碳材料在锂硫电池中的应用研究

随着电动汽车和便携式电子设备的发展,锂硫电池因其高的理论比容量(1 675 m A·h/g)和高的理论能量密度(2 600 W·h/kg)而引起人们的广泛关注,在未来非常有可能成为常用的电源设备。然而,锂硫电池存在较低的离子和电子导电性、较差的循环性以及生成的多硫化物易溶于有机溶剂等缺点,严重制约了锂硫电池的应用。要解决上述问题,提高单质硫的导电性、抑制电极反应中的穿梭效应势在必行,因此如何改良正极材料仍然是研究的关键点。主要总结了近年来各种碳材料在锂硫电池正极材料中的应用研究现状及进展,简要阐述了这些碳材料应用于锂硫电池正极材料中存在的问题及面临的挑战,并对其未来的发展趋势进行了预测。     

锂/硫电池正极材料的改性研究进展

为了解决锂/硫电池中硫基电极材料导电性差且存在着穿梭效应、体积膨胀效应等缺点,人们进行了大量的改性研究。其中,用氮掺杂的多孔碳材料容易对电解液中溶解的多硫化物活性材料进行更好的吸附,从而抑制了锂/硫电池中多硫化物的溶解和迁移而引起的穿梭效应;另外,导电聚合物具有较好的电子导电性,作为硫/碳复合材料的载体,可以提高硫基电极材料的电导率,使锂/硫电池具有更好的循环稳定性。对锂/硫电池硫基复合电极材料的上述2种重要改性方法进行了详述,介绍了在锂/硫电池中的应用研究进展状况,并对上述材料在电化学储能中的应用进行了展望。     

产品开发

正涂层锂电子电池隔膜成发展方向锂电子电池隔膜成本在锂离子电池成本中占比为20%~30%,是很重要的锂离子电池材料。目前国内外商业化的锂离子电池隔膜主要有三种:湿法聚乙烯隔膜、干法聚丙烯隔膜、以隔膜或无纺布为基材的涂层隔膜。湿法聚乙烯隔膜耐高温性能较差,不适合直接用于动力电池。干法聚丙烯隔膜的缺点是微孔均匀性、力学强度、闭孔特性较差。以湿法聚乙烯隔膜或     

计算机模拟在不同类型离子电池电极材料中的研究进展

高能量密度储能装置的锂硫电池和钠离子电池等新型电池体系正在迅速发展。简要概述了锂离子电池、锂硫电池和钠离子电池的正负极材料,着重就第一性原理、分子动力学、蒙特卡罗及有限元方法在电极材料中的研究进展,以及在材料的晶体结构、电子结构、离子的输运过程、材料中的温度和应力分布以及掺杂改性等方面的应用进行了综述,对计算模拟技术在电极材料中的应用前景进行了展望。这些理论研究成果将有助于加深对材料和电池性能之间关系的理解,并对新电池体系材料的设计和研发具有理论指导意义。     

磷酸铁锂正极材料的制备及性能强化研究进展

橄榄石型磷酸铁锂是目前应用十分广泛的锂离子电池正极材料之一,具有成本低、安全性高、环境友好、循环寿命长和工作电压稳定的特点。近年来,随着CTP技术、刀片电池技术等取得的突破性进展,磷酸铁锂的商业化程度得到了大幅提高。但磷酸铁锂存在电子导电性较差和离子扩散系数低的缺陷,严重限制了锂离子电池的电化学容量,因此开展磷酸铁锂制备工艺和性能强化研究对磷酸铁锂的性能提升具有重要意义。对比了磷酸铁锂电池与其他正极材料锂离子电池的性能差异和发展现状,系统总结了磷酸铁锂正极材料制备与强化的改性方法及相关研究进展与挑战,并提出了未来的发展方向与研究思路。     

动力电池正极材料LiFePO_4的产业化应用展望

磷酸铁锂正极材料兼具安全性好、容量高且对环境友好等优点,成为目前最具潜力的动力电池正极材料之一。但其较低的电子导电率及离子电导率等缺点也十分明显。主要从磷酸铁锂正极材料本身的性能,包括倍率性能、能量密度、循环寿命和高低温性能方面分析了其实际应用于动力电池的潜力,以及结合国内外锂离子电池正极材料供应商情况简述了目前国内外磷酸铁锂产业化现状和趋势。     

锂硫电池正极材料改性的研究进展

文章主要描述了化学改性碳质材料在锂硫电池中的应用进展,即利用化学改性在在石墨烯等碳质材料上掺杂一些非金属杂原子,使其作为锂硫电池的正极,通过与多硫化锂的化学键合作用,更高效的防止正极活性材料流失,抑制中间态物种LixSy的溶解和扩散。并总结了目前化学改性碳材料在锂硫电池中的研究进展。     

锂离子电池正极材料技术进展

概述了国内外近30 a有关锂离子电池正极材料的研究进展以及笔者在锰系正极材料方面的研究结果; 比较了几种主要正极材料的性能优缺点;阐明了正极材料发展方向。近期镍钴锰酸锂三元材料将逐步取代钴酸锂,而改性锰酸锂和镍钴锰酸锂三元材料以及两者的混合体将在动力型锂离子电池中获得广泛使用。在未来5~10 a,高容量的层状富锂高锰型正极材料或许会是下一代锂离子电池正极材料的有力竞争者。     

