硅酸/硅酸钠为粘结剂热电池正极薄膜的制备

以硅酸/硅酸钠混合物为粘结剂制备了热电池FeS_2正极薄膜,对FeS_2正极薄膜表面SEM分析可知使用硅酸/硅酸钠混合物为粘结剂起到了较好的粘接效果;通过改变正极薄膜中粘结剂的添加量、导电剂的添加量、FeS_2粉末的球磨时间等因素,对单体电池放电性能进行测试。结果表明,正极薄膜中添加15%质量分数的粘结剂,1%质量分数的碳纳米管导电剂,FeS_2粉末球磨24 h时FeS_2正极薄膜组成的单体电池放电效果最好。单体电池放电电压截止1.5 V时,单体电池中活性物质的比容量达到了310.47 mAh/g。     

LiSi/FeS_2热电池薄膜正极性能影响因素的研究

采用丝网印刷薄膜化工艺制备了FeS2薄膜正极,研究了薄膜正极中电解质添加量、导电剂添加量和测试温度对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,薄膜正极中电解质和导电剂的最佳添加量分别为20%(质量分数)和3%(质量分数)。在最优工艺下,其单体电池以100和200 mA/cm2恒流放电的平台电压分别约为1.80和1.74 V,截止电压为1.5 V时的放电比容量分别为316.2和326.7 mAh/g。此外,测试温度是一个较为敏感的因素,热电池的放电平台电压随测试温度的升高而增大。     

热电池用FeS_2/电解质复合薄膜正极的制备及性能

采用超声喷涂技术及丝网印刷薄膜化工艺制备了FeS_2/电解质隔膜复合薄膜正极,研究了薄膜正极中电解质添加量、三种碳材料导电剂及导电剂的不同添加量对单体电池放电性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对FeS_2正极在电解质隔膜上的表面形态进行了表征。实验结果表明,一体化薄膜正极中电解质添加量对正极材料的影响较小,含量为15%时较为适宜。一体化薄膜正极中乙炔黑、活性炭和CNTs的适宜添加量分别为3%,3%和1%。     

热电池NiCl_2薄膜正极中添加剂对放电性能的影响

采用丝网印刷薄膜化工艺制备了NiCl_2薄膜正极,研究了薄膜正极中添加单种粘结剂、共混粘接剂以及不同导电剂对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,NiCl_2薄膜正极中共混粘结剂在粘结性能以及放电性能方面表现优秀,最佳共混比例为MgO与SiO_2的质量分数比为90:10,此外,添加10%的活性炭导电剂可以提高薄膜正极的导电性,从而提高电池的放电性能。     

热电池用NiF2正极材料的制备

采用中温脱水及高温烧结的方法制备NiF₂混导电剂正极粉体，由XRD表征结果可知，经烧结处理的NiF₂粉末具有更加稳定的结构和良好的热稳定性能。经过680℃高温处理的NiF₂粉体添加镍粉与石墨烯质量比为7∶3的复配导电剂能显著提升单体热电池的放电性能，此NiF₂粉体正极装配的单体电池在520℃下以100 mA/cm²电流密度恒流放电时起始电压达2.497 V，截止电压1.0 V时的比容量达262.7 mAh/g。由9节单体电池组成的样机电池组的脉冲测试可知，其初始放电电压达23.8 V，当放电电压到16.7 V(70%峰值电压)时，激活时间为0.26 s。研究初步表明，此制备方法提高了NiF₂正极粉体的导电性能、放电电压和放电比容量，并且极大缩短了成品热电池的激活时间，操作简单可行性高。     

导电剂形貌对锂离子电池倍率性能的影响

研究了正极导电剂形貌对锂离子电池倍率放电性能的影响。正极中添加炭黑类导电剂的电池具有良好的倍率放电性能,15 C放电时能放出1 C容量的84.3%;正极中添加石墨类导电剂的电池放电容量随放电电流的增大而迅速下降,15 C放电时仅能放出1 C容量的21.8%。这是由于石墨类导电剂具有片状颗粒形貌,引起孔隙曲折系数较大增长,而炭黑类导电剂颗粒接近球型,对曲折系数的影响较小所造成的。     

热电池正极材料NiCl2的制备及性能研究

采用高温升华工艺对NiCl2材料进行处理,表征测试结果表明,处理得到的NiCl2正极材料具有更好的结构.实验表明在850℃升华下得到的NiCl2升华粉作为热电池正极材料时,单体电池的放电性能最佳.由于NiCl2材料导电性能较差,针对这一特征,对金属和非金属导电剂的添加进行了研究,同时也进一步对混合导电剂的改性进行研究,发现添加复配比例m(石墨烯):m(镍粉)为3:7的混合导电剂的单体电池放电性能最优,初始放电电压为2.43 V,截止1.0 V的比容量为279.5 mAh/g.     

