High Reversible Capacity Si/C Composite Anodes for Lithium-Ion Rechargeable Batteries

通过镁和氧化亚硅之间的氧化还原反应制备细硅,并采用湿法混料及高温热解法合成了锂离子电池用硅/石墨/裂解碳复合负极材料。利用XRD、SEM、电化学测试考察了复合材料的结构与电化学性能,并结合循环伏安和电化学阻抗技术研究了复合材料的电化学可逆性和动力学性能。结果表明:制备的复合材料首次可逆容量为880 mAh/g,循环40次后为780 mAh/g,容量保持率可达88.6%,该方法显著改善了硅基材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。性能的提高主要归因于纳米结构的硅均匀分散在碳基体中,很好地抑制了充放电过程中的体积效应,同时石墨和裂解碳也充分保证了复合材料良好的导电性。     

锂离子电池用高容量硅/碳复合负极材料（英文）

通过镁和氧化亚硅之间的氧化还原反应制备细硅,并采用湿法混料及高温热解法合成了锂离子电池用硅/石墨/裂解碳复合负极材料。利用XRD、SEM、电化学测试考察了复合材料的结构与电化学性能,并结合循环伏安和电化学阻抗技术研究了复合材料的电化学可逆性和动力学性能。结果表明:制备的复合材料首次可逆容量为880 mAh/g,循环40次后为780 mAh/g,容量保持率可达88.6%,该方法显著改善了硅基材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。性能的提高主要归因于纳米结构的硅均匀分散在碳基体中,很好地抑制了充放电过程中的体积效应,同时石墨和裂解碳也充分保证了复合材料良好的导电性。     

新能源汽车电池负极材料的制备与性能研究

通过化学反应和高温煅烧的方法制备了电池负极材料CuSnO_3和CuSnO_3/SnO,研究了两种电池负极材料的电化学性能、倍率性能和循环充放电前后负极材料的显微形貌。结果表明,电池负极材料CuSnO_3的倍率性能较低,这主要与电池负极材料CuSnO_3的稳定性较差,在循环充放电过程中,材料的自身结构受到破坏有关;对电池负极材料CuSnO_3进行复合改性后,CuSnO_3/SnO在不同电流密度下的比容量明显提高,且倍率性能较好,这主要是因为电池负极材料CuSnO_3/SnO球形颗粒表面附着有细小的纳米级颗粒,可以在充放电过程中抑制球形颗粒的体积膨胀,从而保证电池负极材料CuSnO_3/SnO具有良好的充放电循环性能和倍率性能。     

商品化石墨作为聚合物锂离子电池负极材料的性能表征

采用商品化中间相碳微球(MCMB)及人造石墨与中间相碳微球的混合体作为聚合物锂离子电池的负极材料,通过SEM、XRD对比研究了两种负极材料电化学循环前后的微观形貌和相结构,测试了两种聚合物锂离子电池的倍率放电性能和循环寿命,并通过交流阻抗谱分析了两种负极材料的电化学性能差异.结果表明:掺入人造石墨后,中间相碳微球的平均粒径和比表面积增大,电化学循环200次后的晶面间距减小、石墨化度增大,倍率放电性能降低,电荷转移电阻及锂离子扩散阻抗均增大,循环性能得到较大提高.     

锂离子电池中纳米Cu-Sn合金负极材料的制备与性能研究

将反相微乳液工艺用于制备纳米储锂合金,成功地制备出了具有非晶结构的Cu-Sn合金纳米颗粒,避免了电极的粉化问题,改善了合金负极的循环性能．但纳米合金表面固体电解质膜（SEI膜）的成膜反应造成了较大的不可逆容量．纳米颗粒之间的接触电阻导致了电极导电性较差．实验证明,纳米Cu-Sn合金的颗粒尺寸与电极中导电剂含量的匹配问题对电极的电化学性能有较大的影响,当导电剂含量为40％时,粒径范围在50-60nm的Cu-Sn合金具有最佳的电化学性能。     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

锡基负极材料容量高,安全性好,是目前动力锂离子电池用新型负极材料研究的热点。本文综述了近年来国内外在锂离子电池锡基各类负极材料方面的研究进展。重点介绍了它们的电极反应机理,材料合成方法及电化学性能,分析阐述了它们各自存在的优势和不足,总结了现有材料的改性手段。提出制备炭包覆锡基纳米颗粒的复合材料或者核壳、多孔等特殊结构的纳米级锡基材料,并在负极极片中预先引入金属锂,将是解决问题的最佳手段。指出锡基材料作为锂离子电池负极材料具有良好的商业化发展前景。     

