锂离子电池负极材料SnO2的制备及其性能研究

以NaOH为沉淀剂,聚乙二醇400(PEG400)为分散剂,采用改进的化学沉淀法制备了前驱体粉末Sn(OH)2,在不同温度下煅烧得到了SnO2纳米颗粒。运用X射线衍射、扫描电镜、恒流充放电、循环伏安法等手段对所制材料的结构、表面形貌和电化学性能进行了研究。结果表明:采用改进的化学沉淀法可以得到平均粒度为80nm左右的SnO2纳米颗粒,其中700℃下煅烧合成的SnO2性能最佳,其首次放电比容量和充电比容量分别为1 576.3mAh/g和836.7 mAh/g,首次库仑效率为53.1%。经过20次循环充放电后,其比容量仍有411.4 mAh/g。     

一种新型的锂离子电池负极材料

在固相合成的Li4Ti5O12中添加SnO2进行改性。用循环伏安、交流阻抗谱、恒流充放电技术研究了SnO2的添加对材料的电化学性能影响。试验显示,材料改性后,当以金属锂为对电极时,首次放电容量达400.02mAh·g–1,首次库仑效率为50%;当以LiCoO2为对电极时,首次放电容量为166.27mAh·g–1,经过15次循环后,容量衰减仅为3.3%。改性后的电极材料不但提高了容量,而且能够保持原有材料的高循环性能,可用作锂离子电池的负极材料。     

试析锂离子电池负极材料的发展前景

锂离子蓄电池负极材料是电动汽车芯的一个部分,具有较大的市场,从其发展来看,我国国内锂离子蓄电池采用的多是锰酸锂为正极材料,碳为负极材料。电池循环寿命在1000次左右,而美日等发展国家则多相反的利用负极材料,电池的利用率大大提高。目前我国中信国安盟固利等相关的公司也在积极地进行研发,推出以钛酸锂为负极离子蓄电池。     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

目前,商业上普遍使用石墨作为锂离子电池负极材料,由于其理论比容量较低(372 m Ah·g~(–1)),已经不能够满足锂离子电池的发展需求。研究发现,SnO_2作为负极材料可以和锂离子发生良好的可逆反应,且其可逆容量远高于石墨负极。但SnO_2在充放电过程中会出现颗粒粉化导致电极体积膨胀、裂解,从而影响锂电池的循环性能。通过加入石墨烯对SnO_2进行改性,不仅可以缓解SnO_2在运行过程中的体积膨胀,此外,石墨烯本身大的比表面积及良好的导电性,使得石墨烯/SnO_2材料具有较高的可逆容量及较好的循环稳定性。本文综述了几种不同方法制备石墨烯/SnO_2复合材料,在应用到锂离子电池负极材料时,均表现出良好的电化学性能。     

锂离子电池负极材料Cu_2ZnSnS_4的研究现状

Cu_2ZnSnS_4(CZTS)不仅是传统太阳能吸收器的一种很有前途的替代品,也是一种性能优异的锂离子电池负极材料。以锂离子电池负极材料CZTS为研究对象,对其制备、改性方法、合成和储锂机理以及国内外的研究进展进行了系统性综述,阐述了当前CZTS负极材料的发展状况。总结了CZTS研究过程中的化学合成、反应过程中的相变、成核和生长特性的难点问题,论述了对理论化学计量型的CZTS的优化改性工作以及CZTS复杂的储锂机理。针对不足,提出了应深入研究CZTS等多项化合物的合成制备过程和储锂机理的建议,展望了CZTS锂离子电池负极材料未来的发展方向。     

偏钛酸高温固相法制备锂离子电池负极材料尖晶石Li_4Ti_5O_(12)

以偏钛酸和碳酸锂为原料,高温固相法制备锂离子电池负极材料尖晶石Li_4Ti_5O_(12),分别考察锂钛摩尔比、烧结温度和时间对所制材料的结构和性能的影响,采用XRD和SEM对样品结构和形貌进行表征,最后把所制得的钛酸锂活性材料组装CR2016扣式电池并进行锂离子电池性能测试。结果表明,锂钛摩尔比为0.83,烧结温度800℃,烧结6 h条件下能得到纯净的尖晶石型钛酸锂,产品电学性能良好,0.1C倍率时,首次充放电容量达158.63 mAh/g,效率为98.76%。     

纳米碳纤维作锂离子电池负极材料的嵌锂性能

用化学气相沉积法(CVD)制备了纳米碳纤维,并通过2800℃高温处理得到石墨化纳米碳纤维。采用XRD、SEM和TEM对所制的材料进行微结构分析,并考察其作为锂离子电池负极材料的嵌锂性能。结果表明:纳米碳纤维初次嵌锂容量可达到533mA·h/g,25次循环后可逆容量保持在274mA·h/g,循环效率超过99%;经过石墨化处理以后,材料初次可逆容量达到311mA·h/g,首次循环效率从55%提高到78%,25次循环后可逆容量的保持率为99%以上。     

锂离子电池硅基负极材料研究与进展

随着消费类电子产品及新能源汽车的发展,高能量密度的锂离子电池逐步成为了研究热点.当前使用的石墨负极材料的理论比容量为372 mAh/g,亟需研发高容量的负极材料.硅作为负极材料,其比容量为石墨的10倍,且脱锂电位低,被认为是最具潜力的新型负极材料.纯硅负极材料在锂离子电池应用中,由于其巨大的体积膨胀效应会导致材料粉碎,...     

