热丝法制备锂硫电池正极材料

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)裂解噻吩的方式制备了新型锂电池正极材料,通过SEM、IR、Raman和EDAX对正极材料的结构和性能进行表征.结果表明,产物为颗粒状薄膜材料,颗粒的平均大小约为400 nm,且主要由碳、硫两种元素组成.通过充放电和循环性能测试对其电化学性能进行了初步考察.结果表明,在100 mA/g的电流密度下,电池的首次放电比容量为604 mAh/g,15次循环后电池比容量维持在336 mAh/g.讨论了放电电压平台低及循环容量衰减的原因.     

MOFs及其衍生物在锂硫电池正极中的应用

锂硫电池因高比容量、高能量密度、低成本和环境友好等显著优点，有望成为取代锂离子电池的下一代高比能电池。然而，锂硫电池的实际应用严重受限于电极材料中存在的系列问题，如较低的离子/电子传导性、多硫化物的穿梭效应、充放电中较大的体积变化和锂负极的稳定性等。将硫与各类载体材料结合来提高活性材料的利用率和电池循环稳定性成为当前的研究热点。在已报道的各类载体材料中，具有丰富的孔道和开放活性位点的金属有机框架及其衍生物材料因其优异的结构特点引起了人们的广泛关注。总结了金属有机框架及其衍生物在提高硫正极循环稳定性中的应用进展，并对其在锂硫电池中的发展趋势进行了展望。     

多孔碳/Fe金属化合物改性隔膜在锂硫电池中的应用

锂硫电池具有优异的理论比容量和超高的能量密度,同时正极活性材料单质硫(S₈)价格低廉,对环境友好,使锂硫电池成为取代常规锂离子电池的最佳候选者.由于S₈在反应过程中产生的多硫化物(LIPSs)在浓度梯度和电场的作用下穿过孔径远大于LIPSs尺寸的商业聚烯烃隔膜(PP),造成活性物质损失,容量下降.为解决LIPSs穿梭问题,将C/Fe₃O₄和C/Fe_.95S_1.05分别涂覆在PP膜正极侧上,C/Fe₃O₄和C/Fe_.95S_1.05对具有极性的LIPSs有吸附作用,同时加快LIPSs的氧化还原反应,抑制LIPSs的穿梭,改善锂硫电池的性能,提高了循环稳定性.经吸附实验对比,C/Fe₃O₄对LIPSs的吸附性更强.经电化学测试对比发现C/Fe_.95S_1.05对LIPSs催化性更强.在2 C...     

用于锂硫电池正极的生物质碳材料制备与应用

当前市场对于新一代高能量密度的电池需求日益迫切,锂硫电池作为最有前景的二次电池之一,其正极材料的研究广受关注。而生物质为前驱体的碳材料因其来源广泛易制备、环境友好性能高而不断被应用到锂硫电池正极材料的研究中。介绍了正极材料的研究现状,制备生物质基碳材料的主要方法,不同制备因素对于生物质碳材料的影响以及在锂硫电池中性能的影响;介绍了生物质碳材料结合目前正极材料的改进措施的实例;最后对生物质碳材料在锂硫电池正极未来的发展方向提出了思考。     

花状SnS@CNTs/S复合正极材料用于高性能锂硫电池

针对锂硫电池中硫的电导率低和穿梭效应严重的问题,通过简易的一步水热法构筑了花状硫化亚锡和碳纳米管（SnS@CNTs）复合材料,将其作为硫主体。通过吸附实验和电化学测试,论证了CNTs可以提供发达的导电网络,促进离子/电子的传输,并且CNTs与SnS之间的C—S键可以高效地固定和转化多硫化物,从而抑制穿梭效应。基于此,SnS@CNTs/S电极表现出优异的锂硫电池性能,在0.1 C电流密度下的首圈放电容量能达到1 314.4 mA·h·g-1,在0.5 C电流密度下循环200圈后仍能保持594.1 mA·h·g-1的比容量。因此,SnS@CNTs/S是一类出色的高性能锂硫电池的正极材料。     

镍纤维管改善锂硫电池性能

为了改善锂硫电池的比容量和循环稳定性等电化学性能,以聚丙烯腈纤维为基体,采用无钯活化化学镀法在其表面镀一层镍,制备得到复合纤维.通过热处理去除复合纤维中的聚丙烯腈,得到氧化镍中空纤维,然后在氢等离子体气氛中对氧化镍中空纤维进行还原制备中空镍纤维管,并以它作为锂硫电池正极材料活性物质的承载体,制备含镍纤维管的硫电极来改善锂硫电池的电化学性能.采用扫描电子显微镜和X射线能谱仪表征镍纤维管的表面形貌和成分,结果表明:所制备的纤维管主要是镍,但含有少量的磷,可能是镀液中次磷酸盐中的磷元素被还原,且管径为10～15μm,管壁厚度均匀,约0.7μm.采用恒流充放电和交流阻抗谱对含镍纤维管硫电极的电化学性能进行表征,结果表明:添加镍的纤维管能够增强锂硫电池的电化学性能,在充放电电流密度为每平方厘米0.2mA的条件下,镍纤维管增强硫电极的首次放电比容量为941.6mAh/g,20次循环后的放电比容量仍保持在593.3mAh/g,表现出较高的放电比容量和良好的循环稳定性.     

