锂硫电池正极材料NiO/CNT的制备及性能研究

锂硫电池在电动汽车、无人机等领域受到极大的关注,因其环境友好、材料成本低、理论容量高等特点而被广泛研究,但因硫的导电性能不佳、多硫化物的穿梭效应以及充放电过程中硫的体积变化等阻碍了锂硫电池的商业化。为改善硫不良的导电性及多硫化物的穿梭效应,基于碳材料优异的导电性与氧化物较强的吸附性,采用水合肼在CNT表面还原氯化镍,通过热处理后得到NiO/CNT复合物作为硫的载体,充当电池的正极。物理及电化学表征的结果表明,多孔结构的NiO/CNT比表面积达到48.49 m²·g^-1,在电流密度为1C下,NiO/CNT的首圈比容量达到825 mAh·g^-1,循环100圈后,比容量保持在617 mAh·g^-1且库伦效率在99.3%以上,说明两种材料的复合提高了电池库伦效率和循环性能。     

锂离子电池正极材料研究进展

主要介绍了传统锂离子电池正极材料的改性研究和新型锂离子电池正极材料的研究现状和发展方向。重点综述了正硅酸盐Li2MSiO4(M=Fe,Mn)类正极材料,含V的正极材料,有机物正极材料以及其他新型锂离子电池正极材料的研究现状和性能改进方法。     

科琴黑在锂硫电池中的应用进展

锂硫电池因具有能量密度高,正极材料硫储量丰富、价格低廉、环境友好等特点而成为二次电池领域中的热点研究体系.然而其产业化进程面临着一系列问题,主要表现在:正极材料硫电导率低,严重影响电池的高倍率性能;充放电过程中产生的长链多硫化易溶于电解液引发穿梭效应;电池反应过程中体积变化大,造成电池损坏等,均使得电池容量衰减快、循环...     

柔性锂氧电池的发展现状

柔性电子设备的飞速发展对可充式二次电池提出了越来越高的要求。柔性锂氧电池凭借着超高的理论能量密度,成为目前电池领域的研究热点,开发出高效、稳定、高机械强度及柔性的电池正极和负极是目前研究的关键。本文主要对柔性正极材料、锂负极的开发与设计进行简要介绍,并对该领域进行总结、展望。     

荷叶茎衍生多孔碳的制备及其在锂硫电池中的应用

以荷叶茎为原料,通过高温退火处理和KOH活化得到多孔碳,并将其作为硫的载体材料,最终得到C/S正极材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重法(TG)、BET分析和喇曼光谱对目标产物进行了表征,研究了C/S正极材料的结构和形貌.将C/S作为锂硫电池正极材料进行电化学测试,其...     

一种用于锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法

<正>据介绍,该方法系将金属铁粉、锂的化合物、磷的化合物按照Li,Fe,P原子比为(0.95～1.1)∶1∶1进行配料,再加入碳或者碳的前驱体,在介质中均匀混合1～20h,     

美国研制出全固态锂硫电池

美国能源部下属的橡树岭国家实验室（ORNL）的科学家设计出了一种全新的全固态锂硫电池，其能量密度约为目前电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍，且成本更低廉。相关研究发表在本周出版的世界顶尖化学期刊《德国应用化学国际版》上。     

载硫纤维膜对锂硫电池储能性能影响研究

单质硫的低导电性是限制锂硫电池电化学性能及正极载硫量的重要原因。针对这个问题,本文通过引入负载有单质硫的玻璃纤维膜的方式在锂硫电池中引入与正极没有导电连接的单质硫。采用拉曼光谱分析电池循环后正极表面的生成物,发现玻璃纤维上的单质硫能转移到正极,并参与电化学反应为电池贡献容量。进一步研究了电池容量和隔膜硫含量与正极碳含量之间的关系,认为单质硫可以通过溶液路径转移到正极表面,而正极的电化学活性表面积对电池的容量有着重要影响。本研究为开发高载硫锂硫电池提供了新的思路。     

锂离子蓄电池正极材料LiFePO_4研究进展

锂离子电池正极材料正在向着高比能量、长寿命、低成本、环境友好的方向发展,LiFePO4正极材料以其结构稳定、成本低、无污染等优点成为21世纪研究重点。综述了LiFePO4的研究进展。系统地阐述了其晶体结构特征及性能,以及合成方法、掺杂导电材料和控制晶体生长制备纳米粉体等对材料性能的影响。提出了下一步可能的研究方向。     

锂离子电池富镍三元正极材料研究进展

作为锂离子电池正极材料,富镍三元材料Li(Ni,Co,Mn)O2(NCM)具有较高的可逆容量、结构稳定性、热稳定性,成为电动汽车领域最具前景的锂离子电池正极材料之一。本文在综述三元正极材料结构基础上,总结Ni-Co-Mn比例对正极材料放电比容量、热稳定性和容量保持率的影响,指出当前富镍三元正极材料是三元正极的重要发展方向,并综述目前富镍三元正极材料存在的主要问题,及其合成方法、掺杂改性与表面改性的研究进展,最后对富镍三元正极材料的发展前景进行了评价和展望。     

