锂离子电池负极材料——树脂包覆石墨的性能

石墨作为锂离子电池的负极材料具有高的脱嵌锂容量及平坦且低的（相对于锂金属）电压特性,但也存在一些问题,如在高倍率充放电性能及与电解质的相容性方面。本工作制备并研究了环氧树脂包覆石墨制备的复合碳材料。当用这种复合碳材料作为锂离子电池的负极时,它的无序结构的焦炭壳层防止了石墨核心材料在插锂过程中的剥落现象,改进了锂离子在阳极材料中的扩散性能。这种材料与石墨相比,不仅保留了石墨具有较高的插锂容量的特性,并且大大改进了其与电解质溶液的相容性和动力学性能,当这种复合碳材料用１Ｃ充放电时,仍保持有２００ｍＡｈ／ｇ的容量。     

废石墨化学沉积包覆作锂离子蓄电池负极材料

以大功率石墨电极废品破碎后的微粒为“核”,以中温沥青为包覆原料,经化学沉积包覆形成“核-壳”型锂离子蓄电池负极材料。采用恒电流充放电和循环伏安等方法检测人造石墨包覆前后的充、放电性能和循环性能,以及锂在其中的嵌入脱出反应。结果表明:单颗粒核壳型包覆有效地改善了石墨界面处固体电解质相界面(SEI)膜结构,缓解了电解液在界面发生的强烈还原反应,保护了人造石墨(AG)结构、提高了AG用作锂离子蓄电池负极的充、放电性能。首次放电比容量由包覆改性前的255.5mAh/g增至305.4mAh/g,首次库仑效率则从包覆前的80.8%提高到90.2%;50次循环后放电比容量由改性前的154.1mAh/g提高至302.3mAh/g;同时,改性后的人造石墨提高了对碳酸丙烯酯(PC)系电解液的相容性。     

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。     

碳结构对铝离子二次电池电化学性能的影响

为了研究碳材料结构对铝离子二次电池充放电性能的影响,选取热解石墨、中间相炭微球、树脂碳三种不同碳材料作为正极,高纯铝箔作为负极,离子液([EMIM]Cl-AlCl3)作为电解液,进行恒流充放电性能研究。研究结果表明:不同结构的碳材料对铝离子二次电池的充放电性能有较大的影响。其中以含石墨化碳成分的热解石墨和中间相炭微球作为正极材料时,铝离子二次电池在低电流密度下(30 mA/g)具有较高的放电比容量(分别为75、68 mAh/g)和相对较好的库仑效率(分别为83%、82%)。而以硬碳为主要成分的树脂碳作为正极材料时,铝离子二次电池的放电比容量较低,在30mA/g的电流密度下放电比容量仅为58 mAh/g左右,且库仑效率极低,仅为45%。     

高功率动力电池负极材料的研究

对锂离子动力电池负极用材料:中间相碳微球(MCMB)、软碳(SC)进行了对比研究。发现MCMB在高倍率放电性能上表现较好,而软碳材料在高倍率充电性能方面更加突出。为得到在高倍率充电、放电性能两方面都比较优越的负极材料,对MCMB和软碳进行了不同比例混掺的研究,结果表明:当MCMB与软碳的混掺比例达到5∶5时,电池的大倍率充放电性能表现较优越,能够满足功率型电池应用的需要。     

锂离子电池负极材料的研究进展

对近期锂离子电池负极材料方面的研究和开发工作进行了综述.主要包括元定形碳材料、新型负极材料和天然石墨的改性.就实用性而言,改性天然石墨将于近期成为主流负极材料.随着电子产品对高容量密度电源的需要不断增加,新型核/壳结构的大容量负极可望在不久的将来实现产业化.     

碳热还原法制备负极复合材料Sn/C

通过碳热还原法,以纳米碳、改性天然石墨为碳源还原SnO2,并用沥青进行二次碳包覆,制备了锂离子电池负极复合材料Sn/C。对样品进行了XRD、SEM分析及充放电性能测试。SnO2被过量的碳还原,形成粒径为1～2μm的金属Sn球。以改性天然石墨为碳源制备的样品,首次充电(脱锂)、放电(嵌锂)比容量分别为412.4 mAh/g和591.1 mAh/g;第20次循环的充电比容量为342.1 mAh/g,库仑效率从第2次循环开始均在97.0%以上。     

6GFM-200蓄电池高倍率充/放电性能测试

为满足15～1 000 ms的50～80T脉冲磁场的供电参数要求,对6GFM-200阀控式铅酸蓄电池组分别进行了不同负载下高倍率充/放电性能、高倍率充/放电循环、高倍率放电状态下蓄电池内阻等测试。实验结果证明：蓄电池在4 000次2 000 A/1.5 s的高倍率充/放电循环过程中,尽管蓄电池内阻随着剩余容量衰减而增大,但蓄电池工作电压始终保持在12.87～13.80 V之间,蓄电池没有发生发热、膨胀、失效的现象。     

不同沥青改性硬碳材料的性能

沥青基热解软碳具有良好的导电性和电解液相容性，是改善硬碳材料首次库仑效率低、循环性能差的理想材料。以组分不同的石油沥青和煤沥青作为软碳前驱体，采用微波加热法分别制备改性软/硬碳复合负极材料P@HC和C@HC。热重(TG)分析、SEM和电化学测试的结果表明，含有高不溶物(甲苯不溶物、喹啉不溶物)组分的煤沥青热解过程更平缓，残碳率更高，热解后形成的软碳均匀且致密地附着在硬碳表面，形成煤沥青热解软碳复合硬碳材料(C@HC)。在0.01～2.50 V充放电，C@HC样品的首次库仑效率提升至74.5%,在20.0 C倍率下的放电比容量达130 mAh/g,较纯硬碳材料有显著提升，1.0 C循环200次后的容量保持率从83.5%提升至91.5%以上。     

电动车用锂离子电池负极材料研制

介绍了天然石墨与人工石墨表面包覆及粉末颗粒预处理等改性处理方法及其材料性能.石墨材料通过改性处理,可以有效降低其比表面积和首次充放电不可逆容量,并可提高材料密度和比容量,特别是改性处理后的人工石墨具有更小的比表面积、更长的充放电循环寿命,用于电动车用大容量锂离子电池,具有容量高、大电流放电性能好、材料成本低的优势.     

