Li4Ti5O12/C材料在高功率锂离子电池中的性能

电动车和混合动力车需要高倍率放电、长寿命和安全的化学电源。采用模板技术制备Li4Ti5O12/C复合材料,测试了材料的粉末X射线衍射图谱,结果显示材料为尖晶石型结构,并用扫描电镜观察材料的微观形貌,材料颗粒粒径在1μm左右。以Li4Ti5O12/C复合材料为负极材料,正极材料采用LiFePO4,组装18650型低电压的锂离子电池。该类低电压锂离子电池具有1.8 V的电压,能够在1 C~12.5 C等倍率条件下充放电,体积比能量为98~108 Wh/L,质量比能量为44.3~48.4 Wh/kg。使用Li4Ti5O12/C复合材料为负极的低电压锂离子电池显示了良好的循环稳定性。因此,这种高功率低电压锂离子电池可应用于动力车和混合动力车。     

钛酸锂材料蓄电池低温性能

采用纳米级钛酸锂材料作为负极材料,研究了不同导电剂对电极电导率的影响,并制备了10 Ah锂离子蓄电池,工作电压2.4 V,可以在低温-55℃1C放电,在-40℃1C充电,同时蓄电池显示出良好的倍率放电性能.相比传统的碳材料负极的锂离子蓄电池体系,低温放电性能更好,并且具有优良的低温充电特性.     

以Li_4Ti_5O_(12)作负极的聚合物锂离子电池的性能

应用纳米级钛酸锂粉末作为负极活性材料制作聚合物锂离子电池,并对电池进行测试.分析和评价了其电压特性、倍率充电特性、倍率放电特性、低温放电特性、循环寿命以及安全性能,同时与石墨负极的聚合物锂离子电池进行了比较.研究表明,钛酸锂负极的聚合物锂离子电池在安全性能、倍率充放电性能、低温特性等方面超过石墨负极的聚合物锂离子电池,能够适合于在混合动力汽车和电动汽车上的应用.但电池的能量密度需要进一步提高,同时制作的成本需要进一步降低.     

新型(LiFeO4+LiMn2O4)/(Li4Ti5O12+CNTS)锂离子电池的制备

用磷酸铁锂和锰酸锂复合材料作为锂离子电池的正极活性物质,与钛酸锂碳纳米管复合负极材料匹配制备了新型锂离子电池.锰酸锂提高了电池的放电电压和容量,碳纳米管提高了负极的电导率.电池循环性能良好,经100次循环后容量保持率为98.8％.     

钛酸锂体系锂离子电池综述

钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))是一种零应变材料,是高倍率、长寿命锂离子电池负极材料的首选。分析了几种不同钛酸锂体系锂离子电池国内外研究现状及应用前景,为钛酸锂体系锂离子电池研发及应用提供了参考。     

高功率锂离子电池负极材料研究进展

针对电子产品的不断更新换代,新能源汽车的逐渐普及,电网储能应用环境的复杂多样性,以及军用装备、航空航天等领域的特殊需求,高功率、长循环寿命、高安全性成为锂离子电池的发展方向.锂离子电池的核心组成部分负极材料储锂与脱锂的速率直接决定了电池的快速充放电能力,并且直接影响电池的循环稳定性.论述了石墨、无定形碳、钛酸锂、合金材料以及过渡金属氧化物等负极材料的研究现状、提高倍率性能的方法以及负极预锂化技术,并对未来高功率负极材料的发展方向进行了分析与展望.     

(LiFePO_4+LiMn_2O_4)/Li_4Ti_5O_(12)电池的制备与安全性能

用磷酸铁锂和锰酸锂复合材料作为锂离子电池的正极活性物质,与钛酸锂负极材料匹配制备了钛酸锂电池。制备的电池有较宽的充放电平台,锰酸锂提高了电池的充放电电压,所制备的钛酸锂电池具有良好的循环性能、倍率放电性能和安全性能。     