硅藻土作锂离子电池硅基复合负极材料的制备及电化学性能研究

硅藻土作为一种自然材料,拥有很多优异的理化特性。介绍了如何从硅藻土中提取出高纯度SiO_2,并用金属热还原法制备出多孔硅,将其与商业硅进行对比研究。同时采用溶剂热法制备了SiO_2/TiO_2复合材料和球磨法制备SiO/TiO_2复合材料,分别对这三种材料进行粉末衍射、扫描电镜等表征。然后将这三类材料作为锂离子电池的负极材料,以锂片作为正极制作锂离子半电池,并对锂离子半电池的循环稳定性,恒流充放电等电化学性能进行表征。结果表明,制备的单质硅具有孔道结构,电池的循环性能比商业硅好。将本实验所用的三类负极材料进行比较可以发现:在首次充放电容量方面,硅和SiO/TiO_2/Mg复合材料明显高于SiO_2/TiO_2复合材料;在循环稳定性方面,复合材料的循环性能明显高于多孔硅,SiO_2/TiO_2复合材料处于绝对领先地位。     

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。     

锂离子二次电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的研究进展

介绍了近年来国内外LiNi0.8Co0.2O2正极材料的研究进展;重点对LiNi0.8Co0.2O2正极材料的主要合成方法、掺杂与包覆改性的研究现状和进展进行了评述;提出了目前LiNi0.8Co0.2O2正极材料尚存在的一些问题,同时对LiNi0.8Co0.2O2正极材料的发展前景进行了展望。     

碳改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的电化学性能

采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4微粉,并采用热裂解法在其表面进行了碳包覆。通过XRD、SEM、TGA分析和充放电测试研究了包覆后粉体的晶体结构、形貌、包覆量和电化学性能。测试结果表明:合成的碳包覆LiMn2O4材料为单一的尖晶石型结构,碳包覆有效降低了Jahn-Teller畸变和锰在电解液中的溶解,提高了材料的电化学性能。以0.1C倍率充放电时碳包覆LiMn2O4的初始充放电比容量为123.1 mAh/g,循环20次后容量保持率为96%。     

空间仪器锂离子蓄电池管理控制器研究

为了满足实验类空间仪器对空间电源系统的低成本、高集成度、微型化的需求,设计了以C8051F040芯片为控制核心的空间仪器电源控制器。该控制器与传统设计方式的最大区别是采用高集成度的锂离子电池控制芯片(bq77PL900)代替了原有的模拟电路。通过使用该芯片不仅大大降低了控制器所占体积,减小了控制器的功耗,而且提高了控制器的抗干扰能力。为了提高系统的可靠性,该系统还采用在线EEPROM充注技术,可以及时发现控制器内部被打翻的数据并进行恢复。通过实验证明该设计简单可靠,而且能量转换效率也提高了5%左右。该设计可广泛应用于低成本的空间仪器的电源、微小型卫星的电源系统。     

G@SnO2@PPy复合材料的合成、表征及其储锂性能研究

本文成功合成出新颖的G@SnO2@PPy夹层型复合材料.通过XRD、SEM和TEM等手段详细表征了该复合材料的成分与形貌,并测试了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,复合材料中SnO2纳米颗粒均匀分布在石墨烯和导电聚吡咯夹层中,作为锂离子电池负极材料表现出优异的循环性能和良好的倍率性能.     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的改性研究进展

锂离子充电电池(LIBs)在汽车和移动通信设备领域有着广泛的应用前途,成为最近的研究热点。尖晶石Li4Ti5O12因其在充放电过程中优异的可逆性、结构稳定性、安全性和高锂离子迁移率,已经成为了一种很有前途的高容量锂离子电池负极材料。分别从掺杂改性、表面改性和纳米结构等几个方面综述了Li4Ti5O12的改性研究进展。     

锂离子电池正极材料LiNi1-xCoxO2的合成及性能

以硝酸盐为原料,用sol-gel法合成锂离子电池正极材料LiNi1-xCoxO2,采用XRD、SEM和电化学测试等方法对材料的物理化学性质以及电化学性能进行表征。结果表明,经过Co掺杂后,材料具有较高的初始放电比容量和较好循环性能。在750℃下合成的LiNi0.8Co0.2O2,在3.0~4.2 V 0.2 C下经恒电流充放电测试,其首次放电容量为170.40mAh.g–1,经过30次充放电循环后放电容量为149.86 mAh.g–1,可逆容量的保持率为89.95%。     

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。     

镍钴酸锂的空气气氛下高温固相合成

通过改进马弗炉结构,在空气气氛下合成了LiNi0.7Co0.3O2锂离子二次电池正极材料。利用XRD、SEM和循环充放电测试等手段,研究了材料结构与电化学性能之间的关系。实验电池以C/3的电流倍率在2.7~4.2V进行恒流充放电循环,电池首次充电比容量与放电比容量分别为181mAh/g和157mAh/g,库仑效率为86.7%。经过15次循环后,放电比容量趋于稳定,库仑效率保持在98%以上。循环40次,放电比容量为122mAh/g。