包覆天然石墨作锂离子电池负极材料的研究

X衍射和电镜扫描显示通过沥青包覆天然鳞片石墨能在天然鳞片石墨表面包覆了一层完整和均匀的膜。天然石墨经沥青包覆改性后，不可逆容量损失从125．2mAh／g减少到32．5mAh／g；初始库仑效率达到93％；比容量从290．8mAh／g提高到365．3mAh／g；100次循环后的容量保持率从55．4％提高到93．86％。电化学性能显示沥青包覆石墨材料的最佳烧结温度为850℃，沥青最佳含量为11％wt。     

沥青包覆天然石墨的制备及性能研究

介绍了采用液相包覆法,将沥青裂解碳包覆于天然球形石墨上,以改善其循环性能。将所制备的改性石墨材料作为锂离子电池的负极,以金属锂作为对电极做成模拟电池,测试其电化学性能。分别以0.1C、0.5C、2C、3C倍率充放电,考察其循环性能。同时还对样品材料进行了X射线衍射(XRD)分析、电化学阻抗(EIS)分析及电镜扫描(SEM)分析。结果表明,沥青包覆改性有效地提高了电池的电化学性能;最佳实验条件为:烧结温度850℃,沥青含量10%。     

表面镀膜对锂离子电池石墨负极电化学性能的影响

为了提高锂离子电池石墨负极的电化学性能,采用镀膜法对极片进行表面处理。结果表明:镀层TiN的存在减少了电极在首次充放电过程中形成的SEI膜的量,从而减少了活性物质和电解液的损失,提高了电池的充放电容量10%左右;TiN与SEI膜在电极表面共同形成的钝化膜要优于单纯的SEI膜,前者更有利于电池可逆容量和充放电效率的提高。     

粒径级配对石墨基负极材料电化学性能的影响

粒径级配是按一定的配比将不同粒度的散状物料混合的方法。研究了锂离子电池石墨基负极粒径级配后对电极极片力学性能与电池电化学性能的影响规律。实验结果表明,粒径级配之后,锂离子电池负极极片抗拉伸能力变强,电化学性能也有所提升,当6μm石墨或6μm硅替换量为20%时粒径级配,循环100次后比粒径级配前比容量分别提升22%和68%。     

树脂包覆石墨用作锂离子电池负极材料

为了提高天然石墨的循环性能和充放电容量,对其进行酚醛树脂(PF)和掺硼酚醛树脂(BPF)包覆处理。处理后石墨材料的首次放电、充电容量得到明显提高;PF和BPF裂解后形成的无定形碳使包覆材料首次放电曲线在0.7～0.2V之间的放电电压平台升高;由于硼的缺电子效应使得BPF包覆石墨在1.3V附近出现新的电压平台;充放电循环结果和扫描电镜显示,裂解碳包覆层的存在使电极材料在循环中粉化现象得到抑制,有效地降低了容量衰减,提高了循环性能。     

磺化沥青包覆石墨用作锂离子电池负极材料

以水溶性磺化沥青为包覆材料,在其水溶液中完成了对天然鳞片石墨的表面包覆,复合材料制备条件温和,避免了有机溶剂的使用。通过XRD、SEM和TEM对复合材料的形貌结构进行表征,并研究了复合材料的电化学性能。结果表明,天然鳞片石墨边缘尖锐的棱角和不规则的缺陷被一层无定形炭覆盖,复合材料的首次充放电效率和循环稳定性显著提高。复合材料首次放电比容量为351.8mAh/g,首次效率达到91.9%,40次循环后容量没有出现明显衰减,容量保持率为99.6%。     

焙烧条件对碳包覆天然石墨电化学性能的影响

将天然石墨(NG)用浓HNO3氧化处理后,在其表面包覆柠檬酸,在惰性气体气氛下热处理,制得了包覆改性石墨,考察了焙烧温度和焙烧时间对包覆材料性能的影响.采用X射线衍射(XRD)和恒电流充放电等手段对该材料进行结构表征和电化学性能测试,确定了最佳的改性工艺.结果表明,焙烧温度为600℃,焙烧时间为18h时产品的循环性能较好,首次放电比容量达到492.6 mAh/g,10次循环后的比容量仍可达到347.4 mAh/g.     

