二氟磷酸锂改善LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2电池的高温性能

将二氟磷酸锂(LiPO_2F_2)作为添加剂来改善LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2电池高温贮存性能。相对于没有添加LiPO_2F_2的电池,电解液中添加1%LiPO_2F_2的电池在高温60℃下贮存14 d,容量保持率提高6.05%,容量恢复率提高6.01%,并能抑制电池高温产气。采用电化学交流阻抗谱测试电池高温贮存前后的阻抗行为,用SEM、X射线光电子能谱(XPS)对电极表面进行分析,发现LiPO_2F_2能够在正极表面形成热稳定性好且可降低界面阻抗的固体电解质相界面(SEI)膜。     

锂离子电池的低温性能改善

研究正负极、电解液对锂离子电池低温性能的影响及作用机理.在低温-40℃下,采用小粒径LiNi0.5 Co0.2 Mn0.3 O2(D50=8μm)作为正极材料,与常规粒径LiNi0.5 Co0.2 Mn0.3 O2相比,1.00 C放电容量与额定容量之比提升了22％;采用倍率性更好的中间相碳微球(MCMB)作为负极材料,1.00 C放电容量为额定容量的72％,高于使用人造石墨的60％.在低温-40℃下,人造石墨负极的电荷转移阻抗大于MCMB;采用低温性能较好的LiBF4电解液制备的软包装电池,放电容量为额定容量的90％,但使用常规LiPF6电解液时只有70％,说明电池的低温性能得到提升.     

中间相炭微球-LiCoO2锂离子蓄电池性能研究

通过对AA型中间相炭微球(MCMB)- LiCoO2锂离子蓄电池及以MCMB为负极、LiCoO2为正极、金属锂为参比电极的AA型三电极锂离子蓄电池的性能测试及正负极对锂参比电极的电位测试,并结合双电极模拟电池的交流阻抗实验,研究了MCMB- LiCoO2锂离子蓄电池的性能及其容量衰减的原因。结果表明:在室温条件下,电池的1 C放电容量达600 mAh,并具有较好的循环性能和倍率特性。电池的倍率特性和容量衰减主要受正极控制。     

阻燃剂TCPP与锂离子电池负极材料的相容性

为了提高阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)与锂离子电池负极材料中间相碳微球(MCMB)的相容性,在不同TCPP浓度电解液中研究了MCMB的循环伏安和充放电行为.结果表明:当电解液中TCPP的浓度为20%(体积比)时,MCMB/Li电池的首次充电比容量由空白电池的350 mAh/g增加到420 mAh/g,且1 V处平台的容量增加.当TCPP的浓度增加到30%时,MCMB已经不能进行充放电循环.当把MCMB在空白电解液中预循环后,在30%TCPP电解液中可以进行充放电,相应的MCMB/Li电池的充放电实验也得到了相似的结果.热解炭黑与阻燃剂TCPP有较好的相容性.     

4-甲基亚硫酸乙烯酯对锂离子电池性能的影响

在电解液中加入适量的添加剂,是改善锂离子电池性能的一种有效方法。研究了4-甲基亚硫酸乙烯酯(4-MDO)对锂离子电池性能的影响,结果表明,在1.0 mol/LLiPF_6/(EC+DMC+EMC)(体积比为1∶1∶1)电解液中添加质量分数为0.3%的4-MDO,可以有效改善MCMB和LiCoO_2电极的电化学性能。     

碳酸甘油酯衍生物用于电解液添加剂的研究

研究了双(2,3-环碳酸甘油酯)草酸酯和双(2,3-环碳酸甘油酯)丁二酸酯作为电解液添加剂对锂离子电池性能的影响。通过恒流充放电测试、交流阻抗(EIS)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)对含不同电解液电池的电化学性能进行表征。结果表明:与空白电解液相比,含添加剂电解液在石墨电极表面形成稳定的保护性SEI膜;而且可以抑制电解液持续分解;循环二十周后,电池阻抗增加变小;由于电极-电解液界面的优化,含添加剂的电池表现出优越的循环稳定性。     

