水热法合成钛酸锂纳米片材料及其锂离子电池性能研究

以钛酸丁酯、氢氧化锂为原料,通过水热法一步合成钛酸锂纳米片,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构和形貌进行了表征,并对其锂离子电池性能进行了测试。结果表明,通过该法得到的产品呈片状形貌,是尖晶石型钛酸锂Li4Ti5O12,表现出良好的电池性能。室温下,以0.2 C的电流密度进行充放电,其首次充放电容量达169 mA·h/g,且具有较好的循环稳定性,20次循环后容量保持率达98%。     

锂离子电池纳米负极材料的研究和开发

锂离子电池近几年发展非常迅速，纳米材料和纳米技术也应用于锂离子电池中。本文综述纳米材料(主要包括纳米金属及纳米合金、纳米氧化物、碳纳米管、具有纳米孔结构的无定形碳材料和天然石墨等)在负极材料方面的最新研发情况。纳米材料的特有性能使其可逆容量高于目前商品化的负极材料，但纳米合金负极材料的产业化还有待于进一步的研究。特别是循环稳定性；碳纳米管的制备和纯化成本过高，不宜产业化，同时理论方面有待于进一步研究，以提高其电化学性能；具有纳米孔的无定形碳材料制备温度低，容量也较高，但是对于产业化而言，循环性能和电压滞后现象有待于进一步的改进；具有纳米孔的天然石墨负极材料不仅容量高、制备比较简单、成本低，而且具有良好的循环性能，可望达到产业化要求。     

石墨烯纳米复合材料可提升电池性能

据美国物理学家组织网日前报道,美国科学家制造出了一种由石墨烯和锡层叠在一起组成的纳米复合材料,这种可用来制造大容量能源存储设备的轻质新材料可用于锂离子电池中,其三明治结构也有助于提升电池的性能。相关研究发表在最新一期《能源和环境科学》杂志上。研究人员表示:电动汽车需要轻质电池,也要求这种电池能快速地充电,且其充电能力不会因持续充放电而有所降低。他们最新研制出的石墨烯纳米复合材料可改进电池的性能。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原     

炭纳米纤维-天然石墨复合材料的制备及其作为锂离子电池阳极材料的电化学性能(英文)

制备一种炭纳米纤维-天然石墨复合材料,以改善作为锂离子电池阳极材料的天然石墨的倍率性能。通过优化控制天然石墨上炭纳米纤维的生长量及其形状提高了天然石墨的循环性能和倍率性能。与天然石墨原料相比,炭纳米纤维-天然石墨复合材料第一次放电容量达到了95%。炭纳米纤维的生长量被严格地控制在天然石墨质量的15%以下。研究发现:由于炭纳米纤维对充放电过程中阳极的体积膨胀和收缩程度的控制作用,天然石墨表面边位上生长的类似常青藤形的炭纳米纤维对倍率性能的提高最为有效。提出采用炭纳米纤维-天然石墨复合材料的原理结构模型解释重复充放电过程中电极的体积稳定性。通过在石墨表面上生长类常青藤形炭纳米纤维而使得SEI(固体电解质界面)变薄并减少了充放电过程中阳极的体积变化,因而提高了倍率性能。     

石墨基锂离子电池负极材料研究进展

石墨材料因具有稳定性高、导电性好、来源广等优点,被认为是目前较为理想的锂电池负极材料。但天然石墨负极比容量及倍率性能不能满足高性能负极材料的需要,为解决这一问题,研究者们对其进行了一系列的改性研究。本文从石墨负极的改性方法阐述了锂离子电池石墨负极材料的研究进展,并指出了各种改性方法的优缺点,认为通过多种方法协同改性,是综合提高石墨负极材料的有效方法。     

苯甲酸钠改性石墨作为锂离子电池负极材料的性能

将不同浓度的苯甲酸钠改性的石墨电极作为锂离子电池的负极备用材料,并使用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学方法表征电池的性能.结果表明,与初始的石墨电极相比,被改性后的石墨电极表现出更好的循环效率和稳定性,且在0.5C条件下,首次的充放电比容量分别为293.9mAh/g和326.4 mAh/g.主要原因是改性后的石墨电极的表面形成的SEI膜能有效抑制石墨材料的膨胀,并且更有利于锂离子的迁移.同时,采用量子化学方法计算了溶剂分子和苯甲酸钠的最低空轨道和最高占据轨道能量值.结合电化学表征和量子计算结果,苯甲酸钠改性石墨电极的最佳浓度为1.0％.此外,还研究了最佳浓度改性石墨电极的高温性能.     

锂离子电池碳负极材料结构与性能的关系

论述了目前锂离子电池碳负极材料的研究概况,并且对碳材料的结构特点进行分类;阐述了影响锂离子碳负极 材料结构因素。同时简述了碳材料表面修饰２对碳负极嵌锂性能的影响,评价了各种表面修饰方法的优缺点。     

纳米碳管及其在锂离子电池中的应用

对纳米碳管的微观结构及其制备方法作一简单介绍,对纳米碳管在锂离子电池中的应用作一综述。提出以纳米碳管作为锂离子电池的负极材料是很有希望的。     

修饰石墨用作锂离子电池负极材料的研究

采用将高分子聚合物（例如酚醛树脂）包覆于石墨表面形成高分子碳化的方法,对石墨进行表面修饰处理,大大改善了石墨用作锂离子电池负极的性能。通过电化学测试发展,修饰石墨首次充放电效率达到９４．９％,比容量为３０６．１ｍＡｈ／ｇ,并且经过１００次循环后,比容量误差率公为８．２％。通过ＳＥＭ观察和ＸＲＤ衍射分析发现,石墨颗粒表面修饰对颗粒细化,提高锂离子嵌入活性点。防止溶剂分子共嵌入均有增强作用。     

锂离子电池负极材料Fe_2O_3/石墨复合材料的水热合成和电化学性能研究

在230℃,利用水热法将纳米氧化铁担载于石墨上制备了Fe2O3/石墨复合材料,运用X射线衍射和扫描电镜对其形貌和结构进行了表征,并研究了目标物作为锂离子电池负极材料的电化学储锂性能。研究结果证明,经50次循环后,复合材料的嵌锂容量维持在425mAh/g,远高于相同条件下石墨的252mAh/g和Fe2O3的108mAh/g。     

锂离子电池纳米合金负极材料的研究进展

综述了锂离子电池纳米合金负极材料的研究进展.讨论了该类材料的电化学性能、制备工艺及发展前景.     

