池负极材料。通过添加硅纳米片,800次充放电后锂电池的容量为1 200 m A·h/g,是同等条件下以黑铅为负极的锂电池容量的3.3倍。目前,世界范围     

静电纺丝制备锂离子电池负极材料多孔碳纳米纤维的研究

由聚丙烯腈(PAN)、聚苯乙烯(PS)和N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃组成的前驱体溶液通过静电纺制备聚合物纳米纤维。聚合物纳米纤维在热解碳化过程中由于PS的分解致使纤维内部和表面生成多孔结构。PS的分解能够减小纤维的直径和增加孔隙率,进而增加纤维的比表面积。由PAN/PS(质量比2∶1)制备的碳纳米纤维在200 m A/g的电流密度下的放电容量达到416 m Ah/g,是由PAN制备的碳纳米纤维放电容量的2倍,循环100次后放电容量为353 m Ah/g,具有84%的容量保持率,证明其较好的循环性能。     

硅负极及其电沉积制备

目前各行各业对高能量密度和高功率密度的锂离子电池的要求越来越迫切,而硅基负极被认为是一个有效的突破点之一。但是现阶段制备硅基负极材料的工艺大多繁琐,需要昂贵的设备,占地面积大,综合成本高。本文从硅基负极材料存在的问题以及研究现状出发,对当前缓解硅负极体积膨胀的方法以及电沉积制备硅的工艺做了一个概述,为实际生产和应用提供一个参考。     

多级ZnO纳米片/Fe负极的制备及锂电性能

通过电解液中NO_3~–的电化学还原、Zn(OH)_2的化学沉积及后续的水解反应,在Fe箔表面生成了一层多级ZnO纳米片(ZnONS),并研究了其微观形貌、微观结构、电化学储锂性能及反应机理。结果表明:多级ZnO纳米片确实形成并紧密结合在Fe箔表面,而且,用于锂离子电池负极时,多级ZnONS/Fe负极的首次充–放电比容量分别为633和1 564 mA·h/g,Coulomb效率为41%;第2次循环的充–放电比容量分别为564和595 mA·h/g,Coulomb效率增加到95%。循环充放电50次时,放电比容量仍达200 mA·h/g,表现了良好的循环稳定性和倍率性能。多级ZnONS/Fe负极的首次不可逆容量损失,主要与电解液的分解和固态电解质界面膜的形成有关。     

聚乳酸/聚乙烯醇纳米纤维的制备及结构

以二甲基亚砜为溶剂,制备不同配比的聚乳酸(PLLA)和聚乙烯醇(PVA)的混合溶液,静电纺丝制得PLLA/PVA纳米纤维。采用红外光谱仪、原子力显微镜等对PLLA/PVA纳米纤维结构与性能进行了表征。结果表明:PLLA/PVA纳米纤维中PVA上的羟基与PLLA上的羰基形成了氢键,PLLA与PVA之间存在一定的相互作用,但PLLA/PVA纳米纤维存在相分离现象;混合溶液的PLLA质量分数为11%,PVA质量分数为8%时可以得到较好的PLLA/PVA纳米纤维,但PVA质量分数为6%时出现液滴及珠丝,PVA质量分数为4%时,不能制得纳米纤维。