煤焦油沥青基中间相碳微球与电解液的相容性

选择HTTmax=2800℃处理过的煤焦油沥青基中间相碳微球(C MCMB)试样作为锂离子电池(LIB)的负极材料,组配了6种常用的电解液,运用恒电流充放电法和粉末微电极循环伏安法,考察了C MCMB试样在各种电解液中的充放电性能。采用FTIR光谱技术测定了C MCMB试样在6种电解液中首次充电时表面生成的SEI膜的化学成分。实验结果表明:C MCMB试样与电解液的相容性和SEI膜的组织结构有关。     

添加剂PhIS对LiFePO4锂离子电池性能的影响

为提高石墨/磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池的性能，研究2-苯基-1H-咪唑-1-磺酸酯(PhIS)作为电解液添加剂对石墨/LiFePO₄软包装锂离子电池性能的影响。PhIS对LiFePO₄锂离子电池的高温存储、低温放电、不同温度循环及阻抗等均有改善效果。PhIS添加量为1.0%(质量分数)的电池以0.2 C充电、0.5 C放电，在-10℃低温下于2.00～3.65 V循环200次的容量保持率为88.1%;60℃高温存储60 d,直流阻抗(DCR)增长率与未添加PhIS的对照组相比降低13.0%。     

碳酸乙烯亚乙酯对锂离子电池性能的影响

利用量子化学计算、循环伏安、电化学阻抗及充放电测试等方法,考察了电解液成膜添加剂碳酸乙烯亚乙酯(VEC)对锂离子电池性能的影响.量子化学计算结果表明:VEC具有较低的分子最低空轨道(LUMO)能量值.循环伏安及交流阻抗测试表明:碳酸乙烯亚乙酯的还原电位为1.2 V( vs.Li/Li+),优先于电解液在负极表面发生电化学反应形成电解质相界面(SEI)膜.该膜较稳定,可提高电池的循环性能,并抑制电池气胀.SEI膜阻抗较大,不利于电极的嵌脱锂反应,导致首次充放电容量及效率较低.     

LiDFOB对LiCoO_2锂离子电池循环稳定性的影响

采用线性伏安扫描(LSV)、SEM、X射线光电子能谱(XPS)、恒流充放电等方法,研究二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)作为电解液添加剂对钴酸锂(LiCoO_2)正极锂离子电池循环稳定性的影响。在3.0~7.0 V,首次到第4次扫描时,添加LiDFOB的电解液,氧化电流逐渐减小;LiDFOB可在LiCoO_2电极表面形成含有LiF、O-B化合物的保护膜;含3%LiDFOB的电解液可抑制隔膜在常温及高温循环过程中的氧化;使用含1%、3%LiDFOB电解液的LiCoO_2/石墨全电池,循环500次的容量保持率分别为80.88%、86.62%,高于空白组的74.75%。LiDFOB提高电池循环稳定性的原因是:使铝集流体钝化,降低了电解液的氧化分解电流;在正极表面形成保护膜,抑制电解液/电极界面的副反应;对隔膜具有抗氧化保护作用。     

电解液中添加LiBOB改善LiMn2O4的高温性能

由恒流充放电和电化学阻抗等研究发现,向电解液中添加双草酸硼酸锂(LiBOB)能改善锰酸锂(LiMn2O4)的高温性能。以0.5C在3.0～4.2 V充放电,在45℃循环300次,容量保持率从82.6%提高到90.5%,循环400次,从73.0%提高到88.6%;在60℃循环300次,从76.5%提高到87.0%。固体电解质相界面(SEI)膜的初始形成电位降至2.0 V。     