热解炭包覆石墨材料的研究进展

形成壳-核状复合物的热解炭包覆石墨材料不但保留了石墨的优点,而且避免了它的缺点,是很有前景的锂离子电池负极材料。综述了热解炭包覆石墨材料的研究进展,发现,硬炭和软炭两类包覆都使得石墨电极的电化学性能有提高,但是又各有优缺点;研究的焦点集中在热解炭前躯体选择,包覆和炭化工艺的优化以及更深层次的包覆量与电化学性能的关系等几个方面。     

二氧化锡/石墨复合负极材料制备与电化学性能

以氯化亚锡和天然石墨为原料,通过化学沉积和高温烧结制备二氧化锡/石墨复合材料。材料表征发现,纳米二氧化锡颗粒(约50 nm)均匀沉积在石墨鳞片表面。纳米二氧化锡颗粒作为储锂母体可有效缓解体积效应。石墨鳞片作为SnO2颗粒的载体,不仅使得SnO2分散更加均匀,还能有效地抑制锡颗粒充放电时发生团聚和粉化,提高材料的循环稳定性。实验分析了不同组成的SnO2/石墨复合材料的电化学性能。结果表明,制备的材料表现出优异的电化学性能,其在100 mA/g的电流密度下循环时,比容量保持在450 mAh/g以上;在2.4 A/g的电流密度下循环的可逆比容量也在230 mAh/g以上。     

碳包覆天然石墨用于负极材料的研究

利用水溶性中间体(ACM)的水溶性和纳米尺度,在水相体系下包覆天然鳞片石墨,使用扫描电子显微镜(SEM),比表面积(BET)等表征方法对包覆样品进行了表征,并考察包覆材料的电化学性能,研究其在锂离子电池负极材料方面的应用。在电化学测试中,在最优化条件下首次效率最高可达92.2%,首次放电比容量为359.6 mAh/g,不可逆比容量仅为30.4 mAh/g;不同的炭化温度得到的样品首次效率不同,800~1 400℃的热处理温度是最优范围,过高的升温速率也会造成样品首次效率的降低,最佳升温速率是1~5℃/min。     

锂离子电池正极材料的表面包覆研究现状

表面包覆是改善锂离子电池正极材料性能的重要手段之一。总结了锂离子电池正极材料表面包覆的常用方法;介绍了包覆物质的种类及研究现状;讨论了包覆改善正极材料性能的机理;展望了将来表面包覆的研究工作。     

过渡金属氧化物在锂离子电池中的应用

发展高性能负极材料对于推进锂离子电池进一步应用至关重要。介绍了新型过渡金属氧化物锂离子电池负极材料的主要特点及近期研究进展,综述了碳包裹过渡金属氧化物的合成制备方法及性能,并对该类负极材料的发展进行了展望。     

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。     

锂离子蓄电池锡基负极材料的研究

综述了锂离子蓄电池锡基负极材料的研究。锡基负极材料主要有锡的氧化物、复合氧化物、盐。锡的氧化物有氧化亚锡、氧化锡及其混合物。复合氧化物为无定形结构,通过在锡的氧化物中加入一些金属或非金属氧化物,然后热处理而成。锡盐有ＳｎＳＯ４。上述锡基负极材料的可逆储锂容量均达５００ｍＡｈ／ｇ以上。锂在锡基负极材料中的储存机理主要有两种：合金型和离子型。前者是锂先将金属锡还原出来,然后与其形成合金;后者则没有锡的还原,锂在其中是以离子形式存在。锡的合金可能是更有前景的负极材料。     