金属有机框架材料化学微环境调控及在锂硫电池中的应用

锂硫电池(Lithium-Sulfur Batteries, LSBs)因硫具有高理论比容量、较低的成本以及环境友好性,被认为是最有潜力的新一代储能器件之一。然而,目前LSBs仍存在一些未解决的关键问题,如氧化还原动力学缓慢、多硫化物(Lithium Polysulfides, LiPSs)溶解和扩散引发的穿梭效应,以及充放电过程中电极的体积变化等。这些问题导致LSBs容量及循环稳定性较差,严重阻碍了LSBs的实际应用。金属有机框架(Metal-organic Frameworks, MOFs)材料具有高度可调的孔化学微环境,通过调控金属中心/团簇和有机配体可以在分子层级调控MOFs对多硫离子等客体分子的化学吸附和催化能力。因此,将MOFs应用于LSBs中,能够有效地实现对多硫离子的捕获、阻隔并加速其催化转化,进而实现对穿梭效应的抑制并提高LSBs的电化学性能。本文总结了通过对MOFs孔化学微环境进行调控,开发出的各种基于MOFs的高性能插层膜材料、正极材料和多功能隔膜材料,并分析了MOFs孔化学微环境进行调控影响LSBs性能的机理,最后提出了可应用于高性能LSBs的MOFs材料开发存...     

CNTs@Fe2O3材料的构筑及其对锂硫电池性能的影响

锂硫电池作为一种新型锂电池,具有高能量密度和低成本等优势,但硫正极在循环过程中性能 退化的问题仍有待解决。 为此,制备了一种用 Fe2O3 修饰的碳纳米管(CNTs@ Fe2O3 )作为载硫体。 碳纳米管独特的中空结构能够有效应对体积膨胀效应,同时,生长在碳纳米管表面的 Fe2O3 颗粒能 够有效吸附多硫化锂,从而抑制多硫化锂的穿梭;碳纳米管的长程导电结构能够提高难溶性多硫化 锂沉积后的正极导电性。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究概况

磷酸钒锂具有价格低、比容量高、放电电压高、循环寿命长等优点,成为近年来研究较多的正极材料之一.本文介绍了磷酸钒锂的结构特点和电化学性能,对磷酸钒锂的制备方法及改性研究进展进行了综述,同时对该材料的发展方向和前景进行了展望.     

共价有机框架在锂硫电池隔膜中的应用综述

由于硫（S）的高存储容量和多电子转移化学性质,锂硫（Li-S）电池具有理论容量/能量密度高、生态友好和供应丰富等优点,被认为是下一代电池系统最有可能的候选之一。Li-S电池的容量远高于传统金属氧化物阴极基锂离子电池,被认为是现阶段固态正极材料的最高容量。隔膜作为Li-S电池的重要组成部分,在解决穿梭效应、体积膨胀、导电性差和锂枝晶生长等电池问题方面发挥着重要作用。迄今为止,在Li-S电池隔膜的探索方面,已有一些开创性的研究报道。其中,共价有机框架（COFs）作为一种功能材料,具有孔隙率高、结构明确可设计、功能可调等优点,可为Li-S电池隔膜的应用提供更多可能性。综述了Li-S电池隔膜中COFs的结构特点、制备方法、应用形式和电池性能。此外,还对COFs在Li-S电池隔膜应用中的挑战提出了简要的展望,以期为相关领域的科研人员提供借鉴和参考。     

多孔碳包覆硅微球于锂离子电池负极中的应用

为了缓解纯硅负极材料在充放电过程中带来的巨大体积效应并降低电解质与电极之间的副反应程度,提出了一种简单高效的硅碳复合材料合成方法.以P123为分散剂、葡萄糖为碳源,利用水热法制备P-Si/C复合材料.结果表明,制备得到的复合材料可以极大地缓解充放电过程中产生的体积效应.当复合材料作为锂电池负极时,其首次放电比容量为1 800 mA·h/g,在500 mA/g电流密度下经100次循环后,其放电比容量能够稳定维持为521 mA·h/g,呈现出良好的循环性能.     

Novel Nanosized Adsorbing Composite Cathode Materials for the Next Generational Lithium Battery

A novel carbon-sulfur nano-composite material was synthesized by heating sublimed sulfur and high surface area activated carbon （HSAAC） under certain conditions. The physical and chemical per- formances of the novel carbon-sulfur nano-composite were characterized by scanning electron microscopy （SEM）, Brunauer-Emmett-Teller （BET） and X-ray diffraction （XRD）. The electrochemical performances of nano-composite were characterized by charge-discharge characteristic, cyclic voltammetry and electrochemical impendence spectroscopy （EIS）. The experimental results indicate that the electrochemical capability of nano- composite material was superior to that of traditional S-containing composite material. The cathode made by carbon-sulfur nano-composite material shows a good cycle ability and a high specific charge-discharge capacity. The HSAAC shows a vital role in adsorbing sublimed sulfur and the polysulfides within the cathode and is an excellent electric conductor for a sulfur cathode and prevents the shuttle behavior of the lithium-sulfur battery.     

