碳纳米管及导电炭黑Super-P对LiFePO_4电化学性能的影响

分别用碳纳米管(CNT)及导电炭黑Super-P(SP)作为磷酸铁锂(LiFePO_4)正极材料极片制备过程中的导电剂,对导电性能、电化学性能等进行分析。添加CNT的材料,电阻率低于添加SP的材料,且电化学性能改善明显,其中0.2 C、0.5 C和1.0 C放电(3.8~2.0 V)比容量较添加SP的材料提高约7 mAh/g。这主要是由于CNT为管束状结构,容易在LiFePO_4表面形成导电网络,提高充放电过程中的Li+嵌脱能力,且表面缺陷较SP多,增加了储锂位。     

碳纳米管用于磷酸铁锂正极动力锂离子电池

分别以磷酸铁锂(LiFePO_4)和人造石墨为正、负极活性材料,碳纳米管(CNT)为正极导电剂,制备5.0 Ah 32650型动力锂离子电池。考察CNT添加量对电池性能的影响。CNT添加量为2%的电池,综合性能最佳:内阻为5.8 mΩ;常温下在2.00~3.65 V充放电,1.0 C放电比容量为129.04 mAh/g,5.0 C充电恒流比为86.87%、放电中值电压为3.023 V,3.0 C循环200次的平均容量保持率为94.39%;在60℃下老化10 d后,容量保持率为92.98%,容量恢复率为95.83%。     

基于LiFePO4的高容量固态锂离子电池的设计

通过在磷酸铁锂(LFP)正极浆料里加入基于PEO的固态电解质浆料,使得固态电解质浆料在正极片里均匀分布,减小锂离子传输距离,改善界面阻抗,从而提升固态电池的容量与安全性能。结果表明当LFP/导电炭黑/PVDF质量比为4.5/0.25/0.25时,扣式固态电池容量可达162.1mAh/g,60℃条件下循环50次后仍有96.2%的容量保持率。     

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。     

复合导电剂对锂离子电池性能的影响

将石墨烯(rGO)、导电石墨(SP)和碳纳米管(CNT)复合，制得rGO/SP、CNT/rGO和CNT/SP复合导电剂，用来改善锂离子电池正极的导电性能。采用XRD、SEM、电化学阻抗谱及恒流放电等测试，分析导电剂的形貌及电池的性能。导电剂种类对于电池电化学性能的影响较大。添加CNT/rGO制备的正极粉末电导率最高，可达到2.305 S/cm，与混合正极材料[m(LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.15)O_2)∶m(LiMn_2O_4)=7∶3]相比，提高了27倍。采用CNT/rGO复合导电剂制备的18650型混合正极材料锂离子电池，单体电池内阻最小(13.5 mΩ)、化成容量最高(1 856.1 m Ah)。在4.2～2.5 V充放电，以10.00 C高倍率放电时，平台电压最高(3.2 V)、放电容量最高(1 764.5 m Ah);以1.00 C倍率循环600次，rGO/SP、CNT/SP和CNT/rGO复合导电剂制备的电池容量保持率分别为93.70%、94.36%和95.13%。     

叠片工艺制备25Ah磷酸铁锂锂离子电池

用叠片工艺制备了标称容量为25 Ah的磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池。对电极材料、极片表面形貌和电池的电化学性能进行分析。在正极面密度为2.40 g/dm2,压实密度为2.60 g/cm3时,以0.50C在2.60～3.40 V循环,所制备的单体电芯的最大放电容量为26.56 Ah;正极材料的放电比容量为132.80 mAh/g,循环100次的容量保持率为95.52%。挤压、针刺、过充和短路等测试结果表明:制备的电池具有良好的安全性能。     

新型(LiFeO4+LiMn2O4)/(Li4Ti5O12+CNTS)锂离子电池的制备

用磷酸铁锂和锰酸锂复合材料作为锂离子电池的正极活性物质,与钛酸锂碳纳米管复合负极材料匹配制备了新型锂离子电池.锰酸锂提高了电池的放电电压和容量,碳纳米管提高了负极的电导率.电池循环性能良好,经100次循环后容量保持率为98.8％.     