热电池用NiCl_2薄膜正极的制备研究

;采用溶液法在NiCl_2中添加不同导电剂,与电解质混合后涂覆在泡沫镍基体上,制成NiCl_2薄膜正极。实验中添加石墨烯、碳纳米管和高比表面积活性炭都可提高放电电压,其中采用此三种混合导电剂可使450℃恒温,100 mA/cm2恒流放电电压达2.36 V,截止电压1.8 V时,放电比容量达211.8 mAh/g。热电池样机室温1 A放电,单体电压可达2.53 V,激活时间0.33 s。初步研究表明,NiCl_2中添加含碳导电剂不但提高了电导率,还缩短了激活时间,且操作方法简单易行     

导电剂分布状态对锂离子电池性能的影响

通过添加表面活性剂KD-1,制备了均匀分布有Super-P炭黑/气相生长碳纤维(VGCF-H)复合导电剂的电极。导电剂的均匀分布可提高锂离子电池的循环性能和倍率性能。正极活性物质为尖晶石LiMn2O4的电池,以1.0C在3.30～4.35 V循环100次的容量保持率为94.5%;以0.2C充电、不同电流放电循环,第4次循环的2.0C放电比容量为0.2C时的70.3%。     

石墨烯/碳纳米管复合导电剂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的影响

研究球磨分散法制备的石墨烯和碳纳米管(CNT)(2∶3)复合导电剂对三元正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能的影响。SEM分析表明:复合导电剂均匀地分散在LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2表面,形成良好的"点-线-面"三维立体导电网络结构。电化学阻抗测试表明:复合导电剂可降低电池的内阻。充放电测试显示:在1%的低添加量下,使用复合导电剂的电池的首次放电(2.58~4.25 V,0.1 C)比容量比单独使用CNT的高7 mAh/g,比单独使用炭黑的高19 mAh/g;以10.0 C放电的比容量可达128 mAh/g,比单独使用CNT和炭黑的分别提高24 mAh/g和58 mAh/g。     

热电池钒酸铜正极性能影响因素的研究

通过溶胶凝胶法合成钒酸铜正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、差热分析(DTA)和粒度分析方法对钒酸铜材料进行了表征。采用粉末压片工艺制备单体电池,实验结果表明,正极中电解质和导电剂的最佳质量分数添加量分别为25%和10%。单体电池以100 m A/cm~2恒流放电时,起始电压可达2.811 V,截止电压为2V时比容量为212 m Ah/g.     

沥青包覆Si/G/C复合材料的制备与性能研究

以沥青为包覆剂,通过喷雾干燥和高温热解工艺制备了一系列Si/G/C复合负极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及恒电流充放电测试(CC)等手段研究了沥青热解温度对Si/G/C复合负极材料结构、形貌以及电化学性能的影响。测试结果表明,前驱体分别在900、1 000、1 050、1 100、1 150、1 200℃分解,1 050℃分解得到的复合负极材料综合电化学性能更加优异,在100 mA/g的充放电电流下,其首次放电比容量为714.9 mAh/g,首次库仑效率为84.0%,循环30周后的容量保持率为84.9%。     

以炭黑为碳源制备多孔球形LiFePO4／C材料

以炭黑为碳源,采用喷雾干燥一碳热还原法（SDCTM）制备了多孔隙球形LiFePO4／C正极材料。研究了不同炭黑加入量对LiFePO4／C结晶性能、颗粒形貌、放电比容量和循环稳定性等性能的影响。结果表明：炭黑含量的增加有利于优化一次颗粒形貌,促进LiFePO4的结晶,提高其放电比容量、首次放电效率及容量保持率等电化学性能。当炭黑加入量X=2．5时,球形LiFePO4／C正极材料粒径在10μm左右,其一次颗粒粒径平均在200n／n左右,比表面积达4．15m2／g,碳含量12．0％wt。在室温下,0．1C充放电下,放电比容量为131．7mAh／g,首次放电效率为90．8％,30次循环后容量保持率为96．2％。在4C充放电下,仍有65．7mAh／g的可逆比容量,且显示了良好的充放电性能。     

