锂离子电池浆料的制备技术及其影响因素

新能源汽车行业的蓬勃发展对高性能锂离子电池需求越来越迫切.作为锂离子电池的重要组成部分,电极性能对于锂离子电池整体性能的影响十分显著.而在电极中,作为多组分混合物浆料的均匀性和稳定性对于电极片性能的影响巨大.但是目前研究者们的重点通常都是放在电极特性和电池组装工艺上,对决定电池性能浆料的特性研究较少.电极组分的均匀性是由浆料组分的均匀性和稳定性决定,而浆料是一种多组分悬浮颗粒组成的复杂体系,其均匀性和稳定性难以直接观测,浆料的流变性能是当前能反映浆料均匀性和稳定性的最有效的指标参数.本文阐述了近年来锂离子电池电极浆料制造过程中活性物质、黏结剂、导电剂、溶剂、分散添加剂、pH值、温度、混合步骤对浆料流变性能的影响,总结了这些因素对浆料流变性能的影响规律,为研制出更加均匀和稳定的浆料体系及高性能锂离子电池提供一定的指导作用.     

锂离子电池用多孔电极结构设计及制备技术进展

随着人们对锂离子电池需求的日益增加, 高能量密度和高功率密度锂离子电池技术成为研究热点之一。材料改性及新材料开发能有效提高电池的能量密度, 除此以外, 孔隙率、孔径大小与分布、曲折度及电极组分分布等电极的微观结构参数也是决定电极及电池性能的关键因素。通过优化电极结构设计提升高比能电池的性能逐渐成为人们关注的焦点。本文综述了锂离子电池多孔电极结构设计优化的研究进展, 总结了多孔电极结构设计要素及制备方法, 最后对电极结构设计优化以及推动新型制备技术的规模化应用在高比能锂离子电池领域的未来发展前景进行展望。     

石墨烯及复合材料作锂离子电池电极的进展

石墨烯是一种单原子层厚度的石墨材料,具有独特的二维结构和优异的电学、力学及化学稳定性。此外,石墨烯还具有特殊sp^2结构,易于与其它材料复合。利用石墨烯获得具有特殊形貌和微观结构的电极材料,能有效改善材料的各项电化学性能,作为锂离子电池的电极材料具有潜在的应用前景。总结了近些年对石墨烯及复合材料作为锂离子电池电极材料的研究,重点阐述了材料的制备、电学性质及基本原理,为其作为锂离子电极材料的应用提供相应的理论依据。     

改善锂离子电池电极/电解液界面高温稳定性的研究进展

电极/电解液界面作为制约锂离子电池高比能量和电化学稳定性的关键因素，其高温稳定性对电池的电化学性能有着重要影响。综述了近几年来改善锂离子电池高温稳定性的研究进展；介绍了高温环境对锂离子电池电极材料和电解液的主要影响；主要从电解液组成角度出发分析了如何设计高温条件下可稳定存在的电极/电解液界面膜，进而有效地改善锂离子电池的高温性能；最后对锂离子电池高温电解液未来的发展和研究方向进行了展望。     

二维纳米材料MXene及其在锂离子电池中的应用研究进展

自20世纪90年代可充电锂离子电池商业化以来,其研究与开发迅速发展.然而研究表明,在锂离子电池中,高速率充电/放电过程会降低锂离子电池的电化学性能.因此,众多研究者致力于开发具有优异的电化学性能、高能量密度和高功率密度的先进电极材料,以进行更好的能量存储和转换.二维(2D)材料由于其独特的性能而表现出巨大的储能潜力.近年来,衍生自MAX相前驱体的2D过渡金属碳化物/氮化物新系列MXene引起了广泛关注.MXene具有化学和结构多样性,因此与其他2D材料相比,在高功率锂离子电池应用中具有竞争力.研究发现,MXene具有优异的物理及化学性质,其中包括非凡的机械强度、出色的导电性、多种可能的表面终止、优异的比表面积以及容纳嵌入剂的能力.当用作锂基电池的电极材料时,MXene已表现出卓越的电化学性能.文中对MXene材料制备路线、结构类型及性质进行介绍,并进一步介绍了MXene材料的储锂机理,归纳总结了MXene在锂离子电池中应用研究的最新进展,最后概述了用于锂基能量存储设备的MXene和MXene基复合材料的挑战和前景,并提出杂原子掺杂、插层以及与其他电极材料复合正成为改善MXene材料在LIB中电化学性能的新方向.     