锌负极表面改性对锌镍蓄电池性能的影响

介绍了采用导电碳黑、石墨、石墨水悬浊液、T255镍粉对密封锌镍（Zn—Ni）蓄电池锌负极进行的表面改性处理,比较了上述材料对电池电化学性能的影响。实验结果表明：采用导电碳黑表面处理对提高电池的充放电效率和循环性能、降低内阻效果最明显;而用石墨和石墨水悬浊液对锌负极进行表面处理．效果则不明显。     

聚合物复合电解质的界面结构与控制

主要讨论了聚合物固体电解质与聚合物、增塑剂和无机物等复合形成的多相聚合物复合电解质中 ,界面结构对离子电导率和机械性能的影响。指出选择适当的改性剂及复合方法 ,控制界面的结构和形态 ,形成尽可能多的高导电的界面 ,是获得电导率高和机械性能良好的聚合物固体电解质的有效途径     

纳米SiO2表面基团对复合聚合物电解质性质的影响

采用不同表面化学状态的纳米SiO2,制备了聚环氧乙烷[Poly(ethyleneoxide),PEO]基复合聚合物电解质(Compositepolymerelectrolytes,CPE),通过DSC技术和FTIR光谱研究了纳米填料对聚合物体系体相成分的影响,并对其离子电导率、锂离子迁移数、电化学稳定性等电化学性质进行了表征。结果表明,纳米填料的表面化学状态对CPE的影响很大,亲水性的SiO2对CPE的相组成几乎没有改变效果,但疏水性的SiO2明显降低了聚合物体系的晶相成分。电化学测试结果显示,采用表面烷基化的SiO2制备成的CPE比采用亲水性SiO2的CPE显出更高的离子电导率、锂离子迁移数和更宽的电化学稳定窗口,揭示了体系的相组成和PEO/SiO2相界层是影响CPE内离子传输的两个重要因素。     

锂离子蓄电池材料的研究现状

综述了目前锂离子蓄电池中常用正、负电极材料的特点 ,及电化学性能与结构之间的关系。正极材料包括层状结构的LiCoO2 、LiNiO2 以及尖晶石型LiMn2 O4 ;负极材料包括石墨、焦炭、硬碳等碳材料以及锡基氧化物材料。通过对材料电化学性能的比较 ,从商品化角度讨论了锂离子蓄电池电极材料研究的发展方向。     

偶联剂和固化剂对柔性橡胶钕铁硼复合材料性能的影响

采用不同的偶联剂和固化剂配方的树脂对钕铁硼粉末进行表面处理，用压延法制备了柔性橡胶钕铁硼复合材料。探讨了偶联剂、固化剂和树脂对柔性橡胶钕铁硼复合材料力学性能、磁性能和结合强度的影响机理。给出了力学性能好、结合强度高、磁性能较高的复合材料的配方。试验结果显示，常温固化剂和硅烷偶联剂与磁粉表面的相容性好，能使磁粉、树脂和橡胶基体形成一个有机交联的网状结构，所制备的复合材料具有较好的物理性能、较高的磁性能和力学性能。     

浅谈碳在阀控铅蓄电池中的应用

碳作为正负极活性物质和电解液的添加剂能提高蓄电池的容量和循环寿命。介绍了碳黑、石墨和碳微粒在电池中的作用和应用慨况;还根据日本专利的报道,介绍了表面改性的碳黑、碳粉末、碳纤维以及纳米碳作为添加剂在阀控铅蓄电池中的应用情况。     

质子交换膜燃料电池薄型石墨双极板研究

通过用有机硅树脂对高分子环氧树脂及线型酚醛树脂进行改性后和导电材料膨胀石墨制作复合材料,然后将该复合材料采用模压制作燃料电池双极板,由于有机硅树脂添加,使复合材料的伸长率大大提高,而树脂固化后的机械性能几乎没有受到影响,从而使复合材料的厚度可减小以制作成薄型石墨双极板.     

全钒氧化还原液流电池一体化复合电极的研究

采用改性处理的聚丙烯腈基石墨毡和聚合物为基体的碳塑板制备得到了钒电池用一体化复合电极.研究表明,聚丙烯腈基石墨毡经过400～450℃、2 h的热处理和98%浓硫酸中浸泡6 h的酸处理后具有较好的催化活性.用以聚醋酸乙烯乳液占总原料的70%,而活性炭和石墨粉占30%(活性炭:石墨粉=1:1)的比例压制的碳塑板、改性处理后的石墨毡及不锈钢网组成一体化复合电极,循环伏安测试表明此一体化复合电极具有较好的电化学活性.     

混合动力车用VRLA蓄电池负极的失效机理及碳添加剂的作用（2）

综述了常规阀控式铅酸（VRLA）蓄电池在混合动力车应用中,硫酸铅不断积累的特点及产生的机理。结合失效机理,论述了各类碳材料加入负极后,对电池性能改善作用方面的最新研发进展。不同种类的碳添加剂对抑制硫酸盐积累具有各自不同的作用,其复合添加剂的协同效应更能有效抑制负极硫酸铅的不断积累和延长电池循环寿命,是更有前途的添加剂。