溶剂热制备绒球状ZnCo_2O_4/CNT多孔微球

用溶剂热法制备绒球状钴酸锌(ZnCo_2O_4)/碳纳米管(CNT)复合材料。用XRD、SEM技术分析物相和形貌,用恒流充放电及循环伏安法测试电化学性能。添加CNT使ZnCo_2O_4呈多孔结构,可提高作为锂离子电池负极材料的电化学性能。以500 mA/g的电流在0.01~3.00 V循环,ZnCo_2O_4/CNT的首次充、放电比容量分别为1 002.3 mAh/g、1 284.9 mAh/g,首次库仑效率达78.00%;第50次循环的充、放电比容量分别为1 197.2 mAh/g、1 209.8 mAh/g,库仑效率达98.96%。     

高能球磨制备钠离子电池负极材料CuP_2/C

采用高能球磨工艺,以金属铜粉、导电炭黑SP及廉价、无毒的商业红磷为原料,在氩气气氛中球磨处理36 h,合成二磷化铜(CuP_2)/C负极材料。用XRD、SEM技术分析材料的结构和形貌,用恒流充放电、循环伏安(CV)测试材料的电化学性能。纯CuP_2的容量衰减较快;CuP_2/C复合材料由于导电性良好的碳材料与硬的金属磷化物相互挤压,形成软硬镶嵌的片层结构,不仅改善了单一CuP_2的团聚现象,而且增强了导电能力,电极的循环稳定性得到改善。以100 mA/g在0.01~2.50 V循环,CuP_2/C复合材料的首次放电、充电比容量分别为796.15 mAh/g、450.44 mAh/g,首次循环的库仑效率为56.6%,第100次循环的放电、充电比容量维持在489.53 mAh/g、488.00 mAh/g,库仑效率为99.7%。     

锰酸锂电池掺杂钴镍对电化学性能影响研究

通过烧结法向锰酸锂电池的正极材料中分别掺杂钴和镍后得到相应的电池,同时制备得到纯相的锰酸锂电池。通过X射线衍射仪、等离子发射光谱仪、电化学性能测试系统及电子扫描电镜等对其产物的组成、微观形貌、结构特征及充放电特性等进行表征。研究表明,所制备的掺杂钴和镍的锰酸锂电池的结晶度较高、颗粒较均匀且无明显的杂质相;掺杂钴和镍的锰酸锂电池的首次放电比容量分别为118.5、108.2 mAh/g;50次循环后,放电比容量分别为110.8、101.9mAh/g,50次循环后比容量的保持率分别为93.5%、94.2%。     

Preparation and characteristics of LiCoO2 paste electrodes for lithium ion micro-batteries

The thick film electrodes (cathode) have been developed via screen printing using LiCoO₂ paste to improve the discharge capacity of lithium ion micro-batteries. The LiCoO₂ pastes were formulated using the mixtures of LiCoO₂ powder as a functional material, carbon black as a conducting agent, ethyl cellulose and terpineol as a vehicle, and Emphos PS-21A as a dispersant. Depending on the amount of carbon black, the average and maximum surface roughnesses varied from 0.54 to 1.00 μm and 6.2 to 18.7 μm respectively. The internal resistance in the paste electrodes could also be controlled to 120 KΩcm⁻² by the addition of carbon black in the pastes. The thickness of the printed film is independent of the paste composition, but it decreased from 15 to 6 μm with the increase in screen mesh number from 250 to 500. The initial specific discharge capacity of the printed cathode which was prepared using the mixture Ag-coated LiCoO₂ powder improved to 180 μAhcm⁻².     

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的合成及性能

以导电炭黑为还原剂、LiH2PO4和V2O5为原料,采用碳热还原法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂Li3V2(PO4)3.研究了烧结温度和时间对产物的影响.XRD、SEM和充放电测试表明:在750 ℃下烧结12 h合成的样品属于单斜晶系,0.2 C充放电的首次放电比容量为122.0 mAh/g,第20次循环的比容量为118.4 mAh/g.     

新型锂离子电池正极材料LiMnBO3的制备及其性能

以Li2CO3,MnO2和H3BO3为原料,在烧结温度大于800℃时得到了具有六方结构的单相LiMnBO3.充放电测试结果表明:加入高比表面积的碳黑和机械球磨使其比容量和循环性能得到很大改善,但充放电电流的大小会影响其循环性和比容量.800℃烧结温度下得到的LiMnBO3在电流密度为10 mA/g和20 mA/g时得到的首次放电比容量分别为82.5 mAh/g和81.8 mAh/g,循环25周后容量的保持率分别为74.7%和66.9%.850℃下得到的LiMnBO3在10 mA/g的电流密度下首次放电比容量为62.9 mAh/g,第九个循环后比容量仅为29.7 mAh/g.扫描电子显微镜(SEM)测试结果显示,烧结温度为850℃时所得产物的粒径明显增大,这是造成其容量衰减严重的主要原因.