生物模板法合成锂离子电池电极材料研究进展

锂离子电池是一类极具潜力的新型二次化学储能器件,被广泛应用于便携式电子设备、电动交通工具和智能电网等领域。高性能电极材料的设计和合成是获得高能量密度、长循环寿命、高安全性锂离子电池的关键。文章针对锂离子电池电极材料存在制备工艺复杂、结构难以控制、活性物质利用率低、循环稳定性和倍率性能差等问题,从生物资源高效利用角度出发,结合生物材料尺寸均匀、形态多变、结构精密、环境友好等优点,综述了生物模板法合成锂离子电池电极材料的研究进展,并对该领域的发展方向进行了展望。     

水溶液锂离子电池电极材料的发展概况

通过对水溶液锂离子电池电极材料的制备方法、结构、电化学性能、充放电过程等方面的论述,总结了近年来水溶液锂离子电池电极材料的研究状况,并对存在的问题进行了分析。探讨了采用不同化合物、不同制备方法和改性方法来提高其比容量和循环稳定性的可能性。     

锂离子电池钒系电极材料的研究进展

锂离子电池电极材料对锂离子电池性能提升起着关键作用.钒的价态较多,构成的钒系电极材料具有层状、尖晶石型、反尖晶石型等多种结构.该系列材料通常具有较高的理论比容量,且合成方式多样,性价比高,因此钒系化合物在锂离子电池电极材料的应用上受到了广泛关注,但目前尚缺少对钒系电极材料的系统性总结.本文综述了以钒的氧化物、无锂型金属离子钒酸盐、含锂型钒酸盐及钒磷酸根聚阴离子材料为主要体系的锂离子电池钒系电极材料,并对各体系的结构及电化学性能进行了总结,针对合成锂离子电池钒系电极材料的主要方法(如固相合成法、溶胶-凝胶法、水热法、碳热还原法、液相沉淀法等)进行概述及分析,还对通过纳米化、特殊形貌控制、复合改性等其他改性方式优化的钒系电极材料的性能进行了介绍,最后对钒系锂离子电池电极材料的研究方向和发展前景进行展望,希望对促进该类材料的研究与产业化应用能有所助益.     

GZO厚度对非晶硅电池中复合背电极的影响

在非晶硅太阳能电池中加入复合背电极是提高非晶硅太阳能电池光电转换效率和稳定性的有效手段.本文利用磁控溅射技术在非晶硅薄膜太阳能电池上制备了ZnO :Ga(GZO)/Al复合背电极,研究了GZO厚度对GZO薄膜光电性质及非晶硅电池中GZO/Al复合背电极性能的影响.研究表明：随着GZO层厚度的增加,GZO薄膜的光电性质均表现出较高水平,适合制备GZO/Al复合背电极;相较于单层Al背电极的非晶硅太阳能电池,具有GZO/Al复合背电极的太阳能电池性能大幅提高.当GZO层厚度为100 nm时,太阳能电池的短路电流(I_SC)、开路电压(V_OC)和填充因子(FF)分别达到8.66 mA,1.62 V和54.7%.     

全固态锂离子电池V2O5阴极薄膜研究进展

全固态薄膜锂离子电池由于具有能量密度高、循环性能和安全性能好等优点已成为目前研究的热点.其中,V2O5薄膜是锂离子电池中一种备受重视的阴极材料.对V2O5薄膜的离子扩散系数以及结构特点做了简单介绍,重点评述了V2O5薄膜电极制备和电化学性能研究方面的发展近况,并对今后的发展方向进行了展望.