石墨烯复合硅碳负极材料及其高能量密度锂离子电池研究获进展

正动力电池、消费类电池等终端产品对高能量密度锂离子电池的需求日益增强。目前,产业界主要采取硅碳复合路线来提升硅基负极应用水平,450 m Ah/g以下的硅碳复合负极材料在循环性、倍率性等方面基本能够满足应用要求;450 mAh/g以上的硅基负极应用还存在技术难点。高比容量、长循环稳定的硅碳复合负极材料开发充满挑战。     

锂离子电池自愈聚合物材料研究进展

锂离子电池长时间使用过程中因为反复的充放电而出现材料及界面损伤,如锂金属负极因表面锂枝晶的生长刺破隔膜造成电池内部短路、高比容量硅负极因体积膨胀收缩效应导致电极结构破裂等。具有自愈能力的聚合物材料可以应对锂枝晶生长和其它机械性裂纹的产生,显著提高锂离子电池的安全性,延长使用寿命。在阐述自愈机制的基础上,对自愈聚合物材料在锂离子电池领域的应用进行了综述,并向粘接剂、复合电解质、人工界面层(保护涂层)展开,为下一代高安全性、高性能和长使用寿命的锂离子电池自愈聚合物材料的研究提供借鉴。     

高容量锂离子电池硅基负极材料的研究现状与发展

硅基材料因具有高比容量的特点成为新一代高容量锂离子电池的负极材料,但其在锂离子脱嵌锂过程中存在严重的体积效应,降低了电池的循环稳定性和初始库伦效率,从而限制了其商业化应用。本文综述了近几年来锂离子电池硅基负极材料的主要改性方法和研究进展,阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的问题,并指出其未来的发展方向。     

高容量锂离子电池硅基负极材料的研究现状与发展北大核心

硅基材料因具有高比容量的特点成为新一代高容量锂离子电池的负极材料,但其在锂离子脱嵌锂过程中存在严重的体积效应,降低了电池的循环稳定性和初始库伦效率,从而限制了其商业化应用。本文综述了近几年来锂离子电池硅基负极材料的主要改性方法和研究进展,阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的问题,并指出其未来的发展方向。     

锂离子电池新型负极材料的研究进展

锂离子电池作为一种电源应用很广泛,但是在应用中存在一些不足,选取电化学性能良好的正负极材料是提高和改善锂离子电池电化学性能最重要的因素。从新型碳材料、硅基负极材料、锡基负极材料三方面介绍了目前锂离子电池的研究状况,并展望了锂离子电池负极材料的发展趋势。     

锂离子电池硅基负极黏结剂的研究新进展

硅具有较高的理论比容量,被认为是极具应用前景的锂离子电池负极材料。然而,硅在充放电过程中会产生巨大的体积变化,导致电极粉化脱落和容量的迅速下降,限制了硅基负极材料的应用。黏结剂是锂离子电池中一个不可或缺的组成部分,对体积变化较大的硅基负极而言,除了满足作为锂离子电池黏结剂的基本要求外,对黏结剂的结构和性能又提出了新的要求,黏结剂的选择对于增强硅基电极结构的稳定性并实现长期循环具有更加重要的意义。总结了近年来硅基负极材料黏结剂的研究进展,重点介绍了用于硅基负极材料的交联类黏结剂、导电类黏结剂和自修复类黏结剂等几种黏结剂的性能特点和应用,为选择和设计更加适合的硅基负极黏结剂提供研究建议。     

锂离子电池硅基负极黏结剂的研究新进展

硅具有较高的理论比容量,被认为是极具应用前景的锂离子电池负极材料。然而,硅在充放电过程中会产生巨大的体积变化,导致电极粉化脱落和容量的迅速下降,限制了硅基负极材料的应用。黏结剂是锂离子电池中一个不可或缺的组成部分,对体积变化较大的硅基负极而言,除了满足作为锂离子电池黏结剂的基本要求外,对黏结剂的结构和性能又提出了新的要求,黏结剂的选择对于增强硅基电极结构的稳定性并实现长期循环具有更加重要的意义。总结了近年来硅基负极材料黏结剂的研究进展,重点介绍了用于硅基负极材料的交联类黏结剂、导电类黏结剂和自修复类黏结剂等几种黏结剂的性能特点和应用,为选择和设计更加适合的硅基负极黏结剂提供研究建议。     

