硫化物固态电解质的研究进展及产业应用

全固态电池具有较高的能量密度和安全性能,是解决电动汽车、便携电子产品的安全和续航的重要手段。作为全固态电池中的关键组分,固态电解质的电化学性能和稳定性影响整个固态锂离子电池的发展。本文以硫化物固态电解质的室温电导率为切入点,系统分析目前研究较为广泛的LGPS、LPS体系硫化物固态电解质的结构、制备方法及材料的稳定性,并对硫化物固态电解质在全固态电池设计和应用做了一点思考,指出未来的发展方向。     

低温锂离子电池研究进展

综述了低温锂离子电池近几年的研究进展.对比分析了不同溶剂、电解质及添加剂对锂离子电池低温性能的影响及作用机理,同时也讨论了低温环境中电极结构与表面反应对锂离子电池低温性能的影响.综合近年来的发展趋势,指出了低温锂离子电池的发展方向.     

低温锂离子启动电池用电解液及电极材料综述

汽车普遍存在寒冷条件下启动困难的问题,亟需开发出性能优异的新型低温锂离子启动电池。电解液和正负极材料对锂离子电池低温性能的影响最为显著。对从电解液、正极材料和负极材料等方面改善锂离子电池低温性能的研究进展进行了综述,并对电解液和电极材料在低温锂离子启动电池中的应用进行了展望。     

低温高比能量锂离子电池研究

通过复配具有优异低温性能的钴酸锂和具有高比容量的NCA作为正极材料,同时采用高性能人造石墨为负极材料,并对电解液、电极材料粒径、涂敷量等参数进行优化,研制出具有优异低温性能的高比能量(218.7 Wh/kg)锂离子电池。在-40℃环境下,1 C恒流放电能够达到常温容量的80%以上;-50℃环境下,0.5 C放电(2.0 V)能够达到常温容量的70%以上,并在70℃搁置48 h后,仍具有较好的低温性能。     

锂离子电池正负极材料对低温充放电性能影响

分别采用通过降低材料粒径和碳包覆方式优化后的正负极材料,使用扫描电镜表征钴酸锂和石墨的形貌,通过控制变量法制备四种方案的电池样品,对其电化学阻抗和低温下充放电曲线、循环曲线、容量微分曲线及析锂情况等进行分析.结果表明,适当减小钴酸锂材料粒径和碳包覆改性石墨都是优化锂离子电池正负极材料的方式,二者搭配使用能够改善锂离子电池低温性能.优化正极材料对低温放电性能改善效果明显,优化负极材料对低温充电性能改善效果明显.正极与负极材料活性不匹配或材料与使用条件不匹配会引起电池性能缺陷.     

MH-Ni电池低温放电性能的改进

M H-N i电池较差的低温放电性能是影响其扩大应用领域的重要因素之一。分析了M H-Ni电池低温性能较差的原因;从贮氢电极原材料的选择,镍电极、电解液和隔膜的改进以及电极和电池设计等方面综述了提高M H-N i电池低温放电性能的方法。     

薄膜锂电池SnOx阳极材料研究进展

锡基氧化物(SnOx)作为全固态薄膜锂离子电池的阳极材料具有熔点高、比容量大、性能稳定、安全性好、易于制备等优点受到人们的重视。介绍了SnOx阳极薄膜的特点,分析了SnOx的贮锂机理,重点评述了不同方法制备SnOx薄膜的结构和电化学性能,旨在进一步优化高性能锂离子电池阳极薄膜的制备过程,为全固态薄膜锂离子电池性能改善提供借鉴和启发。     

贮氢电极合金研究概况

与其它电池系统相比 ,MH Ni电池具有优良的电化学反应机理 ,高的峰值功率 ,对环境无害。MH电极材料为工程化和材料优化研究提供了很多机会。概述了AB5、AB2 、A2 B(Mg基 )、Ti基多元合金及V基固溶体合金的电极材料的电化学腐蚀、元素替代、相结构等对其电化学性能的影响 ,并指出了目前贮氢电极的主要研究方向。     

低温钠离子电池有机正极与电解液的兼容性

钠离子电池电极材料和电解液的发展越来越成熟，但低于0℃环境下的性能仍不理想，其中，电极/电解液界面的稳定性会在很大程度上影响低温下电池内部的动力学过程。选用苝3,4,9,10-四羧基二氢化物作为正极材料，搭配3种普适性的电解液组装半电池，进行不同温度下的性能测试。电解液为1 mol/L NaClO₄/EC+PC(体积比1∶1)+5%氟碳酸乙烯酯(FEC)的半电池在常温与低温下均具有较好的电化学性能，并具有高的氧化还原稳定性和低的电荷转移电阻，-20℃下，以50 mA/g的电流在1.5～3.5 V循环50次，可保持94.5 mAh/g的比容量，说明电解液与电极之间的兼容性较好。     

NCA材料在大容量高比能量锂离子电池上的应用

为满足动力电源系统在电池大容量、高比能量方面的需求,开发了大容量高比能量锂离子单体电池,通过材料选型、配方优化、电极加工工艺改进以及电池减重设计等方面的研究,制备了容量200 Ah,质量比能量达到220 Wh/kg的单体电池,该电池在常温循环性能、低温放电性能等方面均表现优异,并通过了过充电、过放电、短路等安全性能测试,显示了良好的安全性能。     

