硫化锂正极材料及研究进展

锂硫电池具有较高的理论比能量(2600 Wh/kg)和理论比容量(1675 mAh/g),因此被认为是下一代最具潜力的储能设备之一.以锂硫电池正极存在的主要问题,重点讨论了不同宿主材料[包括碳基材料、聚合物、无机金属化合物等与硫化锂(Li2S)形成的复合正极材料]的研究进展和优缺点,分析了各代表性材料的结构特性及其提升Li2S正极性能的基本方法,并对Li2S正极材料未来的研究趋势作了展望.     

锂离子电池正极材料NiS的制备与性能

采用球磨法和水热法分别合成了硫化镍(NiS)正极材料,用SEM、XRD、循环伏安和充放电等方法分析了材料的结构、形貌及电化学性能。水热法合成的材料颗粒均匀,分散程度高;以0.1 mA/cm2的电流密度在1.0～3.0 V充放电,首次放电比容量为584.6 mAh/g。     

锂硫电池正极材料研究进展

锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系,将是下一代电动汽车以及混合电动汽车的化学能源。通过十余年的研究和开发,虽然对其电化学过程中复杂反应机理还没有完整系统的理论描述,但是围绕锂硫电池的研究取得了很多成果。回顾了过去十余年在锂硫电池正极材料领域取得的研究成果,介绍了锂硫电池正极材料的研究现状,分析了该体系的缺陷和存在的问题,并展望了今后锂硫电池的研究方向。     

锂离子电池正极材料锂镍氧的研究进展

详细综述了锂离子电池正极材料锂镍氧的制备方法，并从LiNiO2的结构和性质出发探讨了不同离子对LiNiO2的掺杂改性作用。认为严格控制合成条件，可以合成近乎化学计量的LiNiO2。通过混合掺杂改性，可以得到容量大、循环性能好、热稳定性高的掺杂锂镍氧正极材料。     

微波法制备锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C

采用湿化学法-微波法制备了Li2FeSiO4/C正极材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、X射线能谱(EDS)和恒流充放电测试,对样品结构、形貌、组成和电化学性能进行了表征和分析。结果表明该法可以快速高效制备出Li2FeSiO4/C材料;在640 W功率下微波处理6 min,获得了晶粒细小、均匀和良好碳包覆的Li2FeSiO4,该产物具有较高的放电比容量和良好的循环性能。室温下以1/16 C进行充放电,首次放电比容量为120.7 mAh/g,10次循环后放电比容量保持为100.2 mAh/g。     

锂硫电池正极复合材料研究进展

从两个方面综述了锂硫电池正极复合材料的研究进展:一方面为含硫复合材料,它包括硫/碳、硫/纳米金属氧化物及硫/聚合物复合材料;另一方面为正极所含的粘结剂,它包括聚环氧乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯(PVDF)、水溶性聚合物(LA)、白明胶(gelatin)等。此外,针对锂硫电池存在的问题,对后续研究作了展望,提出选择具有多孔结构和良好导电性的碳材料是提升锂硫电池性能的关键因素;同时具有良好粘结性能、高的导电性能及优异化学稳定性的黏结剂也对锂硫电池性能的提升发挥重要作用。     

高性能锂硫电池正极复合材料研究现状

锂硫电池具有理论比容量高（1 675 mA·h/g）、硫资源丰富、环境友好无毒和价格低廉等优点,是下一代二次电池的研究重点。单质硫作为锂硫电池正极材料时,其导电性差、中间产物溶解及放电过程体积膨胀导致的电化学性能衰减,严重制约着锂硫电池的商品化。对单质硫进行复合是目前主要的改性方法和研究热点。综述了吸附型、包覆型和多元复合型等多种硫基正极复合材料的研究现状,分析了复合材料微观结构对其电化学性能的影响,并展望了硫基正极复合材料及锂硫电池的发展前景。     

锂硫电池用S/KB正极材料的制备及性能

以科琴黑(KB)作为单质硫的复合载体,分别用球磨法和热处理法制备不同含硫量的S/KB复合材料,并作为正极材料制备软包装锂硫电池。用XRD和SEM进行物相分析,用电化学阻抗谱(EIS)和恒流放电对电化学性能进行研究。以热处理法制备的复合材料为正极材料的锂硫电池具有更好的放电性能,在电极活性物质的利用率、倍率性能和电池的比能量方面都有一定的优势。0.1 C倍率下,以热处理法制备的含硫量80%的S/KB为正极材料的Li/S电池,比能量最高达到295.6 Wh/kg;2.0 C倍率下,以热处理法制备的含硫量60%的S/KB为正极材料的Li/S电池,比能量达155.2 Wh/kg。     

正极材料高温热处理后锂硫电池电气性能变化

采用多壁碳纳米管(MWCNT)、气相生长碳纤维(VGCF)、活性炭(AC)为单质硫的载体,通过高温热处理的方法制备锂硫电池用S/C正极材料。通过对所得材料进行X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、热重分析、恒流充放电及循环伏安测试等对材料的结构及电气性能进行分析。研究发现,锂硫电池的放电比容量及循环性能受碳材料的影响较大,其中S/VGCF复合材料的电化学性能较好,当以0.1 C的电流在1.5~3.0 V进行充放电时,其首次和第100次循环的放电比容量分别为1 205.62、613.18 m Ah/g。     

