电解液对不同结构氟化碳材料性能的影响

分别使用两种结构不同的氟化碳材料(CF_x-A、CF_x-B)，电解液LiPF₆、LiBF₄以及锂带制备5 Ah的18650型圆柱电池，利用XRD、SEM、EDS等测试技术对材料的形貌结构进行表征分析，并对电池进行恒功率恒流放电测试，研究了不同的电解液、氟化碳材料、环境温度和高温贮存时长对电池电化学性能的影响。试验结果表明，LiBF₄与氟化碳材料的匹配协同效果较好，但LiBF₄性能的发挥受温度影响较大，环境温度从50℃下降到-20℃时，比容量下降约25%～35%。相较于CF_x-A,CF_x-B的层间距和比表面积较大，Li/CF_x-B电池具有更高的放电电压，较好的倍率性能，但容量偏低；而Li/CF_x-A电池的放电平台更平稳、容量更高、高温贮存性能更好，但倍率性能较差。     

锂氟化碳-二氧化锰电池贮存性能影响因素研究

以氟化碳和二氧化锰复合材料为正极的锂氟化碳-二氧化锰电池,既保留氟化碳材料高比能量的特点,又兼顾二氧化锰倍率性能好的优势.与其他一次电池相同,贮存性能是影响锂氟化碳-二氧化锰电池实际使用可靠性的重要指标.从正极烘干温度、预放电工艺、粘结剂、贮存温度等方面对锂氟化碳-二氧化锰电池贮存寿命的影响进行了研究.结果表明:烘干温度为150～180℃时,电池的胀气得到明显抑制,有利于改善电池的长期贮存;预放电容量比例3％以上可以抑制电池的胀气,在实验范围内与放电电流无关;N1粘结剂可以保持正极的完整度,进而影响电池贮存性能的可靠性;随着贮存温度的升高,电池的自放电反应速率加快,高温贮存前期容量损失率较大,后期由于负极表面钝化膜的形成,正负极表面状态趋于稳定,电池的自放电反应速率也相应放缓.     

基于方程和神经网络算法的锂原电池贮存模型

基于阿伦尼乌斯方程和神经网络算法，以温度为加速应力，开展了锂氟化碳电池(Li/CF_x)加速贮存寿命模型的建立和研究。在基于阿伦尼乌斯方程的加速寿命模型中，模型计算值与实测数据结果准确率达到99%以上。在基于神经网络算法的模型中，少量的数据量训练即实现准确率达到85%，为锂原电池的寿命预测提供了有效指导。     

MnO_2掺杂对锂/氟化碳电池性能的影响

通过球磨法制备了二氧化锰(MnO_2)掺杂的氟化石墨(CF_x)复合材料;以复合材料为正极、锂带为负极,制备了1 Ah方形软包装锂/氟化碳(Li/CF_x)电池。探讨掺杂比例对Li/CF_x电池电化学性能的影响。与纯CF_x相比,掺杂30%MnO_2的电池以0.1 C倍率放电,低波电压和平台电压分别为2.360 V、2.463 V;以0.5 C、1.0 C倍率放电,低波电压分别提高约0.4 V、0.5 V。掺杂MnO_2可改善Li/CF_x电池的电压滞后现象,并提高放电平台电压。     

锂电池讲座(八)

8 锂—二氧化硫电池 锂—二氧化硫(Li/SO_2)电池系列是先进的实用锂电池之一,它是锂电池中研究得比较早、比较多的系列,无论是在技术上还是应用上都是最为先进的电池之一。 锂—二氧化硫电池属有机解质电池,但与锂—二氧化锰和锂—一氟化碳电池不同,它的正极活性物质SO_2呈液态,与亚硫酰氯一样起着双重作用,既是活性     

LiMn_2O_4/Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池的制备及电化学性能的研究

采用商品化的LiMn2O4和Li4Ti5O12作为正负极材料制作锰酸锂-钛酸锂锂离子电池,研究了不同正负极容量配比对锰酸锂/钛酸锂锂离子电池的循环性能、自放电性能、高温搁置性能以及正负极活性物质的克容量发挥的影响,并利用扫描电子显微镜法(SEM)和能量散射光谱(EDS)表征循环900周后电池负极极片的形貌和成分。研究结果表明:正负极容量配比大的电池各方面性能要优于正负极容量配比小的电池。     

纳米V2O5包覆CFx复合材料的制备及性能

通过简单易行的超声浸渍法和高温煅烧法,采用纳米五氧化二钒（V₂O₅）颗粒包覆氟化碳（CF_x）制备CF_x@Nano V₂O₅复合材料。对比CF_x@Nano V₂O₅复合材料与商用CF_x材料的形貌、结构和性能。经纳米V₂O₅颗粒包覆制备的CF_x@Nano V₂O₅复合材料具有层状表面形貌,振实密度更高。在0.2 C的放电倍率下,CF_x@V₂O₅复合材料的电压平台可达2.81 V;此外,在大电流放电时表现出明显的功率输出优势,在3.0 C倍率下的比容量较商用CF_x材料提升了16.68%。     

