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.     

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。     

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。     

粘结剂和集流体对石墨负极电化学性能的影响

本文以比容量作为主要衡量标准,对粘结剂和集流体与石墨负极电化学性能的关系进行了研究。结果表明:以聚四氟乙烯(PTFE)乳液为粘结剂时,采用碾压法成型的石墨负极在PTFE的配比为5％时的比容量最高。其前三次循环的平均比容量可高达452mAh/g。采用涂布法成型时,石墨电极采用N—甲基吡咯烷酮比用二甲基乙酰胺作粘结剂聚偏氟乙烯的溶剂的比容量更高。其前10次循环的平均比容量达到183mAh/g。另外,本文还探讨了五种不同集流体对石墨负极比容量的影响,发现铜箔优于铜网,不锈钢网优于其他金属网。     

锂离子蓄电池碳负极/电解液的相容性研究进展Ⅱ电解液组成与碳负极/电解液的相容性

综述了目前电解液的组成与锂离子蓄电池碳负极 /电解液相容性的研究概况 ,从电解液各组分电化学活性、Li+溶剂化行为对电极界面SEI膜的物理化学特征和对电极电化学性能的影响入手 ,归纳和总结了电解液各组分的理化特性与电极 /电解液相容性的关系 ,从电解质种类、溶剂和添加剂三方面阐述了优化电解液各组分的理化特性 ,改善碳负极电化学性能的常用方法。     

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     

锂离子电池负极石墨材料的修饰与改性

综述了用于锂离子电池负极的石墨材料的修饰与改性方法 ,所研究的石墨材料包括天然石墨、人造石墨和石墨化碳纤维。修饰与改性方法包括形成包敷层和金属层、表面氧化、机械研磨以及掺杂等方法。这些方法可有效提高石墨电极的容量、库仑效率或大电流性能 ,分析了这些方法能提高电极性能的原因并指出了存在的问题。     

锂离子电池用石墨材料的结构与性能研究

研究了锂离子电池用石墨材料的结构与物理及化学特性对其电化学性能的影响。采用XRD、BET、ICP、激光粒径分析等方法 ,对多种典型石墨样品的结构、比表面积、杂质含量、粒径分布进行了表征分析。随着石墨颗粒粒径的增大 ,石墨试样的比表面积减小。电化学性能测试表明 :在石墨材料的石墨化度非常接近的情况下 ,粒径和比表面积对电化学性能的影响较为突出 ,粒径较大及比表面积较小的石墨材料具有较好的充放电性能。试样D具有较高的可逆容量 ( 2 62mAh/g)和较低的不可逆容量损失 ( 85mAh/g) ,首次充放电效率为 75 .5 % ,适用作锂离子电池负极的原材料     

电解液添加剂在硅碳负极体系中作用机理研究

选用比容量较高的氧化亚硅-石墨材料作为负极,考察不同电解液添加剂在其表面上的成膜作用及机理。实验结果表明:在石墨负极中加入质量分数5%的SiO,实际比容量可以达到395.73 mAh/g。LiPO_2F_2+FEC的添加剂组合可以将电池首次库仑效率提高至89.21%。其中LiPO_2F_2的成膜电位最小,可以在2.4 V即发生成膜反应。LiPO_2F_2+FEC的添加剂组合可以有效地改善硅碳负极的循环性能,在200次循环后容量保持率可以达到90.29%。     

氧化锡/石墨锂离子电池负极材料的研究

通过溶胶凝胶法引入石墨材料合成SnO2/石墨复合材料,X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)研究表明,两种材料的形貌和结构均保持了自身的特点。电性能研究显示石墨材料对改善SnO2的循环性能效果明显。含碳量为80%的复合材料,首次可逆比容量为397.2 mAh/g,库仑效率为80.9%,50次循环之后容量保持率为71.5%。     

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.     

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。     

锂离子电池石墨负极材料的改性方法

从石墨改性的本质出发,综述了锂离子电池石墨负极材料的改性方法:包覆法、表面修饰法、添加金属纤维法、机械研磨法、超细微化和纳米化法。通过改性处理,可有效降低石墨电极的不可逆容量,从而使可逆容量和库仑效率较大程度提高。     

锂离子电池负极材料石墨的改性方法

介绍了石墨作为锂离子电池负极材料的优点、缺点以及对石墨进行改性的必要性;综述了几种改性方法的原理及其优缺点,主要有表面氧化、包覆、掺杂以及还原改性等。通过改性处理,可以有效改善石墨电极的性能。     

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。     

锂离子电池石墨负极材料改性研究进展

石墨材料具有储量丰富、价格低廉、充放电平台安全平稳等优点,仍将成为锂离子电池负极材料的主流。但随着工业和产业化的升级转型,天然石墨的倍率性能和循环性能等无法满足市场的需求,所以对于天然石墨改性技术的研究和突破,将决定其未来的应用方向和市场格局。综述了石墨负极材料改性技术的最新研究进展,总结了各种改性技术的优缺点,复合改性技术对性能可能会有进一步提升。     

LiODFB基电解液对锂离子电池性能的影响

通过循环伏安(CV)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电测试方法研究了二氟草酸硼酸锂(LiODFB)基电解液对Li/石墨半电池和镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4)/石墨全电池性能的影响。结果表明,在首次循环过程中,Li ODFB约在1.5 V在石墨电极表面还原,形成初始固体电解质相界面膜(SEI),阻止电解液与石墨电极的直接接触,电解液在石墨电极表面的还原得以减少,从而在石墨电极表面形成了致密低阻抗的SEI膜,提高了Li/石墨半电池和LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/石墨全电池的循环性能。     

膨胀石墨作为锂离子电池负极材料的研究

报道了以超低温膨胀石墨作为锂离子电池负极材料的研究。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及氮气吸脱附测试(BET)对其物相、表面形貌及结构进行表征;利用恒电流充/放电对其电化学性能进行了测试。结果表明:超低温膨胀石墨呈现出蜂窝状多孔结构,比表面积为54 m~2/g。该材料表现出较好的脱/嵌锂容量和良好的循环性能,在100 m A/g的电流密度下,首次可逆比容量达到410 m Ah/g;循环220次后,比容量仍能维持在400 m Ah/g,容量保持率高于95%,是一种具有很好应用前景的储锂负极材料。     

表面镀膜对锂离子电池石墨负极电化学性能的影响

为了提高锂离子电池石墨负极的电化学性能,采用镀膜法对极片进行表面处理。结果表明:镀层TiN的存在减少了电极在首次充放电过程中形成的SEI膜的量,从而减少了活性物质和电解液的损失,提高了电池的充放电容量10%左右;TiN与SEI膜在电极表面共同形成的钝化膜要优于单纯的SEI膜,前者更有利于电池可逆容量和充放电效率的提高。     

锂离子电池有机电解液热稳定性研究

从有机电解液自身热稳定性以及电极／有机电解液相互作用的热稳定性两个方面综述了锂离子电池有机电解液的热稳定性;认为,正极／有机电解液的反应对锂离子电池安全性的影响是最主要因素。并分别从抑制LiPF6分解、使用不燃或阻燃溶剂阐述了改善有机电解液热稳定性的方法。