纳米片状MoS2的合成及其在锂离子电池上的应用

以钼酸钠为钼源,硫代乙酰胺为硫源,通过水热法制备了由纳米片组成的三维花状结构的二硫化钼,并利用XRD、SEM、TEM对产物的微观结构和形貌进行了表征;同时用该材料制备了锂离子电池,最高放电比容量达1342.8mA.h/g,二硫化钼独特的结构使其成为锂离子电池负极材料较好的选择。     

纳米碳管用于锂离子电池负极材料的研究

采用氧化法提纯了煤焦化工业副产品中的纳米碳管,采用X射线衍射法对纳米碳管的结构进行了研究,透射电镜研究了纳米碳管的形貌。提纯的纳米碳管d002为0.3496nm,具有类似石墨的结构和较高的石墨化度。研究了纳米碳管的电化学性能,其首次放电比容量达584.3mAh/g;添加石墨粉组成了20％的纳米碳管和80％的石墨粉的体系作为锂离子电池负极材料,其首次放电比容量为490.1mAh/g,并有较好的循环性能。     

无机涂层改善锂离子电池聚烯烃隔膜性能研究

为了提高锂离子电池用聚烯烃微孔膜的综合性能, 在商用Celgard膜表面涂布ZrO₂无机涂层, 粘结剂选用电池用聚偏氟乙烯。对比分析涂覆前后的隔膜发现, ZrO₂涂层可以显著提高Celgard膜的热尺寸稳定性和热熔化温度, 对提高锂离子电池安全性起到积极作用。同时无机涂层还能明显改善隔膜对电解液的浸润性, 复合隔膜具有更好的保液能力, 以涂有ZrO₂涂层的Celgard膜作为隔膜组装锂离子电池,可以显著提高长期充放电循环时电池容量保持率。     

SnO2纳米空心球的合成及在锂离子电池正极方面的应用

采用锡盐溶液浸渍-煅烧锯末法,制备了SnO2纳米空心球.分别用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及恒流充放电技术对产品的结构形态和电化学性质进行了表征.结果表明,SnO2空心球的尺寸在50～120nm之间,壳层厚度约为5nm.在作为锂离子电池正极使用时,初始放电容量为607.7 mAh g-1.     

银耳状钼酸铋纳米花的合成及其锂离子电池性能研究

采用一种简单的溶剂热方法,成功制得具有银耳状的多层级钼酸铋纳米花材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等测试手段对其物理性质进行了表征。以钼酸铋为锂离子电池负极活性物质,通过循环伏安,交流阻抗和恒电流充放电对钼酸铋的电化学性能进行测试,结果显示在电流密度为20mA/g的条件下,钼酸铋的首次放电比容量达177.8mAh/g,循环30周期后库伦效率仍保持在100%左右。     

壳聚糖衍生碳包覆纳米硅复合材料锂离子电池性能研究

硅负极材料因具有较高的理论容量(Li₂₂Si₅合金相对应4 200 mAh/g)、较低的工作电压(0.2～0.3 V vs Li/Li⁺)和地球上丰富的原材料储备,成为代替石墨负极的理想材料之一。但是,低电导率及在循环过程中发生剧烈体积膨胀导致电极失效问题限制了硅负极材料的进一步发展。因此,本工作通过物理法利用壳聚糖和石墨对纳米硅实现碳包覆和复合,制备壳聚糖/石墨@纳米硅复合材料(C/G@Si复合材料),对C/G@Si复合材料的结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明：随着石墨添加量的提高,C/G@Si复合材料的可逆比容量略微下降,循环性能和导电性能显著提高。当添加50%(质量分数)石墨时,在100 mA/g的电流密度下,C/G@Si复合材料的首次放电比容量为1 136.1 mAh/g,循环充放电100次后剩余容量保持在658.5 mAh/g,展示出优异的电化学性能,对进一步推广硅碳负极材料具有一定的参考价值。     

锂离子电池纳米正极材料的研究进展

综述了近年来纳米技术在锂离子电池正极材料中应用的最新进展,重点阐述了纳米LiCoO2、LiMn2O4及LiFePO4等正极材料的制备及其性能.纳米正极材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、共沉淀法、模板法及水热法等,电极材料的纳微米化对锂离子电池的电化学性能和循环性能的改善有着显著的意义.     

锂离子电池中电解液与石墨类负极活性材料的相容性

选择了一种具有良好贮锂结构的人造石墨试样作为锂离子电池负极活性材料，考察了它在六种不同电解液中的恒电流充、放电性能和循环伏安特性，采用傅立叶变换红外光谱分析了不同电解液在试样颗粒表面发生还原反应时所形成的固体电解质中间相膜的成份和含量。据此得出的结论是：电解液与石墨类负极活性材料能否相容的问题，实质上就是所选定的电解液能否与其颗粒表面发生缓和的还原反应、生成薄而致密的只允许锂离子通过的固体电解质中间相膜。