锂离子电池硅/石墨/无定形碳复合阳极材料的制备及电化学性能表征

提出并制备了一种优化结构的硅/石墨/无定形碳复合材料,材料主要通过对硅、石墨和蔗糖的混合物进行超细粉碎和热解制备,硅基材料的电化学性能得到有效改善。研究了硅/石墨/无定形碳材料的形貌、电化学性能、循环稳定性,并对硅含量进行了优化。结果表明,将纳米硅材料负载在石墨碳基体上,结合高温热解技术,可以有效提高阳极材料的电化学性能。以石墨为缓冲基体、具备导电网络和非晶碳涂层的硅/石墨/无定形碳材料表现出良好的电化学性能。硅/石墨/无定形碳材料的非晶碳涂层可以明显降低硅与电解液之间接触损耗的可能性,并通过释放硅体积变化产生的应力来帮助保持材料的稳定性。     

水热-碳热还原原位合成锂离子电池Sn-Co-C复合负极材料

以纳米二氧化锡、硝酸钴、脲、葡萄糖和十二烷基硫酸钠为原料,通过水热-碳热还原原位制备锂离子电池Sn-Co-C复合负极材料。通过XRD、SEM、EDS和TEM分析表明,原位生成的Sn-Co合金颗粒分布于纳米或微米尺度的碳球和碳纳米棒内部以及微孔碳基体之中。电化学测试表明,在50 m A·g-1电流密度下,Sn-Co-C复合负极材料首次充放电比容量分别为602.9 m Ah·g-1和867.1 m Ah·g-1,循环100次后其充放电比容量仍分别保持在350.4 m Ah·g-1和356.6 m Ah·g-1,平均每次放电容量衰减率仅为5.1%。优异的电化学性能主要归因于Sn-Co合金颗粒处于纳米或微米尺度的碳球和碳纳米棒内部以及微孔碳基体之中可以改善其导电性,并可以缓解锂电池充放电过程中产生的体积变化所导致的活性物质脱落,提高循环性能和寿命。     

AB5型贮氢合金的合金化研究进展

Ni-MH电池负极材料AB5型稀土系贮氢合金中A、B两侧各元素变化直接影响其微观组织和电化学性能。综述近年来AB；型贮氢合金两侧元素替代的研究进展以及各种合金元素与电化学性能之间的关系，旨在为开发新型高性能贮氢合金提供合金化思路。     

铅酸电池负极加碳后循环性能

通过将高比表面积电化学活性碳和石墨加入到铅酸电池的负极活性物质中,制备成新型铅碳负极,研究其在高倍率部分荷电状态(HRPSOC)下的循环性能。采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、充放电机分别对材料和电池进行表征和测试。结果表明:碳的加入极大地提高于电池在高倍率部分荷电态下工作的循环寿命,其中以石墨和活性的性能碳混合加入时循环性能最好,循环次数达到85402次。SEM结果表明:碳材料的加入能有效抑制铅酸电池负极在大电流放电时的不可逆硫酸盐化。     

Electrochemical hydrogen absorbing properties of graphite/AB5 alloy composite electrode

Graphite is an inexpensive carbon material, but its hydrogen absorbing performance has attracted little attention. In this paper, in order to lower the cost of nickel metal-hydride (Ni-MH) battery, graphite is used as a hydrogen absorbing material in its negative electrode. The results of charge-discharge tests show that the graphite electrode has poor electrochemical hydrogen absorbing performance. The capacity of the graphite/AB₅ alloy (90 wt%) composite electrode is close to AB₅ alloy (298 mAh/g), but it has higher charge-discharge polarization and difficulty in activation. When graphite is modified with metal nickel powder by a simple ball milling process, the capacity of the composite electrode reaches to 315 mAh/g and its activation is accelerated. The results of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests show that hydrogen diffusion in the modified composite electrode is more rapid than in AB₅ alloy, thereby resulting in lower charge-discharge polarization and better discharge performance at large currents.     

Synthesis and electrochemical properties of novel silicon-based composite anode for lithium-ion batteries

A novel nano-Si dispersed composite containing lithium-rich component (lithium orthosilicate, etc.) has been prepared and investigated as a potential anode material for lithium-ion batteries. The composite was synthesized by mechanochemical reduction of SiO using lithium metal as reducing agent and graphite as grinding aid, further vacuum heat-treatment was performed to improve interfacial stability between different components. Compared with pure SiO and intrinsic silicon electrodes, the as-obtained composite electrode exhibited greatly improved cycling performance with a remarkable value of the first coulombic efficiency. The superior electrochemical properties were attributed to small absolute volume changes of nano-silicon particles, highly distribution of silicon phase and better buffering action of lithium-containing components.     

