基于聚氨酯的新型锂离子电池柔性正极

选用苝二酰亚胺作为活性材料,炭黑作为导电剂,热塑性聚氨酯(TPU)作为柔性基底,先采用酸溶液加工方法制备酸溶苝二酰亚胺/炭黑复合物,再使用相转换方法制备TPU/炭黑/苝二酰亚胺的锂离子电池复合柔性正极材料。通过一系列对比试验,相比于直接混合法,酸溶液加工法制备的复合柔性正极材料具有更加优异的电化学性能,在0.05 A/g时,比容量高达130 mAh/g,在0.5 A/g循环300圈后容量保留率为91%。将其应用到柔性锂离子电池中时,在弯曲状态时仍然展现出了稳定的电化学性能,表明基于溶液加工方法制备的聚氨酯基底的柔性正极材料具有广阔的应用前景。     

不同导电剂对硅碳复合负极性能的影响

导电剂的添加对负极材料在电池的循环性能中能否发挥其最优的性能起重要作用.文章以纳米硅碳复合负极材料为研究对象,研究了KS-6(导电炭黑)及SUPER-P(导电石墨)两种导电剂对硅碳复合负极材料电化学性能的影响.通过扫描电镜、电池测试系统分析了两种导电剂、负极片的形貌及负极片的电化学性能.结果表明:添加粒度细小的球形状的...     

含导电聚苯胺类锂离子电池复合材料的现状及发展趋势

导电聚苯胺（PANI）是近十年来研究最多的导电聚合物,具有比容量高、氧化还原可逆性好、电导率高、合成方法简单、成本低等特点,在化学电源和超级电容器中的应用最为广泛。导电聚苯胺复合材料的合成方法主要分为：原位复合法、共混法、自组装和电化学复合法等。导电聚苯胺复合材料可作为高能物质用于研发电极材料,但目前利用导电聚苯胺对锂离子电池三元正极材料进行修饰改性的研究较少。综述了导电聚苯胺及其复合材料的热电化学性能,重点对导电聚苯胺/锂离子电池复合正极材料的性能进行了阐述。最后对导电聚苯胺复合材料的应用和研究方向进行了总结,并简述了导电聚苯胺包覆改性LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂复合材料的应用和展望。     

导电聚合物复合材料作锂离子电池正极材料研究进展

导电聚合物共轭结构和类金属特性,使其复合材料作电极材料时能较好提高电极电化学性能。本文主要从金属氧化物、硫复合导电聚合物作锂离子电池正极材料两方面综述近年导电聚合物复合材料在锂离子电池正极材料的研究,并对其未来发展作了概述和展望。     

含导电聚苯胺类锂离子电池复合材料的现状及发展趋势

导电聚苯胺(PANI)是近十年来研究最多的导电聚合物,具有比容量高、氧化还原可逆性好、电导率高、合成方法简单、成本低等特点,在化学电源和超级电容器中的应用最为广泛。导电聚苯胺复合材料的合成方法主要分为:原位复合法、共混法、自组装和电化学复合法等。导电聚苯胺复合材料可作为高能物质用于研发电极材料,但目前利用导电聚苯胺对锂离子电池三元正极材料进行修饰改性的研究较少。综述了导电聚苯胺及其复合材料的热电化学性能,重点对导电聚苯胺/锂离子电池复合正极材料的性能进行了阐述。最后对导电聚苯胺复合材料的应用和研究方向进行了总结,并简述了导电聚苯胺包覆改性LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO_2复合材料的应用和展望。     

柔性聚合物电解质的制备及其电化学性能

以不同质量比的丙烯酸甲酯(MA)和丙烯腈(AN)为单体,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,采用绿色环保的改性乳液聚合法制得聚合物乳液,将聚合物乳液流延涂布制得柔性聚合物膜,进一步采用电解液浸润法制得系列柔性聚合物电解质膜(S1、S2、S3和S4)。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、力学性能测定、热分析、交流阻抗(EIS)和充放电测试对材料的物理化学性能进行了表征。结果表明:当m(MA)∶m(AN)=23∶2(S2)时,聚合物膜的抗拉强度为14.3 MPa,断裂伸长率为248%,25℃时的离子电导率为0.95m S/cm。分别以LiCoO_2为正极、金属锂为负极,天然石墨为正极、金属锂为负极制备CR2032扣式锂离子电池并测试其循环伏安性能和充放电性能,4次循环伏安测试发现峰电位均无明显变化,0.1 C倍率下,首次放电比容量分别为142和307 mA·h/g,50次循环后分别为135和323 m A·h/g,1.0 C倍率下,LiCoO_2的放电比容量为134.3 mA·h/g,说明所制备的材料具有较好的电化学性能。     

锂硫电池正极用氮掺杂的多孔碳纤维载体材料的研究

通过静电纺丝制备出碳纤维,然后高温退火处理获得氮掺杂多孔碳纤维,并将其作为硫的宿主材料,最终得到NCNFs/S正极材料。利用XRD、TG、TEM等对N-CNFs/S复合电极材料的结构和形貌进行表征。N-CNFs/S作为正极材料组装的锂硫电池的电化学性能测试结果表明,在167 m A/g和836 m A/g的电流密度下,N-CNFs/S复合电极材料循环250圈和500圈后容量分别高达836 m A·h/g和631 m A·h/g;同时,N-CNFs/S复合电极材料还表现出良好的倍率性能。     