纳米添加剂对镍氢电池正极电化学性能的影响

采用制备的纳米氧化锌(均匀沉淀法)和碳纳米管(化学气相沉积法)作为正极添加剂,掺杂制备两种不同正极极片。研究了正极中添加不同含量在不同放电制度下对MH-Ni电池电化学性能的影响。结果表明,在30 mA/g恒电流密度放电条件下,添加纳米氧化锌(ZnO)的模拟电池有助于提高放电性能,第80次循环时添加量为2%的放电比容量最高为259.2 mAh/g;但在60 mA/g恒电流密度放电条件下,模拟电池中添加碳纳米管(CNTs)的作用比较明显,添加量为1%CNTs的在第80次循环时放电比容量为260.3 mAh/g,而且放电平台比较平稳。     

导电剂对锂离子电池正极性能的影响

将科琴黑(KB)、碳纳米管(CNT)、导电石墨KS-6等3种导电剂分别与导电炭黑SP混合,组成锂离子电池用双组分导电剂。以KB+SP、CNT+SP和KS-6+SP为导电剂的电池以1.0 C在3.0~4.2 V循环400次,容量保持率分别为94.15%、93.07%和92.30%;以KB+SP作为导电剂的电池,内阻最低(28.2 mΩ),化成容量最高(1 756.8 m Ah),-40℃低温下以0.5 C放电到2.5 V时,输出容量为1.31 Ah,达到常温容量的80%以上;以5.0 C高倍率放电(3.0~4.2 V)时,电压平台最高(3.32 V),输出容量最大(1 458.3 m Ah)。     

导电剂形貌对富锂正极材料性能发挥的影响

研究了纳米颗粒状的Super P、气相生长的碳纤维(VGCF)、片状的KS6和石墨烯四种不同的导电剂对富锂正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2(LR-MNC)的电化学性能发挥的影响。研究结果表明,当导电剂的添加量为10%(质量分数),以Super或VGCF的导电剂在活性材料的表面形成了完整的导电通路,电极的表面电阻最小,从而有利于电子的传输,因此,正极活性物质表现出优异的倍率放电性能和循环性能。其中,以Super P为导电剂的电极性能最优,3 C放电比容量为164.4 mAh/g,1 C循环100周,容量保持率为82.3%。而以片状的KS6或石墨烯单独作为导电剂,在电极中没有形成完整的导电通路,不利于正极活性物质的大倍率放电性能的发挥。     

导电纤维和炭黑添加剂对正极放电能量的影响

对加入导电纤维和炭黑正极添加剂的铅酸蓄电池放电性能进行了研究,在保证单片正极电池在电池容量受正极控制的条件下,以不同放电倍率恒流放电,分别测定了7种不同配方的单片正极能量和容量,获得了较高的提高率,应用图像分析仪测定了极板的平均孔径、孔表面积及分布等孔结构参数,并拍摄了正极板表面的显微图像照片。探讨了这两种添加剂对正极孔结构及性能的影响规律和机理。     

碳纳米管对复合型锂离子动力电池性能的影响

采用LiFePO_4、LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4作为复合正极材料,考察了添加碳纳米管作导电剂对电池性能的影响。研究结果表明:以LiFePO_4、LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4作为复合正极材料所制作的电池具有较好的安全性能,在正极片中添加碳纳米管作导电剂后可以提高电池的放电比容量,改善电池的低温性能和倍率充放电性能。添加碳纳米管作导电剂后的电池具有极佳的循环稳定性,3 C循环500周容量保持率为95.34%,循环1 000周容量保持率为90.09%。     

碳纳米管对铅酸电池负极性能影响的研究

本文研究了不同类型及不同含量的碳纳米管添加于铅酸蓄电池负极后,对极板表面形貌及电池性能的影响。实验表明,碳纳米管可促进活性物质均匀分布,并可形成有效的三维导电网络;3种碳纳米管均可提高电池性能,电池初容量最多可提高6.8%。在低温-15℃下容量最多可提高20.7%。并可有效地提高电池的容量保持率。     