锂离子电池负极用碳/硅复合材料的研究进展

硅(Si)因具有资源丰富、理论容量高、绿色环保等优点成为世界上最具有前景的锂离子电池负极材料之一。但硅的导电性能差,且在合金化/去合金化过程中会发生剧烈的体积膨胀导致电池循环稳定性严重下降。碳材料(C)导电性能优异且结构稳定。将C和Si进行复合,可得到容量高且循环性能好的锂离子电池负极材料。本综述从材料的制备方法着手,总结了锂离子电池C/Si复合负极材料的最新研究进展,探讨了制备方法、材料结构对C/Si复合负极材料储锂性能的影响。     

二维硅烯纳米片作为锂离子电池负极材料研究进展

硅材料被公认为最具有商业化前景的高容量锂离子电池负极之一,但其锂化膨胀率过高的问题成为阻碍应用的瓶颈.基于层状结构和特殊价键形式的新型二维材料—硅烯成为负极材料理想的硅源,为从根本上破解锂离子电池能量密度偏低的难题提供新途径.本文综述了硅烯纳米片作为锂离子电池负极的研究进展,分别就硅烯纳米片的特性、硅烯纳米片的制备工艺...     

碳纳米管和石墨烯在锂离子电池硅负极中的应用

碳纳米管、石墨烯与具有高理论比容量的硅材料形成的复合负极材料,可以提高硅负极的导电性和稳定性,是目前极具发展前景的锂离子电池负极材料。本文综述了碳纳米管和石墨烯在锂离子电池硅负极材料中应用的研究进展,并对未来的应用前景作了展望。     

锂离子电池硅碳负极材料研究进展

硅基材料作为锂离子电池负极具有容量高、来源广泛以及环境友好等优势,有望替代目前应用广泛的石墨负极成为下一代锂离子电池的主要负极材料。硅和碳复合构成的锂离子电池复合负极,不但解决了充放电过程中硅体积效应大和碳容量低的问题,而且综合了碳循环性好和硅容量高的特点。从材料选择、结构设计以及电极优化方面简要介绍了硅/碳复合材料的最新研究进展,并对硅碳复合负极未来发展方向进行了展望。     

锂离子电池硅负极粘结材料的研究进展

硅基负极材料因具有较高的理论比容量 4200 mAh/g，已成为国内外新能源锂离子电池负极材料领域研究热点课题。然而，由于硅基材料体积膨胀率高达400%，经多次充放电循环后，硅颗粒会发生破裂和粉化使其在电极基体上易脱落，从而导致电池容量衰减快、寿命短的技术缺陷。为缓解硅颗粒巨大体积变化产生的应力以及维持电极完整性，国内外科学研究者们从电池组成上出发，对活性材料、导电剂、粘结剂、电解液等进行系统研究，其中对聚合物粘结剂改性是一种实现其高寿命、抗衰减的有效手段之一。基于锂离子硅基负极材料优异特性及粘结材料的研究现状，综述了硅基负极组成、结构、性能、作用原理、分子间作用机制以及负极粘结剂的分子结构设计，探讨其对硅基锂离子电池电化学性能的影响规律，为锂离子电池硅基负极粘结材料的应用与开发提供理论和实践指导。     

锂离子电池硅碳复合负极材料的研究进展

锂离子电池发展至今,因其优异的性能,已成为新能源领域发展中的宠儿,大容量高倍率特性是目前该电池最重要的研究方向。具有高比容量和较低电压平台的硅成功的吸引了人们的眼球,有望成为下一代锂离子电池的主要负极材料。根据近十多年来锂离子电池硅碳复合负极材料的研究成果,本文讨论了硅碳复合材料的制备方法,综述了国内外该材料的研究进展,系统地总结了目前硅碳材料改性的优势和不足,建议了今后应努力的方向和硅碳负极材料发展趋势。     

