锂离子电池用硅基复合负极材料的性能研究

选用比容量较高的氧化亚硅材料配合石墨作为负极,考察氧化亚硅含量对材料电化学性能及其表面成膜和形貌的影响。实验结果表明:增大氧化亚硅含量可有效提高材料的比容量,但其表面较难形成稳定的SEI膜,不可逆损失增大;5%氧化亚硅的LFP/SiO-C软包电池采用较小的充电电流进行循环测试,负极嵌锂过程减缓,可以有效改善SEI膜生成状况,电池经100次循环,膨胀率为102.7%,150次循环时,其容量保持率可达88.27%。     

磷酸铁锂锂离子电池容量衰减机理分析

分析容量衰减机理，对优化电池体系十分重要。研究23 Ah方形铝壳磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池高温(55℃)循环容量衰减的机理。通过SEM、X射线能量色散谱(EDS)、XRD、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及傅立叶变换红外光谱(FTIR),分析材料的表面形貌、晶体结构及界面组分。利用电化学微分电压曲线(DVA)及扣式半电池测试，对高温循环后的电池容量衰减机理进行量化分析。失效电池的电极活性材料，整体结构没有被破坏，正极活性物质颗粒表面出现裂纹，负极固体电解质相界面(SEI)膜增厚，有机锂化合物占比增大。DVA结果表明，可循环锂损失(LLI)和活性物质结构损失(LAM)分别占全电池容量衰减的74.82%和25.18%。扣式半电池测试结果表明，负极SEI膜和死锂、正极电解质相界面(CEI)膜、正极结构损失分别占全电池容量衰减的77.13%、1.83%和21.04%。     

金属锂电极/有机电解液界面的研究进展

综述了金属锂二次电池中锂电极/液态有机电解液界面的研究进展。介绍了金属锂/有机电解液界面锂枝晶的形成原理和充放电制度对锂枝晶生长的影响,有机电解液组成以及锂合金添加剂对锂界面膜形貌、结构组成和电化学稳定性的影响,以及锂电极的界面膜形貌与循环性能之间的相互关系。基于1,3-二氧戊环溶剂的三氟甲基磺酸亚胺锂电解液,特别是掺杂Al3+、Mg2+、Ca2+等金属离子能显著增强锂电极界面膜的稳定性,提高金属锂电极的循环性能。     

过放电对MCMB-LiCoO2电池性能的影响

通过对MCMB为负极、LiCoO2为正极、金属锂为参比电极的AA型三电极锂离子电池的性能测试及正负极对锂参比电极的电位测试,并结合X R D和SEM实验,研究了过放电对MCMB-LiCoO2锂离子电池性能的影响。结果表明:当M CMB-LiCoO2电池过放至0.0伏时,负极MCMB表面上的SEI膜被损坏,集流体铜箔的腐蚀溶解较严重,再次形成的SEI膜的性能可能较差,这使负极阻抗增大,极化增强,相应地使电池在过放电以后的循环过程中的放电容量、放电电压和充放电效率大为降低。但过放电对MCMB的结构和正极性能没有影响。     

动力锂离子电池循环后的性能分析

对循环后的锂离子动力电池的电性能进行分析。以1.00 C在2.00~3.65 V循环6 000次,容量保持率为84.87%,交流内阻上升18.25%,直流内阻上升66%,放电比功率下降34.5%。将循环后的电池进行拆解,分别进行扣式电池性能测试、SEM分析。负极材料在循环后的性能衰减较快,负极体积的膨胀、SEI膜的增厚是主要影响因素。     

18650型锂离子电池的循环容量衰减研究

研究了18650型锂离子电池常温循环性能和容量衰减机理。采用恒流-恒压制式对锂离子电池进行200次充放电循环测试,用交流阻抗技术对不同循环次数的电池进行分析,将不同循环次数的电池正负极与锂片分别组成半电池测试其容量,利用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、空气渗透仪等测试手段对不同循环次数后的锂离子电池正负极、隔膜的形貌和结构进行了表征。结果表明,电池在前200次循环过程中容量衰减率为15.6%;而正极和负极容量分别损失6.6%和4.3%。电池容量衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失,活性锂离子的损失可能是由于在循环过程中电解液与正负极活性材料反应不断消耗活性锂离子造成的;正极活性材料层状结构规整度下降,离子混排度提高,负极活性材料上沉积钝化膜,石墨化程度降低,隔膜孔隙率下降,导致电池电荷传递阻抗增大,脱嵌锂能力下降,从而导致容量的损失。     

循环后负极材料对汽车动力电池性能的影响

主要对多次循环后汽车动力电池的性能进行研究分析。在1.00 C及2.00~3.80 V的条件下循环10 000次后,电池的容量保持率约为85.21%,直流内阻、交流内阻分别上升65%、18.69%,放电比功率下降约34.5%。对循环后的电池进行拆解后组装为扣式电池,分别对其进行扫描电子显微镜法(SEM)分析及电池性能测试,研究发现循环后电池负极材料的衰减速度较快,这主要是由于电池负极的膨胀和SEI膜增厚等原因。     

锂离子电池锡基负极材料研究概况

综述了锂离子电池锡基负极材料的研究进展。锡基负极材料可分为氧化物、复合氧化物、合金 3类。材料的合成方法不同 ,结构与性能也不一样 ,但其储锂机理都为合金机理。电解质溶液在电极表面有SEI膜生成。选择合适的电压循环区间 ,可以提高材料的循环性能。锡合金则是最有希望进入商业化市场的锡基负极材料 ,其中锡与锂可逆形成合金 ,另一不与锂反应的金属作为导电基体与框架 ,容纳合金以改善循环性能。     