科琴黑-硫复合正极材料的制备及性能研究

采用溶剂热法，以乙醇-四氯化碳为溶剂，KB作为载体和分散剂，与升华硫S进行复合制备正极材料S-KB,研究结果表明KB与S进行复合未改变S的微观基本结构，且起到了将S分散的作用，充放电测试结果表明S:KB质量比为1:2时，首次放电比容量为862.5 mAh·g^-1,循环50周后的容量保持率为94.1%,表现相对较好的电化学性能，电池比容量、循环性能方面都有明显提高。     

涂碳铝箔对LiFePO4动力电池性能影响

分别以普通铝箔和涂碳铝箔为正极集流体制备磷酸铁锂（LiFePO₄）扣式电池（OB-1、OB-2）和全电池（FB-1、FB-2,批量生产）。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和电化学工作站对正极箔材和所组装的电池进行表征,并对其电化学性能进行研究,根据所组装电池在不同条件下的充放电性能判断涂碳铝箔对磷酸铁锂动力电池充放电性能的影响。结果表明,涂碳铝箔有利于提高Li⁺扩散速率和充放电性能。然而,涂碳铝箔对电池在低温环境中的充放电性能影响更大。以涂碳铝箔为集流体可以降低电池内阻,提高电池低温充放电性能。温度为-20℃时,OB-2中Li⁺扩散速率可达1.1×10^-12m²/s,放电容量为92.7mA·h/g,全电池FB-2循环充放电100次,容量保持率可达72.2%。     

锂硫电池正极复合材料研究现状

锂硫电池由于其高理论能量密度(2600W·h/kg)而受到了广泛的关注,是极具应用前景的电池体系.硫基正极材料作为锂硫电池的重要组成部分,是提高电池性能的关键.然而锂硫电池还存在一些问题,如硫的利用率低及正极结构的稳定性差等.本文综述了近几年锂硫电池硫正极复合材料的研究现状,分别从硫/碳复合、硫/导电聚合物复合、硫/氧化物复合3个方面进行介绍,指出了未来锂硫电池正极材料要注意结合硫/导电聚合物及硫/氧化物的优势并注重材料结构的设计,向核壳或类核壳结构方向发展的趋势,同时还要提高载硫量,提高循环稳定性,以获得高性能的锂硫电池.     

高倍率型钴酸锂的制备及性能研究

用高温煅烧法制备Al、Zr双元素共掺杂钴酸锂(LiCoO_2)正极材料,对双掺杂样品进行XRD、SEM和电化学性能表征,分析结果表明:Al、Zr均匀的掺杂在LiCoO_2晶格中,有效的提高了LiCoO_2的倍率性能,在常温(25℃),3.0-4.5V,以0.2C充电,分别以0.2C、0.5C、1.0C和2.0C放电,Al、Zr双掺杂LiCoO2正极材料的放电比容量分别为189.3mAh/g、188.7mAh/g、187.7mAh/g和186.5mAh/g,首次效率达到97.4%。从Al、Zr掺杂LiCoO_2的电化学性能可以看出,Al、Zr掺杂处理更有利于Li~+的脱嵌,提高了LiCoO_2的倍率性能并保持良好的循环稳定性。     

二维碳纳米片的设计合成及锂硫电池性能测试

本文设计合成了一种类沸石咪唑酯骨架衍生二维碳纳米片,并将其作为锂硫电池正极材料,测试电化学性能。产物采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2等温吸附脱附曲线、以及热重分析(TGA)进行表征。电化学测试结果表明,当制得二维碳纳米片包覆适量钴纳米颗粒,实测的锂硫电池的性能最佳,在0.5 C倍率下首圈放电比容量为1170 mAh·g~(-1),循环200圈后,比容量仍然有503.8 mAh·g~(-1)。因此,用该方法制备的二维硫/碳复合材料对于锂硫电池正极材料的研究具有重要意义。     

镍钴锰酸锂正极材料的结构及电化学特征

锂离子电池具有能量密度大、循环性能好、电压平台高等优点,是当前国内外动力电池领域的研究热点。而正极材料是锂离子电池性能提高的关键所在,其中镍系正极材料是一种极具希望的下一代锂离子正极材料,相对于传统的LiCoO_2正极材料,其具有比容量高、价格低,原料来源丰富等优点。本文介绍了镍钴锰酸锂正极材料的结构及电化学特征,并对其发展前景进行了展望。     

Mxene增强LiFePO4电池正极材料性能研究

在水热法合成LiFePO₄和HF刻蚀合成Mxene(金属碳/氮化物)的基础上,通过湿化学法制备了不同Mxene含量的Mxene/LiFePO₄复合正极材料,并对其物相、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,Mxene纳米片在LFP颗粒中的负载,使得LiFePO₄和Mxene之间通过“点到面”的导电模式在复合电极中构建高效导电网络,提高LiFePO₄正极材料的电子导电性。同时,Mxene二维层状结构的特点缩短了锂离子在正极材料中的扩散路径。因此,Mxene/LiFePO₄正极材料表现出良好的电化学性能,包括离子导电性和电子导电性等。其中,3%Mxene的负载,在0.1、1和5C充放电倍率下,首次放电比容量分别为159.3、136.8和100.2 m Ah·g^-1,表现出良好的循环稳定性。     