磷酸铁锂电池内阻分量快速检测方法

为了实现锂离子电池（LIB）内阻分量快速检测,提出通过直流内阻（DCR）测试及交流内阻测试,辨识各内阻分量的方法. 以磷酸铁锂电池为研究对象,分别采用Bulter-Volmer方程和二阶等效电路模型,模拟研究表征界面电荷转移、浓差极化过程等效电路的时间常数. 由于电荷转移速度足够快,采用直流脉冲测试获得的瞬时响应内阻通常由欧姆内阻和电化学极化内阻组成,结合交流内阻测试仪内阻检测结果,可以计算得到电化学极化内阻分量. 实验结果显示,该内阻分量测试方法不仅操作简便且具有较高的可靠性,电化学极化内阻辨识结果与电化学阻抗测试结果的最小误差小于5%.     

汽车动力电池正极材料锰酸锂球磨工艺研究

通过锂电池正极材料锰酸锂的研究,探索材料制备工艺对正极材料电化学性能的影响,对比不同球磨工艺对所制备锰酸锂电化学性能影响,并使用XRD、粒度分析仪、高精度电池性能测试系统等对正极材料、电池进行分析,得出了的球磨方法.     

锂离子电池正极材料LiMgxMn2-xO4的合成及性能

利用相转移法合成了LiMgxMn2-xO4前驱体,在电炉中于一定温度下烧结一定时间,得到锂离子电池正极材料粉体,并利用XRD、SEM、IR等对材料粉体进行结构形态表征.考察焙烧温度、焙烧时间、Mg的掺杂含量等对产物结构和电化学性能的影响.实验结果表明:当Mg的掺杂量x=0.06,于750℃焙烧15 h时所制备的样品材料结构稳定且呈尖晶石型,样品电极的充放电性能良好,首次放电比容量达125 mAh/g,放电平稳,样品电极可逆循环性能良好.     

Effect of binary conductive additive mixtures on electrochemical performance of polyoxomolybdate as cathode material of lithium ion battery

Binary carbon mixtures, carbon black ECP 600JD(ECP) combined with vapor grown carbon fiber(VGCF) or carbon nanotube(CNT), or graphene(Gr) in different mass ratios, are investigated as the conductive additives for the cathode material polyoxomolybadate Na_3[AlMo_6O_(24)H_6](NAM). Field emission scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy show that the surfaces of NAM particles are covered homogeneously with the binary conductive additive mixtures except the combination of ECP and CNT. The optimum combination is the mixture of ECP and VGCF, which shows higher discharge capacity than the combinations of ECP and CNT or Gr. Initial discharge capacities of 364, 339, and 291 m A·h/g are obtained by the combination of ECP and VGCF in the mass ratios of 2:1, 1:1, and 1:2, respectively. The results of electrochemical impedance spectra and 4-pin probe measurements demonstrate that the combination of ECP and VGCF exhibits the highest electrical conductivity for the electrode.     

Preparation of LiFePO4 for lithium ion battery using Fe2P2O7 as precursor

In order to obtain a new precursor for LiFePO4, Fe2P2O7 with high purity was prepared through solid phase reaction at 650 ℃ using starting materials of FeC2O4 and NH4H2PO4 in an argon atmosphere. Using the as-prepared Fe2P2O7, Li2CO3 and glucose as raw materials, pure LiFePO4 and LiFePO4/C composite materials were respectively synthesized by solid state reaction at 700 ℃ in an argon atmosphere. X-ray diffractometry and scanning electron microscopy(SEM) were employed to characterize the as-prepared Fe2P2O7, LiFePO4 and LiFePO4/C. The as-prepared Fe2P2O7 crystallizes in the c1 space group and belongs to β-Fe2P2O7 for crystal phase. The particle size distribution of Fe2P2O7 observed by SEM is 0.4-3.0μm. During the Li ion chemical intercalation, radical P2O4-O7 is disrupted into two PO3-4 ions in the presence of O2-, thus providing a feasible technique to dispose this poor dissolvable pyrophosphate. LiFePO4/C composite exhibits initial charge and discharge capacities of 154 and 132 mA·h/g, respectively.     

水性丙烯酸酯类锂电池黏合剂的制备

通过乳液聚合制备了一种水性丙烯酸酯类锂电池电极用黏合剂.采用刮刀法将黏合剂与活性材料、导电助剂、增稠剂混合后涂覆于铜箔表面,制成锂电池用电极.研究了功能单体丙烯酸和甲基丙烯酸β羟乙酯的不同比例以及聚合温度对黏合剂性能的影响.利用傅里叶变换红外光谱、热重分析、电化学工作站等分析方法对水性丙烯酸酯黏合剂进行了结构表征和电化...