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。     

不同添加剂在离子液体中对锂电极形貌的影响

在金属锂的沉积过程中,由于锂枝晶的产生,严重阻碍了锂作为阳极应用于金属锂二次电池之中。电解液的组成在金属锂的沉积、溶解过程中发挥着重要的作用,采用电化学沉积的方法探究了8种不同添加剂在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中沉积金属锂形貌的影响。实验结果表明:碳酸乙烯酯作为添加剂时能有效抑制金属锂枝晶的生长,形成较为紧密的锂金属层,为开发一种新型的锂离子电池电解液提供了可能。     

化成电压对锂离子电池性能的影响

研究化成电压对钴酸锂(Li Co O2)正极、石墨负极的锂离子电池性能的影响。从电池容量、倍率、阻抗、存储和循环性能等方面,并从负极固体电解质相界面(SEI)膜形成机理的角度,分析电池性能的差异。化成充电截止电压设定为3.70 V,与3.80 V相比,电池的容量、倍率、阻抗和存储等性能都有所改善。不同化成截止电压生成的SEI膜厚度不同,3.80 V时生成的SEI膜外层疏松,有机锂盐层增厚,因有机层稳定性差导致电芯的存储性能变差。     

Carbon film covering originated from fullerene C60 on the surface of lithium metal anode for lithium secondary batteries

Carbon films from fullerene C₆₀ were coated on the surface of lithium metal for the anode of lithium secondary battery. In order to investigate the relationship between the electrochemical characteristics of the carbon films and deposition technique, three different vacuum techniques were employed such as RF (radio frequency)—magnetron sputtering of C₆₀, plasma assisted thermal evaporation of C₆₀ and ion beam assisted thermal evaporation of fullerene C₆₀. From the physical and chemical characterization tests, we found that the carbon films produced by those above techniques mainly consist of sp²/sp³ hybridized amorphous carbons. Electrochemical tests implied that the cyclic performance was enhanced by the fullerene C₆₀ coating on lithium metal anode in comparison to the pure lithium metal one. This enhanced performance is due to the formation of thin carbon film on the surface of lithium metal anode which plays a role as a passive layer against the side reaction between lithium metal and the electrolyte.     

锂离子电池负极表面膜的研究现状

综述了锂离子电池负极材料表面固体电解质界面膜(SEI膜)的研究现状.在总结SEI膜的组成和特性、形成的机理及模型的基础上,分析了SEI膜可能的影响因素,讨论了SEI膜的质量对电池的热稳定性和可逆性特性的影响.     

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。     

Metal-organic chemical vapor deposition enabling all-solid-state Li-ion microbatteries: A short review

For powering small-sized electronic devices, all-solid-state Li-ion batteries are the most promising candidates due to its safety and allowing miniaturization. Thin film deposition methods can be used for building new all-solid-state architectures. Well-known deposition methods are sputter deposition, pulsed laser deposition, sol-gel deposition, atomic layer deposition, etc. This review summarizes thin film storage materials deposited by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) for all-solid-state Li-ion batteries. The deposition parameters strongly influence the quality of the films, such as surface morphology, composition, electrochemical stability and cycling performance. Some materials have been successfully deposited by MOCVD into 3D–structured substrates, revealing conformal, homogeneous and high performance battery properties.     

Modification of Piezoelectrics Surfaces by Diamond-Like Carbon Films and Application to SAW Devices

Diamond-like carbon (DLC) coatings on single crystal piezoelectrics, such as ST quartz, and Y-Z lithium niobate substrates, have been studied with the aim of providing the designers of Surface Acoustic Wave (SAW) devices with a new palette of different properties of the most useful materials in this field.A process for reliable deposition of DLC films on the surface of the oxide piezoelectrics has been investigated. The properties of these complex structures have been characterized electrically and acoustically. Speeding up of surface acoustic waves by DLC films, with the film thickness of 0.1–2.0 m, on these single crystals has been studied. Useful SAW velocity increase of 0.5–2% has been confirmed.In addition, reflecting arrays have been prepared with slanted periodic DLC strips alternating with Al or Au strips on Y-Z lithium niobate substrate and their reflection properties have been studied.     

Fe:SmCo(Cr)薄膜的结构、磁性能与磁光克尔效应

利用脉冲激光沉积工艺,分别在单晶Si(100)衬底和玻璃(Si O2)衬底上制备Fe:Sm Co/Cu(Cr)薄膜,研究了Fe掺杂对Sm Co薄膜结构、磁性能与磁光效应的影响。实验发现,衬底对Fe掺杂Sm Co薄膜性能有很大影响,Si衬底薄膜的矫顽力和饱和磁化强度均优于玻璃衬底样品;同时退火温度也会影响Fe掺杂Sm Co薄膜形貌及磁性能,高温退火后,Sm Co衍射峰得到了增强,尤其是Sm Co5的(001)、(002)和(003)衍射峰最为明显,这是由于高温退火后Cu(111)衍射峰增强的缘故。同时发现,退火后的Si O2衬底与Si衬底样品的磁性和磁光效应均得到增强,但Si O2衬底的矫顽力Hc变化更明显,这是因为较高的表面应力会导致样品的矫顽力增强。因此可以通过调节Fe含量来控制样品的磁光性能,这就为优化Sm Co薄膜作为磁光存储介质的性能指出了一个研究方向。     

共价有机框架材料应用于锂硫电池的进展

金属锂负极枝晶不可控生长、隔膜界面兼容性差及正极中存在的穿梭效应等,导致锂硫电池的容量衰减、安全性能下降.共价有机框架(COFs)材料具有密度低、比表面积大、孔径和结构可调、易于功能化和共价结构组合多等优点,具有应用于锂硫电池关键材料的潜力.总结近五年COFs在锂硫电池中的应用进展,包括COFs在锂硫电池正极框架材料、...