高性能硅基复合锂离子电池负极制备及电化学性能EI北大核心CSCD

因硅具有高达4200 mA·h/g的理论嵌锂容量,成为目前最具有发展前景的锂离子电池负极材料。但是,因硅材料在嵌脱锂过程中存在巨大的体积膨胀(≥300%),制约了其作为锂离子电池负极的商业化应用。通过采用静电纺丝技术和碳源前驱体包覆相结合的方法,经过碳化处理制备的C@Si/C硅基复合负极。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对材料的物相结构和微观形貌进行了表征,采用热重分析实验研究了聚乙烯吡咯烷酮包覆后所得材料质量随温度的变化情况,通过Raman测试考察了碳化后所得硅基负极材料的石墨化程度。对所制备的硅基负极材料进行了恒电流充放电、循环伏安及交流阻抗谱分析。结果表明:经碳包覆后的静电纺丝Si/C纤维相较于未包覆前,电化学性能有了明显提升。在0.1 A/g的电流密度下,首次放电容量可达到1401.4 mA·h/g,首次Coulombic效率高达70.22%,经100圈循环后容量仍保持在582.6 mA·h/g,倍率测试结果表明,经过1.0 A/g的大电流密度测试后,在0.1 A/g的电流密度下,仍具有622.2 mA·h/g的可逆容量。     

锂离子电池硅负极表面改性的研究进展

硅由于具有高的理论比容量、低的脱嵌锂电位、储量丰富等优势已成为当前高能量密度锂离子电池重要开发的高性能负极材料，但硅负极较大的体膨胀效应和较低的电导率等问题限制硅负极在商业中进一步的应用。针对硅负极材料发展所面临的问题，本文着重从硅的表面改性包括表面包覆、表面功能化、人造固相电解质膜等技术展开综述，分析了这些改性策略及电化学性能改进机理，并对硅表面改性技术进一步发展做了简单展望，旨在开发出高能量密度动力锂电池用关键硅负极材料。     

TiO_(2)改性SiO材料的制备及储锂性能EI北大核心CSCD

通过溶胶-凝胶和高温固相法制备了SiO@TiO_(2)/C复合材料。结果表明:由于TiO_(2)对界面稳定性及锂离子扩散过程的促进作用,SiO@TiO_(2)/C材料拥有优良的循环和倍率性能。在1 A/g的电流密度下循环150次,材料表现出710 m A·h/g的比容量;在4 A/g的高电流密度下可逆比容量仍能达到430 m A·h/g。     

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....     

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。     

镁热还原法制备多孔硅碳复合负极材料

分别以介孔二氧化硅(SBA-15和 MCM-48)和硅藻土为硅源,通过镁热还原制备多孔硅,然后向多孔硅中注入有机碳前躯体,经过高温碳化处理得到多孔Si/C复合负极材料。采用X射线衍射仪、Raman光谱仪、场发射扫描电子显微镜和N2吸附脱附测试仪对合成的材料分别进行了表征,研究了多孔 Si/C 复合材料的电化学性能。结果表明：镁热还原介孔二氧化硅可以得到多孔硅材料,碳加入到多孔硅材料中可以有效提高材料的电子电导率,可明显改善材料的循环稳定性。同时多孔结构可以有效缓解硅基材料充放电过程中的体积应力,提高材料的循环稳定性。以SBA-15、MCM-48和硅藻土为硅源制备得到的3种多孔Si/C复合材料在200 mA/g电流密度下循环30次之后的可逆容量分别为712、664、463 mA·h/g。     

锂离子电池用硅负极材料的改性

采用以葡萄糖为还原剂的银镜反应体系,对硅粉进行表面改性。对不同硅银质量比的硅银复合材料进行物相和形貌分析,并将其作为锂离子电池负极材料进行充放电测试。结果表明,硅粉表面包覆了一层均匀致密的银颗粒,在一定程度上抑制了硅在脱嵌锂时的体积膨胀,改善了电极的循环性能。硅银复合材料作为负极的锂离子电池首次放电比容量达1840mAh/g,30次循环后逐渐降至533mAh/g。     

锂离子电池硅碳复合负极材料结构设计与研究进展

综述了锂离子电池(LIBs)中使用的硅/碳(Si/C)复合负极材料的最新研究进展,从结构设计原理、材料合成方法、形态特征和电化学性能方面进行了总结,并分析了各种结构设计对改善性能的作用机理。讨论并提出了合理的Si/C负极材料结构设计以实现商业化的其余挑战和前景。     