高功率圆柱形锂离子动力蓄电池的研制

成功研制了混合电动汽车(HEV)用高功率圆柱形锂离子动力蓄电池。蓄电池采用尖晶石锰酸锂作为正极材料,中间相碳微球(MCMB)作为负极材料。重点研究了蓄电池的功率特性、循环性能、安全性及其他电化学性能。结果表明,蓄电池10C放电时持续放电功率达到640W·kg-1,而脉冲功率达到1048W·kg-1,蓄电池1C充放电循环350周的容量保持率大于90%,在-20℃与55℃下1C放电容量分别为常温25℃下的86%和95%,蓄电池在过充、短路的情况下,不爆炸,不起火,具有较好的安全特性。     

锂离子蓄电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

对Li4Ti5O12 的结构与电化学性能的关系、制备方法、掺杂改性研究现状等进行了介绍。锂离子蓄电池负极材料锂钛复合氧化物———Li4Ti5O12 相对于锂电极的电位为 1.5 5V ,理论容量为 175mAh/ g ,实验容量为 15 0～ 160mAh/ g。在Li 嵌入和脱出的过程中 ,其晶型不发生改变 ,有很小的收缩和膨胀 ,体积变化小于 1% ,被称为“零应变”材料。以该材料为负极的锂离子蓄电池具有很好的循环性能 ,同时相对于石墨等碳负极 ,安全性和可靠性也得以大大改善 ,具有应用在电动汽车、储能电池等方面的优良前景 ,在全固态锂离子蓄电池的研究中也大多采用该活性材料作为负极     

采用Li4Ti5O12为负极的软包锂离子电池研究

以扣式电池评估了碳包覆钛酸锂的比容量。采用磷酸铁锂为正极,碳包覆钛酸锂（LI4Ti5O12）粉末作为负极活性材料制作锂离子软包电池,并对电池进行测试。该电池2C放电容量能够达到0．5C放电容量的81．6％。1C2000次循环后,容量保持率在90％以上,展现了优异的循环性能。电池以3C倍率过充到15V,没有漏液、爆炸和起火,经过针刺测试后,没有爆炸和起火,电池表面最高温度不超过90℃。     

锂离子电池过充短路添加剂

为了提高锂离子电池的抗过充性能,研究了二苯醚做为锂离子电池过充短路添加剂的性质.实验结果表明在锂离子电池有机电解液中,当电极电位高于4.5V(vs.Li/Li )时二苯醚在铂盘电极上发生电氧化聚合,形成具有良好电化学活性的导电聚合物,同时LiMn2O4粉末微电极的结果表明在电极电位到达4.25 V之前,二苯醚没有对正极材料产生明显的不利影响.LiMn2O4/Li模拟电池的结果表明当电池过充到约4.5 V时,电池电压不再升高,同时扫描电子显微镜观察发现二苯醚在正极上发生了聚合.此外在聚合过程中产生的H 在负极上被还原为H2,增加了电池的内压,因此可以通过激活安全阀提高锂离子电池的安全性.     

聚苯胺/碳复合材料在混合型电容器中的应用

采用原位聚合法制备了聚苯胺/活性炭复合材料(PANI/C),复合材料中聚苯胺的质量分数为46.4%.以1 mol/LH2SO4溶液为电解液,Nafion 117质子交换膜为隔膜,分别采用复合材料电极和活性炭电极为正负极组装了混合型电容器,并用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法考察了电容的性能.结果表明,该混合型电容器在0～1.35 V电势范围内电容性能良好.3.0 mA/cm2电流密度下,电容器比容量为83.1 F/g,比活性炭电容器提高82%,电容器的比能量可达21.0 Wh/kg,是活性炭电容器的3倍以上.1 000次充放电循环后,电容器比容量保持在初始比容量的89.1%.     

锂离子蓄电池钒系正极材料的研究进展

综述了锂离子蓄电池中钒系正极材料的研究和发展。对钒的氧化物V2 O5和V6O13 以及钒酸锂系化合物Li1 x V3 O8、LiNiVO4、Li6V5O15和LixV2 O5等电极材料的特点、合成方法、放电容量和循环性能等作了总结。比较详细地介绍了钒的氧化物V2 O5在充放电过程中结构变化的情况、钒酸锂系化合物Li1 xV3 O8的结构特点、在充放电过程中物相的变化情况和容量衰减的原因 ,以及最近几年提出的旨在提高其容量的几种新的合成方法。对最近研究热点之一的V2 O5凝胶和其衍生物质Cu0 .1V2 O5干凝胶的研究情况也作了介绍。     

