高能量密度锂离子电池正极材料的发展趋势

<正>正极材料是锂离子电池的关键材料。从锂离子电池诞生之初,围绕正极材料的研发工作就从未停止。从产品应用的角度来说,锂离子电池已涵盖了移动通讯、便携电脑、数码设备、电动工具、电动自行车、电动汽车、储能基站、军用设备等诸多应用领域。围绕不同的使用特点,各应用领域也基本形成了相应的正极材料体系与之匹配。比如钴酸锂(Li Co O2,简称LCO)材料,由于具备放电容量高、放电电压平台高等优势,成为     

锂离子动力电池电极材料产业化进展

<正>近年来,随着磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂等高安全、长寿命型锂离子电池电极材料的快速发展,动力及储能锂离子电池在安全性能、能量密度、功率密度、循环寿命、成本降低等方面取得了很大进步,从而使得电动汽车及     

锂离子电池厚电极结构设计的研究进展EI北大核心CSCD

为了满足储能系统和电动汽车市场对于高能量密度和快充的需求,兼具高能量和高功率密度的锂离子电池得到了广泛的关注。厚电极结构设计能够显著提高电池的能量密度并降低成本,且能与各种电极材料相兼容,是发展高能量密度锂离子电池的研究热点之一。厚电极通常面临着力学性能差和反应动力学慢等问题,因此构建力学性能良好和完善的锂离子及电子传输网络的厚电极至关重要。本文首先分析了厚电极的电化学特性和关键科学问题,然后梳理了目前构建厚电极的各种策略及其优势,最后探讨了厚电极的设计原则和发展方向。     

高能量密度锂离子电池应用研究

随着智能手机和笔记本电脑等移动互联网设备的普及,电动自行车和电动摩托车等电动交通工具的推广,以及无人机和太空探测器等航空航天技术的发展,锂离子电池性能面临着更高的发展要求,而体积小、能量密度高已成为高性能锂离子电池的研究方向。本文将分别从结构及工艺设计、正负极配比的优化、高容量负极材料的开发、高电压正极材料及适配电解液等方面,对高能量密度锂离子电池进行概述。     

生物模板法合成锂离子电池电极材料研究进展

锂离子电池是一类极具潜力的新型二次化学储能器件,被广泛应用于便携式电子设备、电动交通工具和智能电网等领域。高性能电极材料的设计和合成是获得高能量密度、长循环寿命、高安全性锂离子电池的关键。文章针对锂离子电池电极材料存在制备工艺复杂、结构难以控制、活性物质利用率低、循环稳定性和倍率性能差等问题,从生物资源高效利用角度出发,结合生物材料尺寸均匀、形态多变、结构精密、环境友好等优点,综述了生物模板法合成锂离子电池电极材料的研究进展,并对该领域的发展方向进行了展望。     

柔性纤维状锂离子电池材料研究进展

针对当前可穿戴电子产品不断发展对柔性供能器件提出的小型化、灵活化以及可弯曲、折叠的要求,介绍了柔性纤维状锂离子电池的结构,总结了近年来柔性纤维状锂离子电池材料及固态电解质材料的研究进展,指出发展安全可靠、适应性强且性能稳定的柔性纤维状锂离子电池材料是未来可穿戴供能器件的发展重点。     

水溶液锂离子电池电极材料的发展概况

通过对水溶液锂离子电池电极材料的制备方法、结构、电化学性能、充放电过程等方面的论述,总结了近年来水溶液锂离子电池电极材料的研究状况,并对存在的问题进行了分析。探讨了采用不同化合物、不同制备方法和改性方法来提高其比容量和循环稳定性的可能性。     

锂离子电池正负极材料研究

分析了国内外锂离子电池的研究发展比方平述了锂离子电池正负极材料的研究动 最新进展,提出了作为新一代锂离子电池的正负极材料的研究方向。     

锂离子电池高镍三元材料的研究进展

用于锂离子电池的高镍三元材料由于成本低、能量密度高、可逆容量高、环境友好等优点,是现在以及未来车用动力电池首选正极材料。本文在综述了高镍三元材料的晶体结构特性和电化学特性的基础上,介绍了国内外主要制备方法、掺杂以及包覆等改性措施,重点讨论了不同种类包覆材料对高镍三元倍率性能、循环性能和高温稳定性能的影响。最后,针对高镍三元电解液、安全性、压实密度及循环寿命等问题进行分析与展望。     

锂离子电池

依据使用方向的不同，锂离子电池大致可分为便携式电子设备提供电源的小型锂离子电池和为交通工具提供动力的动力锂离子电池2类。前者的技术发展已经比较完善，产业规模比较庞大，产能集中在东亚，有越来越向中国大陆聚集的趋势。后者尚处在商业化启动阶段，软包装液态动力锂离子二次电池技术问世标志着中国的研究水平处于世界前列。     

