电动车用锂离子电池负极材料研制

介绍了天然石墨与人工石墨表面包覆及粉末颗粒预处理等改性处理方法及其材料性能.石墨材料通过改性处理,可以有效降低其比表面积和首次充放电不可逆容量,并可提高材料密度和比容量,特别是改性处理后的人工石墨具有更小的比表面积、更长的充放电循环寿命,用于电动车用大容量锂离子电池,具有容量高、大电流放电性能好、材料成本低的优势.     

锂离子电池负极石墨材料的修饰与改性

综述了用于锂离子电池负极的石墨材料的修饰与改性方法 ,所研究的石墨材料包括天然石墨、人造石墨和石墨化碳纤维。修饰与改性方法包括形成包敷层和金属层、表面氧化、机械研磨以及掺杂等方法。这些方法可有效提高石墨电极的容量、库仑效率或大电流性能 ,分析了这些方法能提高电极性能的原因并指出了存在的问题。     

石油沥青包覆对石墨负极电化学性能的影响

将沥青煤油溶液过滤后,与天然球化石墨充分混合,蒸发溶剂后真空炭化,获得锂离子电池用沥青包覆天然石墨负极材料,实验研究发现当沥青包覆量在一定范围内时,可明显降低天然石墨的比表面积,提高石墨负极材料的循环性能,同时石墨负极材料的可逆容量及首次充放电效率明显提高.当包覆量为8%时,炭化温度为1 100℃,首次充电比容量为367 mAh/g,首次库仑效率为94.5%,循环20次后可逆容量保持率为92%.可见沥青包覆改性后,天然石墨材料的电化学性能得到明显改善.     

Si/AG/C复合负极材料的制备及性能研究

以硅、人造石墨和蔗糖为原料,通过高温裂解法制备了硅/石墨/碳复合材料作为锂离子电池负极材料。用扫描电子显微镜法(SEM)和X射线衍射光谱法(XRD)分析材料的形貌和结构,复合材料制备成电极后,通过恒流充放电、循环伏安(CV)和电化学交流阻抗频谱(EIS)测试其电化学性能。结果表明:裂解碳将石墨和硅紧密包裹,高温后硅和石墨仍为晶体结构;在600~900℃,复合材料脱锂比容量随温度升高而增加,首次脱锂比容量在1 000~1 100 mAh/g,复合材料循环40次后比容量保持在418~543 mAh/g。紧箍包裹结构的硅/石墨/碳复合材料兼有石墨循环性好和硅容量高的特点。     

锂离子蓄电池用天然石墨负极材料

报道了一种高性能锂离子蓄电池用球型天然石墨负极材料,这种材料由天然石墨经球型化处理和化学气相包覆得到.研究了包覆过程中热处理温度、碳包覆量对材料电化学性能的影响.优化条件下得到的碳包覆天然石墨材料首次充放电效率达到92%,可逆比容量为330 mAh/g,50次循环容量维持率为98%.     

树脂碳包覆微晶石墨的制备及其电化学性能

在微晶石墨微粒表面包覆一层树脂碳可以降低微晶石墨的首次不可逆容量。采用混合然后分散的方法制备具有核壳结构的包覆石墨,内部为天然微晶石墨,外部为1～2μm的酚醛树脂热解碳层。锂离子实验电池测得天然微晶石墨的不可逆容量为14%,包覆石墨的不可逆容量为7%。包覆方式能够很大程度上降低天然微晶石墨的不可逆容量。     

软碳与人造石墨复合负极倍率放电特性研究

相比人造石墨,软碳具有更大的层间距和各向同性的结构特点,有利于电芯倍率放电性能的发挥.在三元/人造石墨-软碳体系中,考察软碳与人造石墨复合负极的倍率放电性能表现.结果显示:与人造石墨(77.89％)相比,软碳与人造石墨(质量比3:7)复合后,40 C放电能量(40 C/1 C)可提高至82.24％.通过倍率放电曲线分析...     

中间相炭材料包覆天然石墨球

以煤焦油为原料在天然石墨球表面包覆一层中间相炭材料制备出一种复合炭材料.研究了天然石墨球加入量对复合炭材料电化学性能的影响.结果表明:随着天然石墨球添加量的减小,复合炭材料的充放电容量增加,首次充放电效率减小.在200 mL煤焦油中加入70 g天然石墨时所制备的复合炭材料经700℃热处理2 h后性能最佳,可逆比容量达378 mAh/g,充放电效率为91.3%.复合炭材料的循环性能得到了充分改善,30个周期容量保持率97.04%.     

天然石墨的复合改性研究

国产天然鳞片微粉石墨具有较高的比容量 ,但它与溶剂的相容性差 ,高倍率充 /放电能力差 ,用环氧树脂热解碳对石墨进行复合改性处理 ,一方面改变石墨的表面状态 ,并使石墨层间结合力得到加强 ,改善了石墨材料与溶剂的相容性 ;另一方面还可以改变石墨片状颗粒的形状 ,减轻它在制膜过程中的择优取向 ,有利于锂离子在石墨中嵌入和脱出 ,从而提高石墨材料的高倍率充 /放电能力。本文主要阐述了用环氧树脂热解碳对国产天然石墨进行改性处理工艺 ,不同温度对改性石墨电化学性能的影响     

复合负极锂离子电池的低温充电性能

相比人造石墨,软碳具有更好的低温循环性能.考察软碳与人造石墨复合负极材料在三元材料/人造石墨-软碳体系中的低温循环性能.使用软碳与人造石墨(质量比3∶7)复合材料的电芯,在-20℃下以1.0 C于2.5～4.2 V循环25次,放电容量恢复至初始容量的48.20％,高于使用人造石墨的34.73％.分析低温充电曲线可知,使...     

