锂离子电池硅基负极材料粘结剂的研究进展

综述了硅基负极材料粘结剂的研究进展。重点论述了羧甲基纤维素钠(CMC)、聚丙烯酸(PAA)、海藻酸钠和导电聚合物等粘结剂在硅基负极材料中的应用。比较了不同类型粘结剂的优缺点,展望了硅基负极材料粘结剂的发展方向。     

锂离子电池硅基负极粘结剂研究进展

由于硅在地壳中含量丰富且具有较高的理论比容量,成为近年来新一代高能量密度锂离子电池负极材料的研究热点。然而,硅在循环过程中会产生巨大的体积变化,会导致电极粉化脱落,容量快速衰减,限制了硅在锂离子电池中良好性能的发挥。虽然改性的硅基材料可以有效地缓解体积变化所产生的机械应变,但硅固有的体积变化效应是始终存在的,一种合适的粘结剂对于保持电极结构的完整性起到至关重要的作用。本文主要综述了近年来硅基负极粘结剂的研究进展,总结了合成类聚合物粘结剂、生物质聚合物粘结剂和导电聚合物粘结剂在硅基负极中的应用和性能特点,为今后在粘结剂的选择和设计上提供了重要的研究思路。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

硅基负极材料由于具有理论比容量高等优点,有望成为替代商业化石墨或碳负极的材料.然而,在充放电循环过程中,容量迅速衰减阻碍了硅负极在商业上的使用.主要介绍了近年来硅基负极材料(硅单质、硅氧化物、硅复合物以及采用不同的粘结剂)的研究进展,阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景.     

锂离子电池硅基负极材料的研究进展

电动汽车和先进电子设备对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求.硅的理论比容量能够达到4 200 mAh/g,被认为是一种很有前景的锂离子电池负极材料.但是,硅在充放电过程中巨大的体积变化(＞300％)导致容量迅速衰减.近年来,研究者们采用不同方法改善了其循环性能,主要有:制备硅基复合材料;制备特殊形貌的硅基材料;选用更加合适的粘结剂、电解液、集流体和控制电压窗口.对这些方法进行了概述,并展望了硅作为高能量密度锂离子电池负极材料的应用前景.     

锂离子电池硅基负极材料改性研究进展

锂离子电池硅基负极材料由于理论容量较高(4200 mAh/g),成为最具吸引力的新一代负极材料.然而,硅在充放电过程中体积变化较大,引起电池容量的快速衰减,从而导致电池的循环性能变差.为解决此问题,表面处理、多相掺杂、形成硅化物等方法被用来改善硅基负极材料的电化学性能.综述了以上方法对硅基负极材料改性研究的最新进展,并对各种改性方法进行了简单的评述.     

锂离子电池硅基负极材料的研究进展

硅基材料作为锂离子负极材料具有很高的比容量,成为锂离子电池负极材料的研究重点。然而硅在充放电过程中体积变化较大,引起电池容量的快速衰减,从而导致电池循环性能变差。不同方式复合的硅基复合材料被大量地开发出来,以提高纯硅的循环性能,从硅/金属复合材料、硅/碳复合材料、硅薄膜材料及纳米结构的硅材料四个方面对硅基负极材料的制备方法、电化学性能及其研究现状进行综述,分析硅材料作为锂离子电池负极材料存在的问题,讨论硅材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

负极材料是近年来锂离子电池的研究重点之一 ,硅材料及含硅材料由于具有比容量大等优点 ,引起了关注。主要介绍了近来硅及含硅材料作为锂离子电池负极材料的研究现状 ,包括硅单质、硅的氧化物以及硅的金属和其他非金属化合物 ;分析了硅材料作为锂离子电池负极材料存在的问题 ;讨论了硅材料作为锂离子电池负极材料的研究前景     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

锂离子二次电池是迄今发展最为迅速的化学电源之一,并以其特有的优点如循环性能好、自放电小及库仑效率高等成为人们研究的热点,提高锂离子电池电化学性能的关键是选取性能良好的正负极材料。硅基材料作为锂离子电池负极材料具有极高的比容量,但硅负极在充放电过程时体积变化巨大和电导率低限制了其应用。目前,改善硅材料性能的方法主要有:材料纳米化、结构特殊化以及复合化。对锂离子电池硅基负极材料改性方法的最新研究进展进行了综述,并展望了硅基负极材料的应用前景。     