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。     

纳米碳管在锂离子电池中的应用

纳米碳管(CNTs)作为锂离子电池负极活性材料,表现出很高的初始容量,但在后续的稳定循环中的容量表现却并未超越石墨负极。CNTs具有特殊的电子导电性,作为电极材料导电剂制作成锂离子电池,可以改善电池性能,提升电池循环寿命。在高倍率电池中,其作用则更加显著。     

高性能18650型锂离子蓄电池

研究试验了锂离子蓄电池的不同电极材料及电极成型工艺 ,分别制成了以氧化钴锂 (LiCoO2 )和氧化镍钴锂(LiNi0 .8Co0 .2 O2 )为正极 ,中间相炭微珠 (MCMB)为负极的 186 5 0型锂离子蓄电池。电池的放电容量分别大于 15 5 0mAh和 170 0mAh。电池比能量达到了 130Wh/kg和 35 0Wh/L。在室温条件下 ,0 .5C电池的循环寿命 10 0 0次时 ,其容量仍为初始容量的 6 0 %、70 %。以氧化钴锂为正极的电池在 -4 0℃、0 .2C速率、终止电压 2 .5V的条件下 ,放电容量为室温容量的 6 0 %。实验结果表明 ,电池安全可靠。     

纳米碳材料在锂离子蓄电池负极材料中的应用

近年来,纳米碳材料在锂离子蓄电池电极材料中的应用受到广泛的重视,目前纳米碳材料主要有纳米碳纤维(Carbonnanofibers,CNFs)和纳米碳管(Carbonnanotubes,CNTs)两种,本文对这两种纳米碳材料作为锂离子蓄电池负极材料的研究进行了综述。纳米碳材料可以显著提高锂离子蓄电池的嵌锂容量,但存在首次充放电效率不高以及电位滞后的缺点。纳米碳材料作为锂离子蓄电池负极材料的掺杂体具有很高的实用价值,这是由于纳米碳管和纳米碳纤维具有高的比表面积、高的导电和导热性以及优良的机械性能。     

铅酸电池中的导电无机材料——性质与制备

介绍了与铅蓄电池有关的几种惰性导电无机材料（Ｃ、ＳｎＯ２、钙钛矿型化合物如ＢａＰｂＯ３、非化学计量比金属氧化物如Ｔｉ４Ｏ７等）的制备以及它们的导电性和耐腐蚀性。碳类材料中以碳纤维的抗氧化性较好。ＢａＰｂＯ３的导电性和耐腐性良好并且其合成方法也较为简单,可以用于正负极的适量添加。ＳｎＯ２在正极条件下显示良好的性能,特别适合于导电耐腐膜的制备。Ｔｉ４Ｏ７作为正极添加剂其各项性能优良,但制备方法却相对复杂。     

磨碎碳纤维添加剂对阀控铅酸电池低温性能的影响

分别采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和充放电测试研究了磨碎碳纤维添加剂对阀控铅酸（VRLA）蓄电池低温性能的影响。结果表明,在正极铅膏中添加适量的碳纤维能够延长蓄电池的循环寿命,提高蓄电池的低温放电性能,但是会稍微减弱其低温充电接受能力。XRD图谱表明,碳纤维能够提高正极生板中Pb O的含量,并且减少熟板中的杂质。SEM图表明碳纤维能够细化正极板颗粒,并使其粒径分布更为均匀。     

磷酸铁锂动力电池寿命中期低温安全性能

以剩余容量84%的磷酸铁锂动力电池为样品,首先在25、0和-10℃充放电循环,然后对不同温度循环后的电池进行热安全实验(ARC实验),最后对不同温度循环后的电池进行拆解,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进一步分析电池正负极材料的理化性能。实验结果表明,寿命中期的电池低温性能较差,电池在25、0和-10℃环境下,循环50周容量保持率分别为100%、93.5%和20%;寿命中期的电池低温循环后热安全性能降低,25、0和-10℃下循环后的电池热失控温度分别是165、157和108℃,低温循环使电池热失控温度提前;电池在低温循环过程中发生不可逆的电化学反应,负极极片表面产生锂枝晶,这是电池低温性能衰减和安全性能降低的主要原因。