固相法合成大颗粒尖晶石锰酸锂正极材料

采用固相法一次合成尖晶石锰酸锂(LiMn2O4),研究了掺杂V及合成时间对材料的影响;用感应耦合等离子体(ICP)、XRD、SEM、激光粒度分析(LPS)、BET和充放电测试,对材料进行分析。相对于未掺杂的材料,在850℃下保温12h合成的掺杂V的LiMn2O4具有更完整的结晶度、光滑的颗粒表面,粒径增至16.76μm,比表面积减至0.258 m2/g;以0.5C在3.0~4.3 V充放电,25℃和55℃时循环30次的容量保持率分别提高了2.86%和4.13%。     

二次锂电池用硫系正极材料的研究进展

较系统地介绍了二次锂电池用硫系正极材料的发展概况及其研究现状。希望通过介绍含硫材料的特征、探讨多种具有前景的正极材料,为人们深入研究和开发这种含硫正极材料提供一定的依据。     

溶胶凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料

溶胶凝胶法制备材料具有突出的优越性。正极材料在锂离子蓄电池的生产和应用中起着关键作用,锂离子蓄电池正极材料合成是锂离子蓄电池研究的热点。综述了用溶胶凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料的研究现状,该工艺已经取得了很大的进展,但仍未工业化。对其发展方向作了展望,认为其发展方向为掌握溶胶凝胶工艺规律,研究开发新的溶胶凝胶工艺路线,对材料进行了表面改性,早日实现溶胶凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料的工业化。     

微波液相无焰燃烧法超快制备尖晶石型锰酸锂

本文利用微波液相无焰燃烧反应,从而获得纯度与结晶度好的尖晶石型锰酸锂材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、恒电流充放电循环测试和循环伏安(CV)对所合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了分析表征。该材料的X射线衍射峰与尖晶石型锰酸锂一一对应,不存在其他杂质峰,表明该材料为纯相。从SEM显微图片可以看出,该材料主要为多面晶体结构。室温下1C恒流充放电,微波合成样品的初始放电比容量达到了119.3mAh/g,100次循环后仍然能放出89.2mAh/g的容量,容量保持率为74.8%。     

锂硫电池过渡金属氧化物/碳/硫正极

提出了由金属-有机骨架材料(MOF)衍生的菱形十二面体NiO-NiCo2O4空心多面体结构包覆还原氧化石墨烯(rGO)作为硫载体的设计方案,极性金属氧化物可以有效吸附多硫化物,抑制穿梭效应,空心结构可以有效缓解电极反应过程中的体积变化,rGO的引入可有效提高电极材料的电导率,促进正极硫的充分反应,进而提高硫的利用率,提...     

微波合成锂电池正极材料LiFePO4电化学性能

采用微波合成技术合成锂离子蓄电池正极材料LiFePO4,通过X射线衍射(XRD),电子扫描电镜(SEM)和恒电流充放电实验,研究了在一定微波功率下合成时间对材料性能的影响。结果表明,作为微波吸收体的活性碳,升温时氧化产生的还原气氛能有效防止Fe2 的氧化,制备出单相纯净的LiFePO4。当合成时间为14min时,采用0.25C进行充放电,材料比容量可以达到96mAh/g,与固相高温合成材料的比容量性能相当。     

FeWO4Cl as cathode material for lithium rechargeable battery

Lithium has been electrochemically and chemically intercalated into layered FeWO₄Cl. The discharge curve between FeWO₄Cl and Li₂FeWO₄Cl is constituted by three potential plateaux and two domains where the cell voltage decreases rapidly upon the intercalation of lithium ions. A wide bi-phase domain is obtained for x in Li _x FeWO₄Cl ranging between 0.0 and 0.85. The limit of a solid solution extends in the vicinity of the LiFeWO₄Cl composition. The theoretical and practical discharge capacities for Li_1???xFeWO₄Cl are 79.03 mAh/g and 78.45 mAh/g respectively. The structures of FeWO₄Cl and LiFeWO₄Cl were determined: from single crystal analysis and by Rietveld refinement of the powder X-ray diffraction pattern respectively. The modifications of the Fe–O bond lengths emphasize the iron reduction during the discharge process. Moreover, the strong change of Fe–Cl distance suggests a reversible framework modification.     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的改性研究

磷酸铁锂(LiFePO4)作为新兴的一种Li+动力电池正极材料,具有安全性好、价格低廉、循环性能好、结构稳定等其他锂离子材料无可比拟的优点,是现代商业化锂离子电池首选的正极活性材料.综述了LiFePO4正极材料的充放电机理及提高LiFePO4电化学性能的改性现状:表面包覆、掺杂金属离子及纳米颗粒改性.最后指出利用纳米粒...     

锂离子蓄电池正极材料LiCoO2研究进展

氧化钴锂是目前锂离子蓄电池普遍采用的主流正极材料。着重叙述了氧化钴锂的高温合成技术、低温合成技术及前驱体的制备过程,也较详细地介绍了氧化钴锂的掺杂改性方法,扼要介绍了纳米技术在氧化钴锂正极材料合成中的应用。并且指出:对氧化钴锂掺杂少量元素P、B、Mg,并综合氧化钴锂、氧化锰锂及氧化镍锂等化合物的优缺点而合成复合锂锰钴、锂镍钴氧化物,仍然是这一领域的研究方向。     

锂离子电池正极材料LiFePO4研究进展

LiFePO4作为一种新型的锂离子电池正极材料,安全性好,价格低廉,环境友好,循环性能稳定。结合本实验室的研究工作,从合成方法,表征手段,循环性能和电导率等方面综述了近年来LiFePO4的发展概况,并提出了LiFePO4进一步可能的发展趋势。