钠离子电池合金类负极材料的研究进展

钠离子电池由于具有钠资源丰富、价格低廉等特点,逐渐成为大规模储能领域的研究热点。而负极材料作为钠离子电池的重要组成部分,对电池性能有着直接的影响。在目前所研究的负极材料中,合金类负极材料由于具有较高的理论比容量而受到了人们的广泛关注。但是在反应过程中,合金类材料面临着严重的体积膨胀问题,循环稳定性差,这制约了其发展。研究者通过包覆、纳米化、与其他金属复合等方法大大改善了合金类材料的循环性能。简介了合金类储钠负极材料Sn、Sb、P、Ge、Bi、Pb和Si的反应机理及研究进展,探讨了合金类负极材料所面临的问题和解决办法,并对合金类负极材料的发展方向进行了展望。     

低温MH/Ni电池负极材料的研究方法

制约MH/Ni电池低温性能的主要因素是贮氢合金负极材料.综述了低温贮氢合金负极材料的研究进展,分析了影响电极材料低温性能的各方面因素,给出了提高其低温性能的具体方法,其中包括元素替代、结构设计及制备工艺等的运用.这些将有益于今后研制和生产适用于宽温度范围的MH/Ni电池负极材料.     

MH/Ni电池复合贮氢合金负极材料的研究进展

制备复合合金是改善贮氢合金性能的一条有效途径.归纳了MH/Ni电池复合贮氢合金负极材料不同的制备方法.从机械合金化法、熔炼法、粉末烧结法和机械混合法等4个方面,对用于MH/Ni电池负极材料的复合贮氢合金的研究现状进行了分析和综述,并提出了目前研究中存在的几个问题.     

机械合金化制备Mg-Ni合金氢化物电极材料的研究进展

Mg-Ni系合金作为一种重要的Ni/MH电池负极材料, 一直受到电池工作者的广泛重视. 本文对机械合金化方法制备Mg-Ni系合金作为Ni/MH电池氢化物电极材料的研究现状进行了全面介绍, 综述了Mg-Ni系合金的电化学性能、微观结构、吸放氢机理以及合金的制备方法, 如二元合金化、多元合金化、复合合金化、表面改性等, 并就机械合金化方法制备Mg-Ni系合金作为Ni/MH电池负极材料的研究前景进行了分析和展望.     

BN包覆Co纳米胶囊的制备和性能

用直流电弧等离子法蒸发Co-B非晶合金,以Co-B非晶合金靶材,制备了BN包裹Co和少量CoB合金的纳米颗粒,用高分辨电镜、X-Ray衍射及选区电子衍射和光致发光光谱及红外光谱对其进行了表征.结果表明,所制备的纳米颗粒是一种具有核壳结构的纳米胶囊,尺寸为10-100 nm,核由Co和少量CoB合金组成,壳是厚度为3～5 am的BN;Co/CoB作为催化剂在蒸发时促使B与N反应,生成BN包覆在其表面形成纳米胶囊.壳核结构能防止纳米Co颗粒的氧化和团聚.这种纳米胶囊的饱和磁化强度为63.16 Am2/kg,矫顽力为23.16 kA/m.其矫顽力比相应的块体材料提高的主要原因,是颗粒尺寸变小和多畴粒子畴壁的钉扎作用.     

Mg对锂二次电池负极Li-B合金中骨架结构与性能的影响

在传统热电池负极材料Li-B合金中,加入Mg元素能够提高极片的抗氧化性、抑制自放电,并能够有效提升热电池的放电稳定性。在锂二次电池负极材料Li-B合金中掺杂Mg元素,制备获得Li-B-Mg合金,通过Li-Mg固溶体强化LiB化合物骨架结构,缓解坍塌问题。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学充放电测试和交流阻抗谱对两种合金的物相、形貌、电化学性能进行了表征。结果表明,Mg元素对Li-B合金的放电性能有所提升,并能够一定程度支撑LiB纤维骨架结构,缓解坍塌问题。这对于Li-B合金作为锂二次电池负极的潜在材料有一定的奠基作用。     

热解碳包覆CoSb3作为锂离子电池负极材料的研究

CoSb3合金具有较高的电化学嵌放锂容量.为缓解充放电过程中体积变化引起的容量衰退,制备了热解碳包覆CoSb3合金粉末负极材料,并对其电化学充放电性能进行了研究.实验结果表明,热解碳包覆CoSb3负极材料的电化学性能虽然尚不能满足实际应用要求,但与纯CoSb3合金负极材料相比,首次可逆容量和循环稳定性都有明显的提高.进一步降低CoSb3合金的粉末粒度,优化热解碳对合金粉末的包覆完整性,可进一步改善热解碳包覆CoSb3负极材料的电化学性能.     