锂电池的优越性及其前景

锂电池是最近十几年发展起来的新能源,是目前比能量最离的一种新型系列的电池。众所周知,锂位于元素周期表的左上角,是电位最负、电化学当量最小(0.26克/安时)的金属元素。如以氧作正极,其理论比能量为5207瓦时/公斤。因此,以锂为负极,选配适当的正极材料、电解质、隔膜、结构材料和电池结构,就可以获得较好的电池。自1958年美国发表了锂有机电解质的论文以后,美、日、法、西德等国家相继开展了各种锂系列电池研究工作。从1972年以来,已陆续研制出锂碘(Li/I_2)、锂-铬酸银(Li/Ag_2CrO_4)、锂聚氟化碳(Li (CF)_n)、锂二氧化锰(Li MnO_2)、锂二氧化疏(Li/SO_2)以及锂-亚硫     

Li/CF_x电池的制备及性能研究

以氟化石墨为正极活性物质、锂片为负极,制备成104860型软包装锂/氟化碳(Li/CF_x)电池。用差示扫描量热(DSC)、SEM测试对氟化石墨的热稳定性、形貌进行分析;研究正极组分配比、电解液类型及用量对Li/CFx电池性能的影响;考察Li/CF_x电池的倍率特性。氟化石墨具有良好的热稳定性,在500℃以上才开始分解,呈规整的层状结构,表面光滑、大小较均匀,有利于电子的传输。正极组分氟化石墨、导电剂和粘结剂质量比为87.0∶5.5∶7.5,电解液1 mol/L Li PF6/EC+DMC+EMC添加量为5 g/Ah的Li/CFx电池性能较好。以0.05 C、0.10 C、0.20 C和0.50 C的倍率放电至1.5 V,容量分别为2.56 Ah、2.48 Ah、2.46 Ah和2.36 Ah。     

电极孔隙孔径对锂空气电池传质的影响

空气电极结构对锂空气电池的性能有重要影响。基于工作原理构建二维瞬态锂空气电池数值模型,对以碳纳米管复合二氧化锰为催化电极、四乙二醇二甲醚/双三氟甲烷磺酰亚胺锂为电解液的锂空气电池进行性能测试。实验初始放电电势为2.92 V,结束时的放电比容量为580 mAh/g,实验数据与模拟结果接近,误差小于5%。利用数值模型对不同电极孔隙率及孔径条件下电池放电过程中的氧气浓度分布、Li₂O₂分布、电池放电容量及过电势进行分析,发现电极孔隙率的提升可提高氧气在电极中的传输效率,增加电池的放电容量;提高电极的孔径对增加电池的放电容量也有一定的作用,但会提高电池的电压降。选择合理的孔径范围,有利于提升电池的放电性能。     

硫化锂正极材料及研究进展

锂硫电池具有较高的理论比能量(2600 Wh/kg)和理论比容量(1675 mAh/g),因此被认为是下一代最具潜力的储能设备之一.以锂硫电池正极存在的主要问题,重点讨论了不同宿主材料[包括碳基材料、聚合物、无机金属化合物等与硫化锂(Li2S)形成的复合正极材料]的研究进展和优缺点,分析了各代表性材料的结构特性及其提升Li2S正极性能的基本方法,并对Li2S正极材料未来的研究趋势作了展望.     

锂原电池应用现状及发展趋势

介绍了锂原电池的应用现状,包括锂-二氧化硫电池、锂-亚硫酰氯电池、锂-二氧化锰电池、锂-二硫化铁电池与锂-氟化碳电池;展望了未来锂原电池的发展趋势是微小型锂原电池、复合正极锂原电池及新型氧化物正极锂原电池。     

高温锂离子电池用混盐电解液体系

正极电解质相界面(CEI)膜会影响锂离子电池的高温性能。商用电解液在高温下的热稳定性差,形成的CEI膜不够稳定,易导致电池失效。以热稳定性及成膜性能良好的双三氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)为锂盐,EC+EMC(体积比3∶7)为溶剂,构建电解液体系,考察制备的LiCoO₂/Li半电池的电化学性能。在70℃下,LiCoO₂/Li半电池在0.5 mol/L LiTFSI+0.5 mol/L LiODFB基电解液体系下,以1.0 C在2.7～4.2 V循环,首次放电比容量为131.2 mAh/g,循环100次的容量保持率为90.8%。这得益于电解液体系生成了均匀、致密且具有良好离子电导率的CEI膜。     

