锂离子蓄电池碳负极/电解液相容性研究进展Ⅰ碳电极界面化学与碳负极/电解液的相容性

综述了目前锂离子蓄电池碳负极 /电解液相容性的研究概况 ,系统地阐述了固体电解质相界面 (SEI)膜的组成、织构、稳定性与碳负极 /电解液相容性的关系 ,从电极界面状况和电解液组成两方面论述了实现锂离子蓄电池碳负极 /电解液的相容性和改善碳负极电化学性能的基本途径     

锂离子电池碳负极/电解液相容性的研究进展

综述了锂离子电池碳负极/电解液相容性的研究现状.从碳负极/电解液界面现象、SEI膜的形成机理、溶剂还原机理、锂盐对碳负极性能的影响、碳负极在长期循环过程中的稳定性等论述了碳负极容量衰减的原因,提出了解决方法.     

金属锂蓄电池负极-电解液相容性研究进展

综述了目前金属锂蓄电池负极-电解液相容性的研究现状。系统地阐述了钝化膜即固体电解质相界面膜(SEI膜)对锂电极性能的影响、SEI膜的结构与组成、SEI膜的形成机制以及锂盐、溶剂种类对锂溶解-沉积过程的影响。最后详尽论述了在目前最佳电解液体系中,锂电极SEI膜的组成、充放电电流密度对其性能的影响以及容量衰减机制。     

电解液组成对锂离子电池碳负极SEI膜性能的影响

综述了液态锂离子二次电池中,电解液组成包括电解质盐、溶剂特别是电解液添加剂对碳负极SEI膜性能的影响,还叙述了改进电极/溶液界面反应的电极表面预成膜方法等。对影响SEI膜的机理作了分析。     

LiBOB电解液在石墨负极上的成膜性能

利用循环伏安和充放电循环测试,对锂离子电池负极材料[人造石墨E-SLX50和中间相碳微球(MCMB)]与PC作溶剂的LiBOB电解液的相容性进行了研究。石墨表面生成的SEI膜,不仅与电解液的组成和浓度有关,还与石墨的种类及结构有关。在1.0 mol/L LiBOB/PC电解液中,两种材料均能生成稳定的SEI膜;在0.5 mol/L LiBOB/PC电解液中,MCMB可生成稳定的SEI膜,而E-SLX50只有在电解液含EC共溶剂时,通过EC和LiBOB的共同作用,才能生成稳定的SEI膜。     

锂离子电池电解液负极成膜添加剂研究进展

电解液作为锂离子电池重要组成部分,对电池性能起着非常关键的作用,电解液功能组分的加入是有效改善电解液性能的重要手段。负极成膜添加剂是锂离子电池电解液中不可或缺的功能组分。从成膜反应机理和理论计算方面介绍了近几年来负极成膜添加剂的研究进展,提出了存在的问题和可能的发展趋势。     

电解液添加剂对硅碳负极体系性能的影响

选用二甲基二甲氧基硅烷作为硅碳负极体系电解液的添加剂，重点论证了该添加剂对该体系电化学性能多方面的影响。采用DFT密度泛函理论计算了其添加剂的成膜性。实验结果表明：二甲基二甲氧基硅烷添加剂的使用具有更加优异的正极成膜性，在一定程度上提升了电极的常温循环与高温循环性能。适量的添加剂使用可以使电极拥有较小的ACIR与DCIR值，进而有利于改善电极的大倍率放电性能与低温放电性能。总之，添加剂的使用显著改善了高镍硅碳体系的电化学性能。     

煤焦油沥青基中间相碳微球与电解液的相容性

选择HTTmax=2800℃处理过的煤焦油沥青基中间相碳微球(C MCMB)试样作为锂离子电池(LIB)的负极材料,组配了6种常用的电解液,运用恒电流充放电法和粉末微电极循环伏安法,考察了C MCMB试样在各种电解液中的充放电性能。采用FTIR光谱技术测定了C MCMB试样在6种电解液中首次充电时表面生成的SEI膜的化学成分。实验结果表明:C MCMB试样与电解液的相容性和SEI膜的组织结构有关。     