超声辅助处理回收锂离子电池正极材料

采用超声辅助分离的方法,选取适当的有机溶剂,调整超声作用时间及超声作用后溶液静置的时间,使锂离子电池正极涂层从铝箔上溶解下来。此方法可以直接回收铝箔,与铝箔分离的含钴酸锂的涂层可以作为钴化工产品的原料。当超声波作用时间不少于20 min,超声作用后溶液静置时间不少于60 min时,100 mL的强极性溶剂DMAc可以分离14.6 g正极材料。用过的有机溶剂可以通过蒸馏回收再利用,目前其回收率约为78%。     

锂离子电池用蛋黄-壳结构硅碳负极材料进展

硅材料具有高理论容量、低工作电压、储量丰富和环境友好等优点,是最有潜力的锂离子电池负极材料之一。然而,硅在锂化/去锂化过程中会产生超过300%的体积膨胀,从而导致硅颗粒粉化和容量快速衰减。近年来,一类新型的蛋黄-壳结构硅碳复合材料引起了广泛的研究关注,这种结构可缓解嵌锂过程中的体积膨胀,提高材料的循环稳定性。本文对蛋黄-壳结构的硅碳负极材料进行了分类和介绍,分析了蛋黄-壳结构硅碳材料的制备方法。阐述了蛋黄-壳结构参数对材料储锂性能的影响。指出通过开发低成本和环境友好的制备工艺、纳-微结构设计和结构参数优化,有望获得性能更优的新型蛋黄-壳结构硅碳负极材料,进一步推动硅碳负极材料的产业应用。     

新型电池正极材料失效机制的透射电子显微学研究

透射电镜作为当代最常用的材料表征手段之一,有着高的分辨率,可以较清晰地在原子尺度表征材料的微观结构与化学成分,在许多学科中发挥着关键作用.新型电池作为高效、清洁的储存装置,给现代生活带来了许多便利,拥有极大的科研与商用价值.而作为电池重要部件的正极材料,是否能高效、安全地工作,时刻影响着新型电池的商业化前景.本文综述了...     

V2O5(TiO2)/S复合材料作锂电池正极的性能研究

为了改善锂硫电池的循环性能,将单质硫分别与纳米金属氧化物(V2O5,TiO2)机械混合。用XRD对材料的晶体结构进行了表征。通过循环伏安、交流阻抗和电池性能的对比,对材料的电化学性能进行了分析。结果表明:采用V2O5改性的硫材料,首次放电比容量达844.68 mAh.g–1,样品循环容量衰减明显改善,30次后比容量保持在696.71 mAh.g–1。而TiO2/S复合材料,初始放电比容量为578.21 mAh.g–1,30次循环后比容量为347.71 mAh.g–1。     

锂-空气电池MnO_2和Co_3O_4正极催化剂的研究进展

锂-空气电池因具有超高的理论能量密度,被认为是最具发展前景的新一代储能系统。然而,正极缓慢的电极反应成为制约其发展的关键因素之一。催化剂的加入可以有效降低锂-空气电池的过电位,进而提高正极反应的速率。本文首先简要介绍了锂-空气电池的基本结构和工作原理,随后详细综述了近年来用于锂-空气电池正极的过渡金属氧化物(二氧化锰和四氧化三钴)催化剂的研究进展,最后根据目前所存在的问题指出未来的研究方向。     

Li/C composites as anodes for high energy density rechargeable Li batteries

Current lithium (Li) ion batteries consisting of graphite as the anode and intercalation materials (such as LiCoO2, LiNixCoyMn1-x-yO2, LiNi0.8Co0.1Al0.1O2) as the cathodes have almost reached their theoretical energy density of 300 Wh/kg. As a result, exploring high energy density batteries is urgent. Li-metal taking place of the graphite as the anode has several advantages. On one hand, it has a low operational voltage (-3.04 V versus standard hydrogen electrode) and a high specific capacity of 3860 mAh/g offering the battery with high energy density. On the other hand, when the Li-metal as the anode, the cathodes can be extended to Li-free or Li-deficient materials, which means the cathodes have more choices. For instance, S, O2, conversion reaction-type materials can be optional. While, the introduction of Li-metal anodes brings in several challenges [1–3]. Firstly, Li-metal is highly electrochemical and electrochemical active to have undesirable reactions with conventional carbonate-based liquid electrolytes, leading a low Coulombic efficiency and large polarizations. Secondly, the formed Li dendrites due to uneven Li+ distribution during plating and stripping has the chances of percolating separators leading to short circuits. Thirdly, Li metal is a host-free material (~5 μm have a capacity of 1 mAh/cm2), thus it suffers from a huge volume change, which brings in difficulty in the cell design.     

锂离子电池正极材料LiMnO_2的最新研究进展

层状结构的LiMnO2正极材料具有能量密度高、安全性能好、价格低廉和无毒性等优点,是下一代锂离子电池正极材料中强有力的竞争者。介绍了近年来国内外LiMnO2正极材料的的研究现状与进展,并对其结构特性、制备方法、体相掺杂和表面包覆进行了评述,提出了目前LiMnO2正极材料研究中尚存在的一些问题,并对其未来的发展前景进行了展望。