用于硅基负极材料的新型PAA/PANi复合粘结剂的研究

开发了一种由聚丙烯酸和聚苯胺复合而成的新型硅基负极复合粘结剂,由于同时具备高粘结性和良好的导电性,不仅可以减少导电剂的用量,还可限制硅基负极材料循环过程中的体积膨胀。经过50次50 m A/g充放电循环后,用该新型复合粘结剂时纳米硅负极的比容量保持在250 m Ah/g左右。     

锂离子电池用硅基复合负极材料的性能研究

选用比容量较高的氧化亚硅材料配合石墨作为负极,考察氧化亚硅含量对材料电化学性能及其表面成膜和形貌的影响。实验结果表明:增大氧化亚硅含量可有效提高材料的比容量,但其表面较难形成稳定的SEI膜,不可逆损失增大;5%氧化亚硅的LFP/SiO-C软包电池采用较小的充电电流进行循环测试,负极嵌锂过程减缓,可以有效改善SEI膜生成状况,电池经100次循环,膨胀率为102.7%,150次循环时,其容量保持率可达88.27%。     

锂离子电池合金负极材料的研究进展

综述了锂离子电池合金负极材料的研究进展,包括铝基、锡基以及硅基合金负极材料;对合金负极材料研发中存在的问题和贮锂机制进行了分析.活性粒子纳米化、多重缓冲结构和多组分复合方式是合金负极材料的发展方向.     

黏结剂对锂离子电池性能的影响

对比研究了明胶、PVA和PVDF黏结剂对锂离子电池性能的影响.充放电测试表明:采用明胶和PVA黏结剂制备的电池,在循环过程中比容量都出现上升的趋势.以10%明胶为黏结剂的电池,首次放电比容量为117.5 mAh/g,19次循环后,放电比容量增至136.7 mAh/g.     

粘结剂和真空干燥温度对纳米锡负极性能的影响

分别以聚偏氟乙烯(PVDF)或羧甲基纤维素(CMC)作为纳米锡负极的粘结剂,通过循环伏安、恒流充放电、SEM及XRD测试考察电极的性能.当真空干燥温度为150～200 ℃时,电极的电化学性能随着温度的升高而提升;真空干燥温度进一步升高到220 ℃,因材料颗粒的团聚及组织结构的变化,电极性能下降.在最佳真空干燥温度200...     

粘结剂对锂离子蓄电池性能的影响

对比研究了水性粘结剂和PVDF粘结剂对锂离子蓄电池性能的影响。对使用两种不同粘结剂电池的化成厚度、内阻、循环性能、电压平台以及耐恒流过充电性能等进行了测试分析。实验表明,采用水性粘结剂的电池充电膨胀厚度和充电态内阻较小、耐3C5A倍率恒流过充电性能好;以PVDF为粘结剂的电池循环性能和3.6V电压平台率较好,第300周循环容量保持率为91%、3.6V电压平台率为85%。     

锂离子电池负极材料的研究进展

对近期锂离子电池负极材料方面的研究和开发工作进行了综述.主要包括元定形碳材料、新型负极材料和天然石墨的改性.就实用性而言,改性天然石墨将于近期成为主流负极材料.随着电子产品对高容量密度电源的需要不断增加,新型核/壳结构的大容量负极可望在不久的将来实现产业化.     

锂离子电池用锡铜合金负极的研究

采用电沉积、表面修饰及热处理合金化的方法制备了锡铜合金负极,并组成Li|1 mol/L LiPF6/EC DEC DMC(体积比1∶1∶1)|SnCu扣式电池,测试了电极的电化学循环稳定性。负极表面修饰后,虽然首次放电比容量由415 mAh/g下降为316 mAh/g,但50次循环后的容量保持率由41%提高到70%,电极的循环性能得到改善。     

热膨胀剥离法制备石墨烯作为负极材料的研究

以天然鳞片石墨为原料,使用改进的Hummers法制取氧化石墨,再通过热膨胀剥离法制备石墨烯,使用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、循环伏安及恒流充放电测试对样品进行表征,结果表明,所得产品为1~2层的蠕虫状褶皱型石墨烯。在0.2 C下,石墨烯电极首次可逆比容量为1 108m Ah/g,20次循环后可逆比容量稳定在780 m Ah/g附近,在0.5 C下,首次可逆比容量为713 m Ah/g,20次循环后可逆比容量稳定在520 m Ah/g附近。     

长期存储对锂离子电池性能的影响

锂离子电池在生产及使用过程中往往会涉及到长期存储的问题,因此针对长期存储与电池性能之间的关联研究就非常重要.本文结合生产实际,并参考相关文献报道,对长期存储对锂离子电池性能的影响进行了论述,以便于改善该产品的设计、生产控制和合理使用.