锂离子电池新型负极材料的研究进展

锂离子电池是近年来发展起来的一种新型电池,其研究重点是电池负极材料.根据国内外锂离子电池发展现状,阐述了近年来锂离子电池负极的发展动态,介绍了新型负极材料中的铝、硅、锡、硼基材料以及金属氧化物和金属合金三类,重点介绍了锡基材料,目前研究的重点是提高锂的可逆贮量和减少不可逆容量损失,有利于负极比容量的提高,从而有利于进一步提高锂离子电池的比能量,提出了新型负极材料存在的问题,并对其应用前景进行了展望.     

锂离子电池负极材料的分子设计与新材料研究进展

对锂电池复杂材料体系进行量子力学的从头计算一直是材料和物理科学研究的重要方向。主要总结了近年来采用密度泛函理论和第一性原理平面波赝势法对锂电负极材料进行分子设计方面的研究,同时也介绍了本课题组在金属合金类负极材料方面的理论计算研究。最后从应用的角度全面综述了常规锂离子电池负极材料的研究现状和发展,包括碳类材料(天然石墨、人造石墨、中间相炭微球)、金属基合金材料(硅基、锡基等)和钛酸锂负极材料等。     

全固态薄膜锂离子电池负极和电解质材料的研究进展

全固态薄膜锂离子电池是锂离子电池的最新研究领域,薄膜化的负极、电解质材料是全固态薄膜锂离子电池的重要组成部分.主要对碳基材料、锡基材料、硅基材料,合金等全固态薄膜锂离子电池负极材料和电解质薄膜材料近几年来的研究状况进行了综述,并展望了其发展趋势.     

Synthesis of mesoporous Co-B alloy in room-temperature ionic liquids and its electrochemical properties

Co-B alloy with mesoporous structure was firstly synthesized using room-temperature ionic liquids as templates and investigated as an anode for secondary alkaline batteries. Investigations indicate that such mesoporous structure facilitated the electrochemical hydrogen storage. It maintained 94% of the initial capacity (336 mA h/g) after 50 cycles. The excellent cycling performance is most likely due to the stable structure during cycling. Meanwhile, it exhibited an excellent rate capability. The results demonstrated that the prepared Co-B-mesoporous is capable of serving as a high power capability anode for the rechargeable alkaline batteries.     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

综述了锂离子电池锡基负极材料的研究进展,锡基钢极材料可分为氧化物,复合氧化物,合金三类,其储锂机理都为合金机理,对氧化物的丰重于电极反应的详细过程,对复合氧化物的研究重点则是储锂机理,而锡合金则是最有希望进入商业化市场的锡基钢极材料,其中锡与锂可逆形成合金,另一不与锂反应的金属作为导电基体与框架,容纳合金以改善循环性能。     

新型铝合金阳极电化学性能与组织研究

研制了两种新型铝合金阳极材料；用恒电流方法和动电位方法测定了铝合金阳极在碱性氯化钠（25％KOH＋3．5％NaCl）介质中的电化学性能；用金相显微镜、扫描电子显微镜观察了新型铝合金的微观组织和阳级溶解后的表面腐蚀状态。结果表明：固溶于铝基体的微量合金化元素Ga、In及其适量均匀分布的第二相，可以破坏铝氧化膜的致密结构，促使铝基体的正常溶解，减少铝阳极极化，使铝合金阳极的稳定电极电位变得更负；加入能改变铝基体中杂质的存在状态和降低杂质含量的合金化元素Mg等，可以改善铝阳极的腐蚀均匀性，降低自腐蚀速度，提高阳极利用率。     

Evaluation of Al and Some of Its Alloys as Anode Materials vs γ-MnO2 as Cathode Material and Ore Produced γ-MnO2 vs Zn Anode in KOH Solution