低温环境下锂离子电池荷电状态与超声透射飞行时间的关系研究

为掌握低温下锂离子电池荷电状态（SOC）与超声检测特征量之间的关系,开展了圆柱卷绕型锂离子电池荷电状态超声检测与理论分析。设计了一种超声换能器固定装置来提高超声信号检测的稳定性和灵敏度。建立特征提取算法,提取超声信号幅值和超声飞行时间两个特征参量,获得低温环境下锂离子电池的最大可用容量。结果表明,在低温环境下,超声飞行时间特征量相较于超声信号幅值特征量能更准确地反映锂离子电池的荷电状态。该文还研究了低温对锂离子电池负极材料弹性模量、质量、长度的影响,建立了低温环境下锂离子电池荷电状态与超声透射飞行时间量化方程,量化方程与检测数据之间的拟合决定系数为0.966 8。该研究可为低温环境下锂离子电池SOC的准确检测提供参考。     

锂离子电池及其电极材料的研制

着重介绍锂离子电池正极活性材料LiCoO_2、负极活性材料复合石墨中试批量制备技术工艺、电极材料性能及其应用研究情况,锂离子电池批量研制过程中的电池结构与安全性设计、材料选择、生产工艺流程与质量控制问题以及电池的综合性能。     

材料对锂离子电池低温性能影响研究

锂离子电池在-40℃以下使用时能量和功率迅速下降，主要是由于电解质电导率下降、锂离子在固体电解质界面(SEI)膜上动力学性能差，以及锂离子在电极表面层和电极本体的扩散差[1]。主要从锂离子电池的材料角度出发，重点研究了正负极活性物质粒径、电解液对磷酸铁锂电池低温性能的影响。结果表明正负极活性物质粒径越小，锂离子电池低温性能越好，间接证明了锂离子在电极表面层和电极本体的扩散是影响锂离子电池低温性能最主要的原因，尤其是锂离子在正极上的扩散对低温放电性能起主导性作用。     

拉曼光谱对电极材料和电解液的表征

锂离子电池由于具有高的输出电压和高的比能量而在商品化电池中脱颖而出,所以研究锂离子电池电极材料的组成与分子结构,研究电池充放电过程中它的组成、分子结构的变化,对进一步优化正负极材料的性能有着重要的指导意义。而拉曼光谱对锂离子电池正负极材料及电解质都可进行识别及表征,成为分析电极材料最有力的工具。     

锂离子电池电极材料的低温特性

采用目前可替换式手机电池常用的方形铝壳锂离子电池,研究电极材料的低温特性。电池正极材料为Li CoO_2、负极材料为大片状2H相石墨、隔膜为单层高密度聚乙烯。电池在低温(0℃)循环(1.0 C充电,0.2 C/0.5 C放电)后,出现析锂、内阻增大、容量减小及鼓包。对电池进行拆解以及对电极沉积物的分析表明:大片状2H相石墨不适合用作在低温环境工作的锂离子电池的负极材料。这类可替换式锂离子电池不适合在低温环境下使用,否则出现鼓包,容易引起安全事故。     

三元动力锂离子电池低温容量失效分析

为探究动力锂离子电池的低温特性,对比制造工艺相同但低温性能差异较大(A组性能较好)的A、B两组三元动力锂离子电池在低温(-35℃)条件下的容量差异。建立“电池-材料”联动分析方法,从内部材料微观特征分析电池低温容量失效的原因。三元正极材料结构是影响电池低温容量的关键因素。与A组相比,B组电池的正极材料颗粒结构松散,经过低温放电后,颗粒表面出现裂纹,导致B组正极材料在低温放电过程中活性Li⁺损失、固体电解质相界面(SEI)膜阻抗增加、材料电导率差,继而导致低温容量失效。     

高比功率锂离子电池设计与性能研究

兼具高比功率、高比能量的锂离子动力电池是锂离子电池发展的主要趋势,分析了电极材料、结构设计、电解液匹配等方面对电池功率性能的影响,重点研究了电池结构和电解液组成的影响,对功率型电池的内阻、倍率和温度特性进行了测试分析。结果表明:在5 C或更大倍率放电时,叠片式结构设计明显优于卷绕式极组内并的结构;软包装叠片电池通过合理设计可兼顾功率性能和比能量;优化电解液组分,可显著改善功率型电池大倍率放电的循环性能,并兼顾高低温放电能力。     

低温型锂离子电池性能研究

着重对影响锂离子电池低温性能的相关因素进行了试验对比分析.结果表明:影响低温下锂离子电池性能的因素很多,如电解液、导电剂比例、活性物质颗粒度、电极涂覆量等.通过分析,总结出相关因素对制备低温型锂离子电池的影响.     

影响锂离子电池高倍率充放电性能的因素

影响锂离子电池高倍率充放性能的因素很多,包括电池设计、电极组装、电极材料的结构、尺寸、电极表面电阻以及电解质的传导能力和稳定性等.为了探究其原因和机理,本文主要从正极、负极和电解质材料三方面对它们在高倍率充放电时各自的影响因素进行了综述和分析,并讨论了利于高倍率充放的电极和电解质材料的发展方向.     

全固态薄膜锂微电池的研究进展

介绍了全固态薄膜锂微电池的研究进展以及分类和一般结构;详述了全固态薄膜锂微电池正极材料薄膜的制备技术和发展现状.从工作原理和获得薄膜的物理化学性能等各方面,对这些技术进行了分析和比较.对其研究方向进行了展望.