锂离子电池石墨负极材料的改性方法

从石墨改性的本质出发,综述了锂离子电池石墨负极材料的改性方法:包覆法、表面修饰法、添加金属纤维法、机械研磨法、超细微化和纳米化法。通过改性处理,可有效降低石墨电极的不可逆容量,从而使可逆容量和库仑效率较大程度提高。     

酚醛树脂包覆和预成膜共改性石墨作为锂离子电池负极材料的研究

以天然石墨为原料,球磨过筛得到颗粒均一的球形颗粒。酚醛树脂作为碳源对球磨后石墨进行包覆,经过高温炭化处理,在天然石墨表面形成一层炭包覆层,再对包覆后石墨用聚二甲基硅氧烷进行表面预成膜处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电池测试系统等对共改性石墨进行结构、形貌和电化学性能分析。XRD分析显示,共改性后的石墨层间距d（002）和无序化程度增加,说明在石墨的表面形成了一定的包覆层。SEM图片中可以看出改性后的石墨颗粒致密均匀且较为圆滑,这种结构使得石墨颗粒表面积适当减小,电化学性能得到提高。电化学性能测试结果表明,采用共改性后的石墨在0．1 C首次放电比容量达到362 mAh/g,首次库伦效率为92％,100个循环后容量仍保持为最高容量的98．6％。     

GICs技术改性包覆天然鳞片石墨的研究

利用石墨层间化合物(GICs)技术对天然鳞片石墨进行结构改性。通过XRD和SEM分析,证实了GICs技术改性的包覆鳞片石墨能在充放电过程中更好地维持着包覆后的“核-壳”结构,提高了其循环稳定性。在1C倍率下,50次循环后,球形鳞片石墨和GICs改性鳞片石墨的容量保持率分别为84.6%和99.4%。     

双氧水氧化天然石墨作锂离子蓄电池负极

用双氧水作氧化剂,对天然鳞片石墨进行了液相氧化改性。双氧水的氧化改性降低了天然石墨表面的含氧量,改善了其电化学性能。采用XPS和FTIR方法分析得知,氧化改性主要是去除了天然石墨表面的部分羧基(COOH)而增加了酯(COOR)的含量,正是这种表面官能团的转换导致了天然石墨表面的氧含量降低。热失重分析结果表明氧化改性对天然石墨的结构稳定性的提高作用不是很明显。天然石墨表面状态的变化有利于减少形成SEI膜时锂离子的消耗,抑制溶剂和电解质的分解,从而使首次循环的不可逆容量降低,氧化后的样品HONG的首次充放电效率从86.7%提高到89.8%,前40次的循环可逆放电容量基本没有衰减,都保持在320 mAh/g以上,这已经达到了实用化锂离子蓄电池负极材料的要求。     

锂离子电池负极材料的研究进展

对近期锂离子电池负极材料方面的研究和开发工作进行了综述.主要包括元定形碳材料、新型负极材料和天然石墨的改性.就实用性而言,改性天然石墨将于近期成为主流负极材料.随着电子产品对高容量密度电源的需要不断增加,新型核/壳结构的大容量负极可望在不久的将来实现产业化.     

膨胀石墨的低温制备及储能性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨,并对氧化石墨进行水热处理和后处理,得到了最终产物样品。通过对产物样品进行X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱测试(FTIR)及拉曼测试(Raman),研究了其形貌、结构和化学键结合,同时并对其电化学性能进行表征,研究结果发现,通过对氧化石墨简单水热处理后,得到了膨胀石墨。提出了一种制备膨胀石墨的新方法,即低温水热法,此方法可以避免高温烧结的过程,降低了能耗并减少了成本。将其用于锂离子电容器正极材料,在100 m A/g的电流密度下,其放电比容量达到43 m Ah/g,循环稳定性较好,容量保持率接近100%。     

AA 型 TAG-LiMn_2O_4 锂离子蓄电池

用Ｌｉ２ＣＯ３和ＥＭＤ高温合成得到的尖晶石（ＬｉＭｎ２Ｏ４）作阴极活性材料,与Ｌｉ配对做成试验电池,充电容量达１３０ｍＡｈ／ｇ,放电容量为１１０ｍＡｈ／ｇ,显示ＬｉＭｎ２Ｏ４有较好的充放电性能。对热解苯碳（ＰｙＣ）、处理的人造石墨（ＴＡＧ）、天然石墨（ＮＧ）和玻璃碳（ＧＣ）进行研究,发现ＴＡＧ有较好的充放电性能。用ＬｉＭｎ２Ｏ４做阴极活性材料,ＴＡＧ做阳极活性材料,组装成ＡＡ型锂离子蓄电池,初始放电容量为５４０ｍＡｈ,以０．２Ｃ（１００ｍＡ）恒流放电,６０ｍＡ恒流充电,电池循环寿命已达２００次。