亚硫酰基存在下石墨负极界面的SEI膜机制

使用恒电流充放电和粉末微电极循环伏安方法研究了亚硫酰基添加剂对碳酸丙烯酯(PC)基电解液电化学嵌脱锂性能的影响。研究表明, 所使用的亚硫酰基添加剂可以有效地抑制石墨负极在PC基电解液中首次充电过程的层离现象, 添加剂活性基团的吸电子能力是决定添加剂在电极表面固体电解质相界面(SEI)膜形成电位的重要因素, 成膜电位与Li 在电解液中的溶剂化状况无关,表明电解液组分在电极界面的还原反应, 特别是还原反应的初始反应是电子从电极本体到电解液组分活性中心的迁移。在所使用的亚硫酰基添加剂中, 亚硫酸乙烯酯(ES)可以在碳负极/电解液相界面形成优良的SEI膜, 有望在石墨类负极材料的锂离子蓄电池中得到应用。     

锂离子电池碳负极组成及其对性能的影响

在锂离子电池碳负极的制备中 ,粘合剂和导电碳黑用量、所用材料的颗粒大小都大大影响了负极的电化学性能。通过循环伏安及电容量测量技术 ,研究了影响碳负极性能的各种因素 ,发现合适的组分和配比应是含大约占总质量 5 %的粘合剂、2 %左右的导电碳黑及 40 0目左右的颗粒度 ,按此种配比制得的碳负极具有较高的充放电容量 ( 3 0 6 1mAh/ g)和较长的循环寿命     

电解液与石墨负极相容性的研究

以比容量作为主要的衡量标准,考察了石墨负极材料与不同电解液配伍时的相容性。结果表明：用ＰＣ＋ＤＭＣ（１∶１）作为电解液,石墨比容量为４０ｍＡｈ／ｇ,用ＰＣ＋ＤＭＥ＋ＤＥＣ（１∶１∶０．１）及ＥＣ＋ＤＥＣ（１∶２）作为电解液,其比容量分别为６０ｍＡｈ／ｇ和超过１２０ｍＡｈ／ｇ。另外,用ＳＥＭ观察了石墨材料／ＥＣ＋ＤＥＣ体系的结构变化,并考察了充放电电流密度对容量的影响。     

锂离子电池生物碳负极材料的制备及应用进展

负极材料对于锂离子电池的电化学性能至关重要。近年来，生物碳由于高丰度、可再生、低成本和高孔隙率等特性，作为锂离子电池负极材料被广泛研究。首先阐述了生物碳的形成机理，然后总结了生物碳材料的制备方法并讨论了生物碳负极材料电化学性能的影响因素。在此基础上对生物碳及其复合材料在锂离子电池负极材料领域的研究进展进行综述。     

电解液对锂离子电池电化学性能的影响

在1mol/LLiPF6/(EC+DMC+EMC)(体积比1∶1∶1)电解液中加入不同体积比的亚硫酸丙烯酯(PS)制成不同的电解液,用循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试研究了电解液对锂离子电池电化学性能的影响。结果表明:添加一定量PS,可改善电解液与石墨负极材料的相容性,提高锂离子电池的循环性能和低温性能。其中,电解液中PS含量为3%时,与不含PS的电解液相比,常温循环200周后电池容量保持率提高了8%;同一放电制度下低温-40℃的放电容量提高了4.9%。     

阻燃剂TCPP与锂离子电池负极材料的相容性

为了提高阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)与锂离子电池负极材料中间相碳微球(MCMB)的相容性,在不同TCPP浓度电解液中研究了MCMB的循环伏安和充放电行为.结果表明:当电解液中TCPP的浓度为20%(体积比)时,MCMB/Li电池的首次充电比容量由空白电池的350 mAh/g增加到420 mAh/g,且1 V处平台的容量增加.当TCPP的浓度增加到30%时,MCMB已经不能进行充放电循环.当把MCMB在空白电解液中预循环后,在30%TCPP电解液中可以进行充放电,相应的MCMB/Li电池的充放电实验也得到了相似的结果.热解炭黑与阻燃剂TCPP有较好的相容性.     