LiBOB电解液在石墨负极上的成膜性能

利用循环伏安和充放电循环测试,对锂离子电池负极材料[人造石墨E-SLX50和中间相碳微球(MCMB)]与PC作溶剂的LiBOB电解液的相容性进行了研究。石墨表面生成的SEI膜,不仅与电解液的组成和浓度有关,还与石墨的种类及结构有关。在1.0 mol/L LiBOB/PC电解液中,两种材料均能生成稳定的SEI膜;在0.5 mol/L LiBOB/PC电解液中,MCMB可生成稳定的SEI膜,而E-SLX50只有在电解液含EC共溶剂时,通过EC和LiBOB的共同作用,才能生成稳定的SEI膜。     

聚苯胺改性对MCMB电极性能的影响

为了改善中间相碳微球(MCMB)的电化学性能,用聚苯胺对其进行改性,制备出聚苯胺/中间相碳微球复合材料.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对材料进行表征,并将复合材料用作锂离子电池负极材料,研究了它作为负极的电化学性能,并初步探讨了化学机理.研究结果表明:通过聚苯胺改性,中间相碳微球的可逆比容量从292.6 mAh/g增加到333 mAh/g以上,且前25次循环的可逆容量没有衰减.这种改善是由聚苯胺的表面修饰及过硫酸铵的氧化作用引起的.     

用LiBC_2O_4F_2电解液的锂离子电池的电化学性能

研究了使用草酸二氟硼酸锂(LiBC2O4F2)电解液的锂离子电池的电化学性能.循环伏安曲线和交流阻抗谱表明:电池的可逆性优良,电荷转移电阻较低.充放电测试表明:电池的首次充放电比容量较高,循环性能优良,在25 ℃时,0.2 C首次充、放电比容量分别为135.9 mAh/g和125.4 mAh/g;在25 ℃和60 ℃时,第50次0.5 C循环的容量保持率分别为98.7%和92.5%.     

Garnet电解质/Li金属界面改性

通过物理/化学沉积方法在Garnet电解质(Li6.85La2.9Ca0.1Zr1.75Nb0.25O12,LLCNZO)表面沉积不同类型过渡层,在相同条件下来综合比较其对界面改性程度的差别.采用恒流充放电、电化学阻抗谱、扫描电子显微镜等方法,研究了几种代表性过渡层[Al-doped ZnO(AZO),Si-Ti合金,...     

Co2+掺杂对磷酸钒锂电化学性能的影响

用XRD、透射电镜(TME)和电化学性能测试,研究了Co2+掺杂对正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3]的影响。掺杂适量的Co2+不会改变Li3V2(PO4)3的单斜晶系结构,可稳定材料结构,改善高倍率充放电性能。在室温下、3.0～4.3 V充放电,Li3(Co0.03V0.97)2(PO4)3以0.1C放电的首次放电比容量为116.8 mAh/g,电流从0.1C增加到1.0C循环80次后,容量衰减率为16.5%;Li3V2(PO4)3的首次放电比容量为128.8mAh/g,80次循环后,容量衰减率为34.8%。循环伏安和交流阻抗测试表明:Li3(Co0.03V0.97)2(PO4)3的可逆性优于Li3V2(PO4)3。     

锂离子电池负极材料MCMB的过充电行为

研究了过充电对MCMB电极性能的影响.在电位为-0.045 V(vs.Li/Li )时,会发生锂的沉积,且过充时间越长、倍率越高,锂的沉积质量越大.过充电后,MCMB电极的充放电性能下降.SEM与xRD的分析结果说明:过充电后MCMB电极的结构没有发生变化,性能下降是电极表面沉积的锂与电极表面形成的钝化膜所致.     

锯屑模板辅助合成β-MnO2纳米棒的研究

以锯屑为模板,结合溶胶-凝胶法成功地合成了β-MnO2纳米棒。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对产物的晶型和形貌进行表征。结果表明,借助锯屑的天然孔道结构可以较好地控制MnO2的形状和晶粒尺寸。进一步通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试对合成的β-MnO2纳米棒电极材料的电化学性能进行表征。结果表明,在1 mol/L Na2SO4水溶液中,0.0～1.0V（vs.SCE）电位范围内,β-MnO2纳米棒具有良好的电化学电容性能,单电极比容可达200 F/g,经过50次循环后电极比容量保持率为98%。