胶态电解质锂硫电池电化学性能研究

采用多壁碳纳米管与升华硫在一定条件下合成了一种新型纳米复合材料。用该复合材料作为正极活性物质所制备的锂电池,分别在液态电解质和胶态聚合物电解质中进行了充放电性能比较。结果表明：胶态锂硫电池比液态锂硫电池具有更好的循环性能、更高的比容量和比能量。这种胶态电解质抑制了锂硫电池中单质硫本身和正极活性物质的放电产物多硫化物的溶解。     

粘合剂对硫电极电化学性能的影响

采用恒流放电、循环伏安和交流阻抗等方法,研究了粘合剂聚环氧乙烷(PEO)和水溶性聚合物LA对硫电极电化学性能的影响.当电流密度为0.2 mA/cm2、电极厚度为70 μm时,LA-硫电极的放电比容量比PEO-硫电极高100 mAh/g,放电平台电压高近50 mV.随着放电电流密度或电极厚度的增加,PEO-硫电极极化的加剧程度比LA-硫电极的大;随着电解液的浸润、渗透,PEO-硫电极的阻抗增大,而LA-硫电极的阻抗逐渐减小并趋稳定,这是PEO-硫电极的放电性能不如LA-硫电极的主要原因.     

电解液对硫电极电化学性能的影响

采用恒流充放电、循环伏安等方法并结合电导率和粘度的测试,研究了电解液对硫电极电化学性能的影响。结果表明,在配制的电解液中,硫电极在2.3 V和2.0 V附近有两个放电电压平台,低电压平台的电位和电解液的粘度密切相关。当电解液为1 mol/L LiN(SO2CF3)2/1,3-二氧戊环(DOL) 乙二醇二甲醚(DME)(50∶50,体积比)时,在室温、0.4 mA/cm2的电流密度放电时,硫电极的首次放电比容量达1 050 mAh/g,第50次循环,放电比容量仍维持在600 mAh/g以上。     

锂硫电池电解质的研究进展

综述近年来锂硫电池电解质的研究进展,包括各种电解质体系:液态有机电解质、离子液体电解质、固态聚合物和无机电解质等。整体评价了目前锂硫电池所使用的电解质,展望了未来的锂硫电池电解质的发展趋势。     

高比能锂硫二次电池用电解质研究进展

当今锂硫电池由于其高理论比能量而得到了越来越多的关注.电解质作为锂硫电池的重要组成部分,其性能优异程度对提高电池的综合性能具有重要的作用.简要介绍了锂硫电池体系的主要问题及对策;对该电池体系用电解质的国内外研究进展进行了详细的阐述,尤其是液态电解质;对上述电解质的发展前景进行了展望.     

锂硫电池硫电极的研究现状

综述了锂硫电池硫电极材料研究现状;介绍了正极制备工艺(如粘结剂、导电剂、添加剂、硫颗粒的尺寸等)和电解液对硫电极电化学性能的影响;展望了硫电极材料的电化学性能改进方向。     

2-甲基噻吩对锂硫电池电化学性能的影响

通过充放电测试考察了电解液添加剂2-甲基噻吩的含量对锂硫电池电化学性能的影响。结果表明,添加2%(质量分数)的2-甲基噻吩能有效改善锂硫电池的循环性能和库仑效率,在电流密度为200 m A/g下,前50次的电池放电容量保持率由42.8%提高到49.6%,前50次的平均库仑效率由60%提高到75%。     

聚合物电解液添加剂对锂硫电池性能的影响

采用聚乙二醇二甲醚(PEGDME)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚氧化乙烯(PEO)作为聚合物电解液添加剂,通过充放电测试研究了这些添加剂对锂硫电池电化学性能的影响。研究结果表明,添加2%(质量分数)电解液添加剂PVP能有效提高锂硫电池的循环性能和库仑效率,在电流密度为200 m A/g下,前50次的电池放电容量保持率由42.8%提高到50.8%,首次循环库仑效率由60.2%提高到95.3%。     

锂空气电池复合电解质电化学性能研究

采用LiPF_6与EC/EMC/DMC作为锂空气电池电解质主体,并分别加入LiTFSI和LiBF_4锂盐制成复合电解质材料,组装成锂空气电池,通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6+LiBF_4与EC/EMC/DMC体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.10 mA/cm~2电流密度下电池首次放电比容量为3 163 mAh/g,能量密度7.98 m Wh/cm~2。     

粘合剂对于锂-硫电池正极性能的影响

选用LA132、海藻酸钠、β-环糊精和PVDF四种粘合剂应用于锂硫电池正极中,采用恒流充放电、交流阻抗和扫描电镜(SEM)等方法考察了不同粘合剂对锂硫电池电化学性能的影响。其中以海藻酸钠为粘合剂的正极循环性能和倍率性能最为优异,在电流密度100 m A/g下,115次循环后放电比容量为757 m Ah/g,容量保持率达70%。在1 000m A/g电流密度下,放电比容量达到600 m Ah/g。     