In this study electrochemical performance of Al and some of its alloys （Al-Zn, Al-rvlg and Al-rvln） anodes vs MnO2 cathode were carried out in alkaline solution. The results show that the Al-Zn alloy anode has the best cell capacity among the other alloys. Cell capacity values go in the order Al-Zn〉Al-Mg〉Al〉Al-Mn. This result is probably related to the nature of passive films formed on the surface of the alloys which examined by scanning electron microscopy （SEM）. SEM morphologies of Al and its alloys showed coarse grains of passive films formed on the surface of these anode materials while Al-Mn morphology shows a needle-like structure. Electrolytic manganese dioxide （EMD） produced by electrodepositing on platinum anode from liquor resulting from reduction of low grade pyrolusite ore （β-MnO2） by sulfur slag was characterized as cathode in alkaline Zn-MnO2 batteries. Ore produced sample （EMD1） was performed well in comparison with EMD standard （EMD2） （commercial battery grade electrolytic manganese dioxide, TOSOH-Hellas GH-S）. SEM morphology of Zn anode after cell reaction was carried out and showed that Zn anode has fine grains of passive film on its surface.     

Evaluation of Al and Some of Its Alloys as Anode Materials vs γ-MnO2 as Cathode Material and Ore Produced γ-MnO2 vs Zn Anode in KOH Solution

In this study electrochemical performance of Al and some of its alloys (Al-Zn, Al-Mg and Al-Mn) anodes vs MnO2 cathode were carried out in alkaline solution. The results show that the Al-Zn alloy anode has the best cell capacity among the other alloys. Cell capacity values go in the order Al-Zn＞Al-Mg＞Al＞Al-Mn. This result is probably related to the nature of passive films formed on the surface of the alloys which examined by scanning electron microscopy (SEM). SEM morphologies of Al and its alloys showed coarse grains of passive films formed on the surface of these anode materials while Al-Mn morphology shows a needle-like structure.Electrolytic manganese dioxide (EMD) produced by electrodepositing on platinum anode from liquor resulting from reduction of low grade pyrolusite ore (β-MnO2) by sulfur slag was characterized as cathode in alkaline Zn-MnO2 batteries. Ore produced sample (EMD1) was performed well in comparison with EMD standard (EMD2) (commercial battery grade electrolytic manganese dioxide, TOSOH-Hellas GH-S). SEM morphology of Zn anode after cell reaction was carried out and showed that Zn anode has fine grains of passive film on its surface.     

湿法冶金中新型铅基阳极材料的研究进展

随着湿法冶金工业的发展,对电积用阳极材料的要求也越来越高,这就促进了不溶阳极材料成为研究的热点。简要概述了阳极材料的研究意义,并详细介绍了新型铅合金阳极材料和铅基表面改性阳极材料的工业应用状况与研究现状。希望为工业应用中阳极材料的选择及未来阳极材料的研究提供参考。     

锂硫聚合物二次电池关键材料研究进展

报告了在复合型纳米硫正极材料、纳米储锂合金负极材料和用原位合成工艺掺入纳米二氧化硅的凝 胶型聚合物电解质的研制方面所取得的进展;所研制的复合型纳米硫正极材料与凝胶电解质及锂金属负极配合 制成扣式实验电池进行测试,容量已达到７００mAh桙g,发现该材料放电电压是现有锂钴氧材料放电电压的一半, 双电池串联可以与现有锂钴氧材料电池互换;采用微乳液新工艺合成的Cu－Sn纳米合金材料,以石墨与金属锡 复合的材料,以及以金属氧化物作为原料,采用乳液法制备碳微球镶嵌金属锡的球形复合材料等高容量负极材 料取得了较大的进展     

锂离子电磁纳米合金负极材料的研究进展

综述了锂离子电池纳米合金负极材料的研究进展。讨论了该类材料的电化学性能、制备工艺及发展前景。     

镁合金的应用开发及专利情况

重点介绍了镁合金在车用材料、医用材料和牺牲阳极材料等领域的应用开发情况,并对国内镁及镁合金专利申请情况进行了分析。     

锂离子电池Sn基负极材料研究进展

综述了锂电池用Sn基负极材料近年来的发展现状,着重讨论了Sn基氧化物、Sn基复合氧化物、Sn基合金以及Sn基复合物等Sn基负极材料的制备方法、性能特点、存在问题以及改善途径。指出单一方法难以全面改善Sn基负极材料的性能,综合运用结构优化、成分控制、掺入基质以及优化还原剂、黏合剂和电解质添加剂等途径才能更好地改善Sn基负极材料的电化学性能。最后,对Sn基负极材料的研究趋势进行了展望,并指出以石墨烯为基质的Sn基复合材料是今后研究的重要方向。