石墨表面金属化处理及检测

石墨是一种较为理想的锂离子电池负极材料,但由于其与溶剂的相容性差等缺点,降低了电池的容量和寿命,研究发现,通过对石墨材料进行修饰与改性可有效提高石墨电极性能.介绍了在石墨表面进行金属化处理的方法以及处理后对石墨电化学性能的影响,并概括介绍了所包覆金属的检测方法,结果表明,石墨表面包覆一层金属后,不仅电阻率大大降低,且改善了电极在充放电过程中石墨体积的变化,降低了电极膨胀,电极热稳定性和循环性均得到了提高.     

电极对准干式电火花表面强化TC4强化层组织与性能影响

以石墨、紫铜、钨为强化电极,分别在正极性和负极性条件下对TC4钛合金进行混粉准干式电火花表面强化,分析了强化层微观组织结构及性能。结果表明:石墨电极负极性加工得到细长枝状组织及花瓣状,铜电极、钨电极负极性加工得到饼状组织结构且叠加层明显;3种电极正极性加工均得到质地均匀茂盛的花瓣状组织。强化层硬度较基体材料均有大幅提升,其中石墨电极和钨电极负极性加工、铜电极正极性加工时的强化硬度均超过HV1 000,最高约为基体的3.4倍。     

高性能AB5型贮氢合金的成分设计

贮氢合金是MH-Ni电池技术的核心，则其化学成分是决定贮氢合金性能的主要因素，在分析MH-Ni电池对负极材料的性能要求及电极失效机理的基础上，详细讨论了AB5型贮氢合金的主要电化学性能与各种合金元素之间的关系，提出了高性能AB5型贮氢合金成分设计的总体思路和应考虑的各种因素。     

Study of the electrochemical properties of a transition metallic ions modified electrode in acidic VOSO4 solution

Graphite material was used as the electrode for an all-vanadium redox flow battery, and the electrode was modified by transition metallic ions to enhance its electrochemical behavior. An porous graphite composite electrode has high specific surface area and high current density. The electrode modified by transition metallic ions has improved catalysis behavior that can catalyze the V（Ⅱ）-V（Ⅴ） redox reaction showed by cyclic voltammograms. This article studied the impedance of the modified electrode by electrochemical impedance spectroscopy （EIS）, and approved that the electrode modified by Co^2＋ and Mn^2＋ has a lower charge transfer resistance than the non-modified electrode. The effect of average particle size distribution is at lower frequencies that the slope of Warburg impedance is reduced by large particle size distribution. The voltage efficiency of the Co^2＋ modified electrode test cell is 81.5%, which is higher than that of the non-modified electrode.     

纳米Co-Sn合金负极材料的制备和电化学性能

用水热法于150oC合成了CoSn2纳米合金负极材料。水热反应前还原剂NaBH4的加入速度和水热反应后的热处理均会影响产物的相组成和CoSn2合金组分的颗粒大小,从而影响电极的电化学性能。较大的CoSn2合金颗粒有利于降低电极的首次不可逆容量损失和提高循环稳定性。电极的循环性能还与循环电流密度有关,较小的初始电流密度能够充分激活活性颗粒的嵌锂通道,并在颗粒表面形成较好的固体电解质膜(SEI膜),有利于改善电极的循环性能。     

聚苯胺纳米线复合材料的制备与储能性分析

针对软、硬模板法制备纳米线的缺陷,提出一种步骤简单、快速且低成本的方法来获得直径均匀的PANI纳米线复合材料,并对所制备出的PANI纳米线复合材料进行表征和电化学性能研究。首先,采用阳极氧化剥离法,分别在硝酸体系、磷酸还原体系及硫酸体系中对表面光滑的石墨板进行电化学剥离处理。随后,在经过电化学剥离后的粗糙石墨表面上进行电聚合,从而得到PANI纳米线复合材料。表征分析发现,经电化学剥离处理的石墨纸表面分别生成具有大量活性点的石墨烯和氧化石墨烯,与PANI结合显著提高了PANI的导电性。其中硝酸体系制备的聚苯胺复合材料(PANI/GO)微观为纳米线组成的三维网状结构;磷酸还原体系制备的聚苯胺复合材料(PANI/GR1)微观是纳米线和纳米片层混合结构;硫酸体系制备的聚苯胺复合材料(PANI/GR2)的微观结构介于二者之间。以镁合金和上述三种PANI复合材料为电极,制备出简易的海水电池。使其在电流密度为3.75 m A·cm^-2下放电至0.9 V时止。三种电池的比能量分别为540、228和363 m Wh·g^-1,结果表明PANI/GO的储能性最优。...