二维纳米材料MXene及其在锂离子电池中的应用研究进展

自20世纪90年代可充电锂离子电池商业化以来,其研究与开发迅速发展.然而研究表明,在锂离子电池中,高速率充电/放电过程会降低锂离子电池的电化学性能.因此,众多研究者致力于开发具有优异的电化学性能、高能量密度和高功率密度的先进电极材料,以进行更好的能量存储和转换.二维(2D)材料由于其独特的性能而表现出巨大的储能潜力.近年来,衍生自MAX相前驱体的2D过渡金属碳化物/氮化物新系列MXene引起了广泛关注.MXene具有化学和结构多样性,因此与其他2D材料相比,在高功率锂离子电池应用中具有竞争力.研究发现,MXene具有优异的物理及化学性质,其中包括非凡的机械强度、出色的导电性、多种可能的表面终止、优异的比表面积以及容纳嵌入剂的能力.当用作锂基电池的电极材料时,MXene已表现出卓越的电化学性能.文中对MXene材料制备路线、结构类型及性质进行介绍,并进一步介绍了MXene材料的储锂机理,归纳总结了MXene在锂离子电池中应用研究的最新进展,最后概述了用于锂基能量存储设备的MXene和MXene基复合材料的挑战和前景,并提出杂原子掺杂、插层以及与其他电极材料复合正成为改善MXene材料在LIB中电化学性能的新方向.     

锂离子电池钒系电极材料的研究进展

锂离子电池电极材料对锂离子电池性能提升起着关键作用.钒的价态较多,构成的钒系电极材料具有层状、尖晶石型、反尖晶石型等多种结构.该系列材料通常具有较高的理论比容量,且合成方式多样,性价比高,因此钒系化合物在锂离子电池电极材料的应用上受到了广泛关注,但目前尚缺少对钒系电极材料的系统性总结.本文综述了以钒的氧化物、无锂型金属离子钒酸盐、含锂型钒酸盐及钒磷酸根聚阴离子材料为主要体系的锂离子电池钒系电极材料,并对各体系的结构及电化学性能进行了总结,针对合成锂离子电池钒系电极材料的主要方法(如固相合成法、溶胶-凝胶法、水热法、碳热还原法、液相沉淀法等)进行概述及分析,还对通过纳米化、特殊形貌控制、复合改性等其他改性方式优化的钒系电极材料的性能进行了介绍,最后对钒系锂离子电池电极材料的研究方向和发展前景进行展望,希望对促进该类材料的研究与产业化应用能有所助益.     

锂离子电池中钒氧化物电极材料的研究现状

综述了钒氧化物在锂离子电池中的应用,重点介绍了V₂O₅、V₆O₁₃、VO₂、V₃O₇、V₆O₁₄的结构、制备方法以及其锂离子电池的电化学性质,说明了V₄O₉、V₂O₃难在锂离子电池中应用的原因,讨论了钒氧化物作锂离子电池的正极材料的优点以及存在的问题,最后提出钒氧化物有希望成为实用的锂离子电池阴极材料.     

新型锂离子电池正极材料的研究现状及其发展前景

近年来锂离子电池的发展非常引人注目，它除了在传统便携式电器市场的应用得到进一步稳定发展，并占据重要的地位外，在电动汽车动力电源及其储能电池方面的应用前景也特别引人关注。锂离子电池目前仍朝着高能量密度、高功率密度及大型化方向发展，例如，商用锂离子电池的能量密度虽已实现200Wh／kg的指标，但市场的需求仍然需要锂离子电池的能量密度进一步提高，     

锂离子电池新型电极材料及在塑性电池中应用的研究

本项目研究锂离子电池新型正极材料LiMn_2O_4、复合石墨负极材料和塑性锂离子电池。自行设计了功率为0～1kW、主频为2.45GHz、腔体模式为TE_(103)型单模腔微波场,开发了微波合成LiMn_2O_4的新技术,合成时间缩短至15min;材料的比容量大于120mAh/g,以它为正极的18650型锂离子电池容量大于1250mAh,0.5C(650mA)充放电300次后容量保持70％左右;此外本项目还研究了采用高温固相反应法改善LiMn_1O_4循环性能的新技术。系统地研究了国产石墨碳材料嵌脱锂的特性,它们的容量一般小于300mAh/g,存在充放电效率低、循环性能差等问题;本项目开发了对国产石墨材料的改性技术,极大地提高了材     

化学气相沉积技术在锂离子电池电极材料中的应用

化学气相沉积(CVD)是近年来发展起来的制备各种无机复合材料的一种新技术.简要介绍了CVD技术的原理和特点,分析了目前研究的各种锂离子电池正负极材料存在的问题,重点介绍了CVD技术在解决这些问题上的应用进展.     

非碳锂离子电池负极材料研究进展

自从1958年美国加州大学的一位研究生提出了锂、钠等活泼金属做电池负极的设想后,锂离子电池的研究开始引人注目。然而,锂离子电池的实用化研究却经历了很长的时间。直到1990年,日本索尼(Sony)公司成功地采用碳材料作负极、氧化钻锂作正极、高氯酸锂-碳酸乙酯+碳酸二乙酯(LiClO4-EC+DEC)作电解质,研制出新一代实用化的新型锂离子二次电池——液态锂离子电池(LIB)。从此,锂离子电池便以其比能量高、电池电压高、工作温度     

锂离子电池正极材料产业化进展

高电压、高容量、无记忆效应和循环寿命长是锂离子电池作为性能卓越的新一代绿色高能电池的显著特点。随着3C产品的不断更新换代,特别是手机的智能化和轻薄化,用于3C产品的锂离子电池需要不断地提高能量密度。钴酸锂(LiCoO2)材料由于具有放电电压平台高、放电容量大、能量密度高的优势,一直是3C产品用锂离子电池的首选正极材料。除3C产品外,锂离子电池在新能源汽车(包括纯电动、混合动力等)、电动自行车及其他电动代步工