非碳类新型锂离子蓄电池负极材料研究进展

锂离子蓄电池性能的提高与负极材料的发展有很大关系。综述了近年来在非碳类锂离子蓄电池负极材料方面所取得的一些研究进展,分别对过渡金属氧化物、锂合金、锂过渡金属氮化物、金属硫化物及其它锂离子蓄电池非碳类负极材料各自的特点及其在合成、结构、电化学性能方面的研究近况进行了分析和总结,重点探讨了过渡金属氧化物的发展过程、充放电的特性、反应机理及影响其反应的各因素,并对其存在的问题进行了分析。最后对非碳类锂离子蓄电池负极材料今后可能的发展方向进行了探讨。     

锂离子电池用锑基负极材料的研究进展

综述了锂离子电池用锑(Sb)基负极,包括Sb基合金负极和Sb基/碳复合负极的研究进展.针对各种Sb基合金负极,重点介绍了材料组成、合成方法、电化学反应机理等对电化学性能的影响;针对Sb基/碳复合材料,介绍了不同制备方法、合金与碳的配比以及碳质材料的类型等对电化学性能的影响.     

LiBOB/PC电解液的性能研究

合成了双草酸硼酸锂(LiBOB),采用核磁共振波谱和元素分析法对其进行分析;将LiBOB与PC DEC配制成一系列电解液,比较了各种电解液的电导率随温度及浓度变化的规律;用充放电方法研究了几种电解液与石墨负极的相容性.结果表明:采用0.5 mol/L LiBOB/PC DEC(体积比3∶7)电解液的Li/ARG电池循环性能最好,首次循环效率为79.0%.     

硅/碳复合负极材料在18650型锂离子电池中的应用

在研究硅/碳复合负极材料和人造石墨负极材料混合负极的比容量与电极膨胀率之间的变化关系的基础上,通过配方优化,成功制作了硅/碳复合负极材料与人造石墨负极材料混合负极的18650型锂离子电池。采用扫描电子显微镜法(SEM)、电化学交流阻抗频谱(EIS)等技术,分析了循环前后负极的变化,研究了氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加剂对电池性能的影响。结果表明:FEC加入量较高时,可与硅负极材料形成更加稳定的SEI膜,抑制负极材料的粉化,电池180次循环后,容量保持率达到71.3%,循环性能得到显著提高。     

添加剂二甲基乙酰胺与石墨负极的相容性

研究N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)用作电解液添加剂对石墨电极电化学性能的影响。体积比为2.5%的DMAC加入1 mol/L LiPF_6/EC+PC(1∶1,体积比)中,可改善人造石墨电极的电化学性能,以0.05 C在2.00~0.01 V充放电,首次循环的库仑效率提高到92.2%,第50次循环的放电比容量仍有约340 mAh/g,且EC与PC的体积比达到2∶8时,仍有很好的效果。表明DMAC在用作电解液添加剂时,能很好地与石墨负极相容。     

锂氟化碳电池电解液研究

对氟化碳电池电解液的配制及使用进行了研究。使用两种醚类溶剂DME、THF和两种砜类溶剂TMS、DMSO等,锂盐为LiBF_4、LiClO_4、Li N(SO_2CF_3)_2等,组成单溶剂电解液,进行电化学阻抗、线性扫描及电性能测试,其中LiTFSI-THF电解液所制备的电池以0.1 C放电,比容量为856.9 mAh/g,接近理论容量;LiClO_4-DMSO电解液以0.1 C放电,放电平台达到2.7 V。以VC、FEC作为添加剂使用,提高了电池的放电容量。