官能团改性对锂硫电池性能的影响

以椰壳为原料、氢氧化钾为活化剂,制备高比表面积(2 258 m2/g)、具有微孔结构的活性炭。采用氨水、双氧水进行改性,随后经高温封装法将改性活性炭与硫复合(硫含量为60%),作为正极材料制备锂硫电池,研究官能团改性对锂硫电池性能的影响。氨水改性引入了大量的氨基,以200 m A/g的电流在1.7~2.8 V循环,首次放电比容量由硫正极的1 058m Ah/g提高至硫碳复合正极的1 333 m Ah/g;双氧水改性引入了羧基基团,对锂硫电池的容量和循环性能不利。     

EC基电解液添加剂对锂离子电池性能的影响

以碳包覆Si合金粉末与人造石墨混合作为负极材料,制备CR2032型扣式电池,探讨氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)和氯代碳酸乙烯酯(CEC)等3种电解液添加剂对Si-C负极材料半电池性能的影响。适当的添加剂会先于碳酸酯类溶剂在负极材料表面形成薄而稳定的固体电解质相界面(SEI)膜,抑制碳酸酯类溶剂在充放电过程中的分解,使Si合金粉末的碳包覆壳保持稳定,同时解决Si-C负极材料的体积膨胀问题。当FEC、VC和CEC的添加量(体积分数)分别为3%、1%和3%时,电池的放电比容量、首次库仑效率和循环稳定性均得到改善。以100 mA/g电流在0.01～3.00 V充放电,Si-C负极材料的首次放电比容量达452.60 mAh/g,首次库仑效率达91.90%;第循环150次的容量保持率为86.50%。     

电解液对锂离子电池低温放电性能的影响

向常规电解液[六氟磷酸锂(LiPF6)-碳酸乙烯酯(EC)-碳酸甲乙酯(EMC)-碳酸二甲酯(DMC)]中添加溶剂乙酸乙酯(EA)和碳酸丙烯酯(PC),制得的低温电解液可改善锂离子电池的低温放电性能.在-40℃下,低温电解液和常规电解液的电导率分别为0.864 mS/cm、0.370 mS/cm;在0.20 C、0.50 C时,使用低温电解液的电池的放电容量分别为室温放电容量的71％和41％,放电中值电压比室温时分别降低了0.90V和1.03V.     

安全型电解液对锂离子电池性能的影响

对比使用常规电解液1 mol/L LiPF_6/EC+DMC+EMC和添加磷酸三苯酯、甲基氟代丁基醚的安全型电解液的锂离子电池的性能。使用安全型和常规电解液的电池,直流内阻分别为90 mΩ、70 mΩ,以0.4 A在3.0~4.2 V充放电的首次库仑效率分为90.60%、89.96%。使用安全型电解液的电池,倍率放电性能较差,8.0 A放电容量与0.4 A时相比降低了42.5%;搁置120 d,容量保持率为85.89%;以0.50 C在3.0~4.2 V循环150次的容量衰减率约为11.1%。在4.2 V满电状态下的针刺实验结果表明:使用安全型电解液的电池,表面最高温度为109℃,且不燃烧、不起火、不爆炸;使用常规电解液的电池,表面温度高于350℃,并伴随有燃烧、起火,但不爆炸。     

气相Si02电解液添加剂对阀控铅酸电池充放电性能的影响

本文采用气相二氧化硅作为硫酸电解液添加剂,研究了其对阀控铅酸蓄电池2小时率充放电容量、大电流充放电性能、搁置性能及低温性能的影响,结果表明：气相二氧化硅提高了铅酸蓄电池在上述各种情况的充放电容量及功率,其中在电解液中添加质量分数为5%的气相二氧化硅的铅酸电池,具有最好的电化学性能。气相二氧化硅减少了铅酸蓄电池欧姆极化与电化学极化,从而改善了电解液性能,提高了蓄电池的电化学性能。     

电解液对电动自行车用蓄电池性能的影响

介绍了一种电动自行车用蓄电池,这种电池采用Pb-Ca-Sn-Al四元合金,正板栅Sn/Ca约为22,负板栅Sn/Ca约为10。当正极铅膏中没有加入添加剂组合时,并灌注不同电解液,电池初期性能(2小时率放电)出现不同程度的衰减现象;当正极铅膏中加入适量的添加剂组合时,并灌注胶体A,结果发现电池2小时率放电没有出现衰减现象,深循环寿命明显提高。     

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。     

导电剂及电解液对锂离子电池低温性能的影响

采用恒流恒压充放电方法研究了阴阳极中添加不同的导电剂和注入不同的电解液对锂离子电池低温’性能的影响.运用扫描电镜法(SEM)观察了添加碳纳米管导电剂的阴阳极表面形貌,并分析了碳纳米管导电剂对电池性能的影响.分析了不同电解液对锂离子电池低温的影响.结果表明,不同温度下,影响锂离子电池低温性能的因素不同.