锂硫电池硫基碳正极材料的研究进展

用于锂硫电池的碳质材料具有优异的力学、电学、导热性能,可调的孔结构以及丰富的表面特性,能有效地限制多硫化物的溶解,改善锂硫电池的电化学性能。因此,本文分别从一维碳、二维碳和三维碳这3个方面综述了锂硫电池硫基碳复合正极材料的研究进展,探讨了改性硫基碳正极材料的制备方法和结构设计。分析表明,高比表面积和高孔容积的多孔纳米碳材料对提高锂硫电池电化学性能而言至关重要,并提出用金属硫化物掺杂的有序介孔碳复合材料作为锂硫电池的正极材料能促进锂离子在正负极间的迁移,提高锂硫电池的循环稳定性和活性物质利用率。     

复合添加剂对钒电池正极电解液性能的影响

为了提高钒电池电解液的性能，选取了3种复合添加剂，研究了复合添加剂对钒电池正极电解液稳定性和电化学性能的影响。利用电化学方法制备了2 mol/L的全钒液流电池正极5价钒离子电解液，采用临界胶束浓度法得到复合添加剂的配比为：1% KHSO₄+3 mmol/L SDBS（十二烷基苯磺酸钠）、1% KHSO₄+2 mmol/L D-山梨醇、1% KHSO₄+2 mmol/L CTAB（十六烷基三甲基溴化铵），并考察添加剂加入电解液后的稳定性与电化学性能。通过XRD分析手段，对电解液沉淀物的成分进行了表征。研究表明：添加剂的加入，并不会引起钒离子价态的变化，1% KHSO₄+2 mmol/L CTAB加入后，电解液峰电位差减小12 mV，峰电流增加9.8 mA，说明CTAB与KHSO₄在合适配比下，能够有效提高正极电解液的稳定性及可逆性，添加剂的引入并未引起电解液沉淀物的物相组成变化，电解液性能显著提高。     

基于苝酰亚胺的高性能有机锂离子电池正极材料

以碳布(CF)为骨架,通过简单的溶液加工法制备基于苝酰亚胺(PDI)的炭黑/苝四甲酰二亚胺/热塑性聚氨酯/碳布复合电极材料(SPTC)。碳布骨架构成导电网络,能够显著降低材料的内阻,当SPTC作为锂离子电池的有机正极使用时,表现出优异的倍率性能和循环稳定性。SPTC在0.05 A/g电流密度下的放电比容量高达126 mA·h/g,接近苝酰亚胺分子的理论比容量,在0.5 A/g电流密度下循环300圈后仍能提供80 mA·h/g的比容量,是一种高性能的有机正极材料。     

磷酸铁锂动力电池性能研究

采用导电性能优异的纳米碳管替代部分导电碳用以制作磷酸铁锂正极片,磷酸铁锂电池的充放电性能得到极大改善,电池内阻由未掺纳米碳管的7.5±0.5Ω降为1.7±0.3Ω,电池1 C电流下充放循环700次,容量未见衰减,维持在10 Ah。-20℃下放电容量为25℃时容量的57.35%。与1C下的放电容量相比,5 C下的放电容量未见减小。电池的优异电化学性能主要归功于整个电池电导性能的改进。     

铅酸电池管式正极添加四碱式硫酸铅晶种的研究

在铅酸电池正极铅粉中加入一定量的四碱式硫酸铅（4BS）,按照工业化的操作工艺,制备出原料中4BS含量不同的正极板,并与常规负极板组装成小电池。对正极的初始容量和循环寿命等电化学性能做了测试,结果表明,在添加粒径为1.5 μm的4BS质量分数达1%时,65 ℃固化后,正极初始容量和循环寿命分别为未加4BS正极的1.02倍和1.06倍,4BS的加入提升了电池容量和电池寿命等的综合性能;XRD结果显示,原料中加4BS的正极中β-PbO₂含量稍高于未加4BS的正极;SEM结果显示,加4BS的正极活性物质更细小,大小更均匀。     

锂离子电池聚合物正极材料研究进展

高储能的锂电池聚合物正极材料是近年来新型电化学能源研究发展的热点。本文综述了自由基聚合物、导电聚合物、有机多硫聚合物以及多骨架碳硫交联聚合物正极材料的结构、制备、导电机理和电化学性能。重点介绍了自由基聚合物氮氧结构的特点和快速充放电性能,导电聚合物的合成方法和掺杂机理,以及有机多硫聚合物和多骨架碳硫交联聚合物中—(S—S)n—键的高效储能特性和超高比容量性质。最后提出了解决聚合物材料容量的衰减和易降解性以保证稳定的循环性能以及完善合成及制备工艺是未来的研究重点。