改性石墨用作锂离子蓄电池负极

通过浸渍的方法在天然鳞片石墨的表面包覆上不同厚度的酚醛树脂 ,然后在N2 保护下于 10 0 0℃炭化 1h制得改性石墨材料 ,应用扫描电子显微镜 (SEM )、X射线衍射分析仪 (XRD)及恒电流充放电等技术研究所得改性石墨材料的表面物理形态、微晶结构及在不同电流密度下的充放电性能。结果表明包覆在石墨表面的具有无定形结构的酚醛树脂炭能够有效阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落 ,从而提高了石墨材料的循环稳定性 ,即使在大电流情况下仍然保持了良好的充放电性能。     

锂离子电池SiO/C负极材料制备及电化学性能

以一氧化硅、葡萄糖以及AGP-8石墨为原料,通过行星球磨和后续的高温热解制备SiO/C复合负极材料。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征,经较高温度热处理得到的复合物中含有单质硅材料。复合材料电极电化学测试显示,经1 350℃热处理得到复合材料循环38周后,容量保持率接近100%,这主要源于稳定的材料结构能够在一定程度上承受嵌/脱锂过程中硅体积的变化。     

液相氧化法制备锂离子蓄电池负极材料

用硫酸铈作氧化剂 ,通过液相法将普通的天然石墨进行氧化改性。改性后 ,除去了一些活性高的缺陷结构 ,提高了石墨结构的稳定性 ;在除去缺陷结构的同时 ,增加了纳米级微孔及通道的数目 ;另外 ,氧化时形成的氧化物层与石墨结构结合得比较紧 ,可作为致密的钝化膜 ,并防止石墨结构的破坏。这些因素的变化有利于锂的插入和脱出 ,抑制电解质的分解 ,导致可逆容量从 2 5 1mAh/ g增加到 3 4 0mAh/ g以上 ,第 1次循环的充放电效率达 80 %以上 ,前 1 0次循环的可逆容量没有衰减。该方法适宜于锂离子蓄电池负极材料的工业化生产。     

锂离子在石墨中的嵌入特性研究

研究了锂离子在人造石墨（ＡＧ）中的电化学嵌入特性和用它作负极材料时的电池性能。Ｌｉ－ＡＧ试验电池在ＬｉＡｓＦ６－ＥＣ＋ＤＥＣ电解液中充电时，依次形成Ｌｉ０．５Ｃ６和ＬｉＣ６两种化合物，这可由ＸＲＤ图谱及碳电极贮存期间电极电位的变化曲线获得证明。ＡＧ颗粒表面使用ＰＡＮ在１２００℃氮气中分解碳的包覆试验表明，这种无定形碳层可提高材料的放电率，降低自放电率。制成了额定容量为４００ｍＡｈ和５００ｍＡｈ的两种ＡＡ型ＡＧ－ＬｉＣｏＯ２电池；４００ｍＡｈ容量的电池以０．５Ｃ，１００％ＤＯＤ充放电寿命超过４００次，同样条件下，５００ｍＡｈ电池寿命在３００次以上     

荷电状态对锂离子电池电化学性能的影响研究

以LiNi0.6Co0.2Mn0.2O为主要正极材料制备锂离子电池,通过循环伏安法、电化学阻抗谱和恒电流间歇滴定技术研究了过充状态、过放状态和正常使用条件下锂离子电池电化学参数变化规律。结果表明,锂离子电池在过充、过放时,固体电解质界面(SEI)膜遭到破坏,电荷转移和离子扩散难度增加,电池整体电阻增大,安全性降低;然而,以恒电流间歇滴定方式将电池过充到4.5 V时,电池正、负极材料结构的改变具有可逆性,电池可以恢复到正常状态;将电池过放至2.5 V后,正极或负极材料的结构遭到严重破坏,该破坏过程不可逆。该项研究结果对于明确荷电状态对电池整体性能的影响、开发新型电池检测技术并进行电池安全设计具有重要意义。