氟化磷酸酯对锂/氟化碳电池放电性能的影响

合成了一种氟化磷酸酯,通过核磁共振(NMR)分析结构,研究合成的氟化磷酸酯对锂/氟化碳电池电化学性能的影响。在合成的氟化磷酸酯电解液体系中,常温0.02 C放电比容量为816 mAh/g,2.00 C放电比容量衰减至435 mAh/g;高温55℃时,0.02 C放电比容量为869 mAh/g,2.00 C放电仍可保持在758 mAh/g。     

锂氟化碳电池内应力研究及电池壳设计

锂氟化碳电池具有很高的比能量,是其他锂原电池的2~3倍,如锂二氧化锰电池、锂二氧化硫电池。但是在其放电过程产生的氟化锂会在多孔碳表面沉积,导致正极板膨胀,而约束电池膨胀将产生很强的内应力。介绍了一种电池内应力的测试方法,并对锂氟化碳电池的测试结果进行了研究。根据锂氟化碳电池内应力测试结果,结合力学仿真分析手段进行了电池壳体的设计。     

LiFePO4锂离子电池的低温性能改进

利用多巴胺自聚合原理,通过包覆一层氮掺杂的碳质材料(无定型碳)来降低磷酸铁锂(LiFePO₄)材料的表面电阻,提高低温下Li+迁移速率。采用含氟有机溶剂氟代碳酸乙烯酯,以物质的量比为1∶1的双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)和双(五氟乙基磺酰基)亚胺锂(LiBETI)为混合锂盐,制备1 mol/L混合锂盐电解液(MLiE),以解决电池在低温环境下性能下降的问题。与目前的商业LiFePO₄/石墨电池相比,组装使用MLiE的LiFePO₄锂离子电池在-20℃于3.65~2.50 V充放电,0.1 C、0.2 C、0.5 C和1.0 C放电容量分别增加了37.4%、44.6%、51.1%和65.3%。     

Li5FeO4的制备及其在硅碳负极电池体系中补锂性能的研究

以Fe₂O₃和Li₂O为原料,采用高温固相法制备了Li₅FeO₄材料,并将该材料用作补锂添加剂在三元-硅碳电池体系中进行了补锂性能测试。测试结果表明,合成的Li₅FeO₄首次脱锂比容量为667.6 mAh/g,可逆比容量仅为1.3 mAh/g,是一种理想的补锂材料。在NCM正极-硅碳负极(750 mAh/g)的全电池体系中分别添加质量分数分别为5%和10%的Li₅FeO₄时,正极材料的可逆比容量分别为164.8和170.2 mAh/g,相比之下正极中不添加补锂剂时正极可逆比容量仅为142.5 mAh/g。此外,Li₅FeO₄的加入还可以有效提升电池的循环性能,添加10%Li₅FeO₄的全电池在300次循环后电池的容量保持率为84.6%,较之未添加补锂剂的电池提升8.3%。     

锂/氟化碳电池的安全性能

氟化石墨为正极,锂为负极,研制了10 Ah软包装锂/氟化碳(Li/CFx)电池。通过过放、短路、针刺和挤压等安全实验,对Li/CFx电池的安全性能进行了测试。电池以0.20 C倍率过放电至-3.0 V,没有出现漏液、爆炸和起火现象,表面的最大温升不超过33℃;电池经过短路实验,没有出现漏液、爆炸和起火现象,表面的最大温升不超过39℃;电池经过针刺和挤压后,没有出现爆炸、起火现象,表面的最大温升不超过10℃。     

Li/MnO_2-CF_x混合阴极卷式电池特性

本文叙述了含有二氧化锰和一氟化碳混合阴极体系的性能特性。这种新的阴极混合物使每一种材料达到最好的性能。用这种阴极体系做成的圆筒形电池具有:比能量高,电池初始电压高(没有电压滞后),效电电流大,材料价格中等,放电反应产物稳定,安全,电解质无毒性和搁置性能良好。其性能特性与Li/CFx,Li/MnO_2和Li/SO_2电池也进行了比较。     

锂氟化碳电池研究现状与应用

锂氟化碳电池是一种高比能量锂一次电池.它具有安全性高、放电电压平稳、自放电率低、对环境友好等特点,广泛应用于医疗、武器、航空航天、船舶等领域,可作为重要的储能元件.锂氟化碳电池优异的比能量特性使其受到了学术界和工业界的青睐.近些年来,对于锂氟化碳电池的研究成果层出不穷.通过梳理近五年来锂氟化碳电池相关技术研究成果,详细阐述锂氟化碳电池的工作原理和基本性能,并对当前锂氟化碳电池正极材料改性技术进行总结,分析了不同技术路线特点及先进性和实用性,结合实际应用场景和背景阐述了锂氟化碳电池未来发展趋势和应用前景.