锂离子电池硅碳复合负极材料结构设计与研究进展

综述了锂离子电池(LIBs)中使用的硅/碳(Si/C)复合负极材料的最新研究进展,从结构设计原理、材料合成方法、形态特征和电化学性能方面进行了总结,并分析了各种结构设计对改善性能的作用机理。讨论并提出了合理的Si/C负极材料结构设计以实现商业化的其余挑战和前景。     

提高锂离子电池炭负极材料性能的表面处理方法

综述了锂离子电池炭负极材料表面的研究和开发现状。着重就炭负极材料表面处理中的包覆、成膜和化学方法进行了归纳的引述。     

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。     

高容量锂离子电池硅基负极材料的研究现状与发展北大核心

硅基材料因具有高比容量的特点成为新一代高容量锂离子电池的负极材料,但其在锂离子脱嵌锂过程中存在严重的体积效应,降低了电池的循环稳定性和初始库伦效率,从而限制了其商业化应用。本文综述了近几年来锂离子电池硅基负极材料的主要改性方法和研究进展,阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的问题,并指出其未来的发展方向。     

碳包覆对钛基锂离子电池负极材料的影响

本文以钛基材料为例,研究了碳包覆改性对过渡金属化合物电化学性能的影响,发现碳层不仅可以缓冲电解液对电极材料的破坏,还可提供部分可逆容量并降低了界面阻抗。实验表明:钛基材料晶粒内部的导锂性在包碳后明显提升,而且相比于尖晶石Li_4Ti_5O_(12),电极反应中应变较大的TiO_2导锂性提升更加明显,从而有利于其高理论容量的发挥,包碳后材料晶粒内部导锂性的提升可能是过渡金属化合物包碳后可逆容量大幅提升的重要原因。     

整形和表面改性对人造石墨负极材料性能的影响

在对不同来源人造石墨原料进行理化性能分析的基础上,按照相同的工艺条件制成负极材料,比较了原料来源不同的人造石墨用作锂离子电池负极材料的性能。再以同一来源人造石墨为原料,采用不同设备、不同工艺、不同含量沥青进行整形、炭包覆及表面氧化改性处理,探讨了不同工艺处理对所制备的人造石墨负极材料的粒度分布、振实密度、比表面积和电化学性能的影响。结果表明,整形工艺与设备、炭包覆和表面氧化改性处理对提高负极材料的性能具有重要的作用。     

复合溶胶–凝胶一锅法制备锂离子电池氧化亚硅/碳复合负极材料

采用复合溶胶–凝胶法结合后续热处理,制备了具有包埋结构的氧化亚硅/碳(SiO_x/C)复合负极材料。扫描电子显微镜分析结果表明:氧化亚硅纳米颗粒嵌入在无定形碳中。电化学性能测试表明:SiO_x/C复合材料具有较高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。材料在0.1 A/g的电流密度下100次循环后的可逆比容量为710 m A·h/g,容量几乎无衰减;在1.6 A/g的电流密度下,可逆比容量为380 m A·h/g。优异的电化学性能是由于材料的包埋结构能有效地缓冲SiO_x充放电过程中的体积膨胀,保证材料的结构完整性和电化学循环稳定性。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

硅材料由于其高容量和地壳中的高储量，成为近年来的研究热门。但硅材料的商业化还存在一些问题，主要是由于硅材料的体积效应导致的循环性能差和较低的电导率。本文综述了近年来对硅材料改性的一些方法，如：硅材料纳米化、碳包覆、合金化、预锂化，及与硅材料相匹配的粘结剂和电解液添加剂的研究等，并对硅材料的研究现状进行了总结和展望。     

MnO-C负极材料的制备及其电化学性能研究

通过一步热解策略将MnO均匀分散在碳网络中。碳材料结构不仅提供了促进离子传输的空穴和增强电荷转移的导电框架,而且有效地提供了弹性缓冲空间,以适应循环过程中的体积膨胀。使用XRD、SEM对样品结构和微观形貌进行了表征,对所制备的负极材料的电化学性能进行了测试和分析。结果表明：复合材料在0.3A·g-1的电流密度下循环50...     

锂离子二次池炭负极材料表面改性与修饰

综述了有为负极材料的表面改性与修饰方法,主要有：氧化还原,包覆,化学镀膜等方法,并通过对各种方法的研究效果比较,得出包覆是一 种有效且实用的表面改性与修饰方法。     

石墨负极材料的发展历史与研究进展北大核心

石墨目前占据着锂离子电池负极材料的主导地位,这主要得益于其丰富的储量、高能量密度、高功率密度和低成本等优势。本文主要基于石墨负极的发展历程以及石墨负极的当前研究进展和未来发展趋势,详细阐述了石墨负极在当前实际应用中所存在的几个关键性问题,讨论分析了一系列改性策略,对石墨负极的未来发展趋势进行了展望。