锂离子电池多孔硅基复合负极材料的研究进展

概述了多孔硅基负极材料在锂离子电池中的应用,重点介绍了材料结构和复合方式对其电化学性能的影响;分析了导致其循环性能降低的主要原因,指出控制电池循环过程中硅基材料体积变化、抑制SEI膜的增加是改善硅基负极材料循环性能的重要途径. 对多孔硅基复合负极材料的研究进行了展望,提出在纳米化和复合化的基础上,设计特殊孔道结构、制备多孔的硅/碳复合材料是推进硅基负极材料应用的重要研究方向.     

简讯

日本一家公司最近开发出锂离子电池制造新技术,利用硅氧化物、纳米硅、碳等生成的新型材料制作电池负极,使电池容量比目前使用石墨作负极的锂离子电池增加2至5成。硅具有价格低廉且对锂离子的吸收率高等特点,适合制造大容量电池。但是,硅吸收锂离子时的膨胀率也很高,用作电池负极易产生裂缝,进而缩短电池寿命。因此,硅材料制成的锂离子电池负极一直没能实用化。据《日经产业新闻》日前报道,日立万胜公司采用新技术,让纳米硅散布于硅氧化物材料内部形成“含纳米硅化合物,再混合这种“含纳米硅化合物和碳材料,形成“纳米硅多孔质复合材料。这…     

基于纳米结构的锂离子电池负极材料的研究进展

具有高能量密度、循环寿命长、体积小、重量轻、记忆效应少、污染少的锂离子电池,已被公认为未来用于储存电力最有效的方法。负极材料作为锂离子电池的重要组成部分,许多课题组都一直致力于开发高性能负极材料的研究。系统讨论了几种常研究的纳米结构负极材料(包括碳、合金、过渡金属氧化物和硅)的优缺点和发展方向。     

锂离子电池硅/碳复合负极材料的研究进展

负极材料是制约锂离子电池发展的重要因素之一.硅/碳复合材料储锂容量高、循环稳定性好,是目前制备新型锂离子电池负极材料的研究热点.介绍了硅/碳复合材料的不同制备方法和复合结构以及优良的电化学性能,综述了硅/碳复合材料的研究进展,并对未来的发展方向进行了展望.     

锂离子电池用硅基复合材料的研究进展

锂离子电池硅负极材料具有很高的理论比容量(4200 m Ah/g),但其在充放电过程中巨大的体积变化导致循环性能很差,同时较低的电导率也限制了硅在锂离子电池中的应用前景。将硅与其它材料进行复合是改善硅基负极材料循环稳定性、提高其倍率性能的主要途径。文章综述了近年来硅基复合材料的研究进展,以期为硅基复合材料的研究提供参考。     

文摘

<正>锂离子电池负极用纤维状炭材料[刊,中]/楠顶,黄正宏,康飞宇,等//新型炭材料,2015(1):1~11纤维状炭材料有各种尺度和形貌,由于成本和性能缺乏竞争力,制约其在锂离子电池负极材料中的应用。随着纳米技术的发展,一些改性后的新型炭纤维表现出良好的负极材料性能。文章综述了近年各种纤维状炭材料用作锂离子电池负极材料的国内外研究进展。依据纤维状炭材料的结构、性能及其研究思路,分别归纳了石墨纤维、炭纤维及具有各种     

锂离子电池大容量硅基负极材料的研究进展

高容量锂离子电池是目前新能源电池的研究重点之一。由于硅的理论容量(4 200mAh/g)是石墨电极材料容量(372mAh/g)的十倍以上,因而成为锂离子电池负极材料的研究热点。然而,在充放电过程中,由于硅电极体积变化较大,可造成活性物质的破坏和失效,导致其循环性能变差。此外,硅的电导率较低,并且与传统电解质的相容性较差。这些缺点严重影响了硅的电化学性能,限制了其在锂离子电池领域的广泛应用。综述了锂离子电池硅基负极材料的研究进展,探讨了高性能硅基复合电极材料的制备方法。