高性能锂硫电池材料的研究进展

文章对锂硫电池主要材料的改性现状做了简要的介绍,论述了近年来锂硫电池正极、负极和电解液的改性方法和作用,对相关研究进行总结并对锂硫电池的未来发展进行展望。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂制备方法研究进展

单斜结构的磷酸钒锂[Li₃V₂（PO₄）₃]材料与其他锂离子电池正极材料相比具有较高的工作电压（3.0~4.8 V）、良好的离子迁移率和优良的热稳定性,是一种具有竞争优势和发展前景的大功率锂离子电池正极材料,成为了近年来研究的热点。综述了锂离子电池正极材料磷酸钒锂的结构特点及其充放电机理。磷酸钒锂的常用合成方法有碳热还原法、水热法、溶胶-凝胶法及流变相法等,着重阐述了磷酸钒锂的不同合成方法对所制备样品的形貌和电化学性能的影响。分析总结了不同合成方法的改进方法,以改善磷酸钒锂正极材料电子导电性和锂离子扩散系数较低的问题。最后,针对磷酸钒锂正极材料在锂离子电池的应用中所存在的问题展望了该材料未来可能的发展方向和研究热点。指出需要优化材料的制备方法以改善材料的颗粒形貌、提高电子导电率和扩散系数等,进而改善材料的循环性能、倍率性能和充放电性能等;需要改进制备流程、提高实验的安全性、简化反应流程和减少制备成本等,以实现磷酸钒锂正极材料的工业化应用。     

锂离子电池及其材料

介绍了锂离子电池的基本原理及特点，锂离子电池的开发过程和制造过程，重点从锂离子电池的正极材料，负极材料，电解液，粘合剂，隔膜等组成部分从化工生产的角度介绍了锂离子电池。并简要介绍了锂离子电池及其材料在我国的发展现状，展望了其发展前景。     

电解液对锂离子电池性能的影响

锂离子电池的性能与电解液有着密切的关系。电解液的组成主要是:有机溶剂、锂盐、添加剂。本文综述了电解液组成对锂离子电池电化学性能的影响规律;探讨了电解液量对锂离子电池性能的影响以及不同正极材料锂离子电池对电解液量的需求。     

锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池的应用领域日益广泛,而正极材料是锂离子电池的重要组成部分,本文介绍了锂离子电池的工作原理,综述了锂离子电池正极材料方面的研究成果.     

锂离子电池涂膜隔膜的机理分析

分析了锂离子电池的基本机理,叙述了隔膜在制造锂离子电池的过程中起着重要的作用,详细地介绍了隔膜的锂离子的生产机理,以及探讨了改良隔膜的生产过程中所遇到的各种问题,重点分析了涂膜隔膜的工作机理,并对采用涂膜隔膜后的锂离子电池的放电性能进行详细的分析。     

纳米锂离子筛的研究进展

锂及其化合物在人们的生活、国民经济、国防建设中均具有重要的意义。随着人类对锂及其化合物的需求的不断地扩大与陆地锂资源的过度开发,蕴藏着丰富的、还未得到利用的锂资源海水扼待开发。锂离子筛是一种具有优良离子电导性的锂离子电池正极材料,其具有特定离子记忆效应,环境友好,对于从盐湖卤水和海水中提锂具有较为不错的前景。     

锂离子电池电解质六氟磷酸锂制备方法综述

介绍了六氟磷酸锂的一些制备方法,并对它们进行了优缺点分析。认为近年采用有机物做溶剂的制备方法明显优于以往方法,将是今后工艺开发的最佳方向。     

锂离子电池大电流放电性能研究进展

研究了锂离子电池大电流放电性能。讨论了最新的材料研究进展,分析了锂离子在活性材料中的扩散性能、电极材料粒度分布及粒径大小、比表面积等因素对锂离子电池大电流放电性能的影响。研究了SEI膜及电解液电导率等对锂离子电池大电流放电性能的控制作用。并针对大电流放电锂离子电池提出了电极及电池设计研究方向。     

锂离子蓄电池设计考虑的基本因素

综述了锂离子蓄电池设计中的基本技术要素和考虑因素 ,并对其中的关键组成材料正极材料 ,负极材料以及电解液选择的指标与考虑因素做了简要分析和介绍     

锂电正极材料的生命周期评价

在生命周期评价的基础上,本文通过对锂电正极材料五个阶段对环境的影响进行评估,提出了锂电正极材料LCA计算方法,并用该方法分析比较了磷酸铁锂和锰酸锂两种正极材料对环境的影响。结果表明:锰酸锂相对于磷酸铁锂具有更大的环境效益。该结果为市场以及锂电正极材料生产厂商选择动力电池用正极材料提供一定的参考。     

锰酸锂合成方法，的研究进展

尖晶石型锰酸锂是当前锂离子正极材料的研究热点。结合笔者的研究工作,详细阐述了传统工业制法以及软化学方法的制备方法、优缺点及合成材料的电化学性能。重点综述了近几年来合成锰酸锂新的合成方法及其优势,介绍了改善锰酸锂材料循环性能煦多种方法,充分说明了锰酸锂被将广泛地用作锂离子电池正极材料巨大的应用前景。