含铁、钴、镍的钒氧化物二次锂电池正极材料

对添有不同摩尔比的Fe_2O_3、NiO、Co_2O_3的V_2O_5二次锂电池正极材料的研究表明:5%Fe_2O_3-V_2O_5的比容量最高(334Ah/kg,i_d=0.5mA/cm~2);20%NiO—V_2O_5循环性能最好,经过60次深循环后还保持70%的容量;由Ip～v~(1/2)的线性关系和恒电位阶跃时I～t~(1/2)呈线性关系说明放电过程由锂在正极材料中的扩散所控制.     

以氯化镍作正极材料的热电池研究

以高温处理氯化镍作为热电池的正极材料制备热电池;用溶解理论解释了电池单体材料溢流现象,解决了电池的安全性问题;摸索了与之匹配的制备高比能量热电池所需电解质与负极材料,确定电解质为全锂电解质,负极为LiB合金;用浓差极化解释了氯化镍电池的电压起伏成因。所制备的氯化镍电池的单体电压比以二硫化钴为正极的电池单体电压高25%。与全锂电解质和LiB合金匹配制备的样品电池,比能量达到84Wh/kg。     

FeS_2和CoS_2正极材料的自放电性能比较

FeS_2和CoS_2是锂系热电池最常用的两种正极材料。经X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及热重分析(TGA)表征发现:二者具有相同的立方晶体结构,CoS_2的热分解温度比FeS_2高100℃左右。以LiB合金为负极材料、LiF-LiCl-LiBr低温共熔盐为电解质,分别采用CoS_2和FeS_2作为正极材料制备热电池,在500℃的温度下进行恒流放电实验。结果发现:在放电初期LiB/FeS_2体系的工作电压高于LiB/CoS_2体系,但在工作一段时间后被LiB/CoS_2体系反超;随着工作时间的延长,热电池可释放的电容量逐渐减少,LiB/FeS_2体系容量衰减的速率比LiB/CoS_2体系快。将热电池空载不同时间后再进行恒流放电,发现热电池实际可释放的电容量与工作时间呈现一元线性关系,以此计算出LiB/FeS_2电池和LiB/CoS_2电池的容量衰减率分别为17.7和3.92 C/min。     

模板介孔炭在高电压超级电容器的应用研究

以柠檬酸镁/沥青混合物为前驱体,通过模板炭化法制备介孔炭材料。通过调节柠檬酸镁与沥青的比例制备出不同孔径结构的炭材料,并以其作为电极材料,以1.7 mol/L 1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐/碳酸丙烯酯(Emim-TFSI/PC)电解液组装双电层电容器。通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗测试其在不同电压下的电化学性能。实验表明,柠檬酸镁/沥青比例为6∶4时,制备出的介孔炭材料的电化学性能表现优异,扫描电压区间为0~3.5 V时,仍表现为良好的双电层电容性能,充放电电压为3.2 V时,质量比电容达100 F/g。     

常温Li/MoO_3二次电池

三氧化钼具有层状结构,为锂离子的嵌入(插入)提供了良好的环境条件,它是再充电锂电池的正极材料的候选者。本文研究了Li/MoO_3电池在PC—0.4MLiAsF_6电解液中的放电行为和循环特性。此电池具有高的工作电压(2.6V)和长的循环寿命。另外,MoO_3制备价格较低,它在非水溶媒中的溶解度很小,这都使得MoO_3有可能在二次锂电池中得到应用。     

空气电池正极催化材料Mn-Co-O的研究

催化材料是空气电池性能提高的技术气电极性能曲线测试发现:用酸化后的Mn3CoO7为催化剂的空气电极极化程度最小,在200mA/cm2的电流密度下,极化电位仅为-0.152 2 V;以100mA/cm2恒流电解,电极寿命可达800h,说明酸化后的Mn3CoO7催化剂具有良好的综合电化学性能.     

2.7V/1500F聚合物电容器制备与性能

以中间相沥青为前驱体,以KOH和CO2为活化剂,采用物理—化学联合工艺制备了高比表面积的超级电容器用活性炭电极材料;以所制备的活性炭为电极材料制备了2.7V/1500F聚合物超大容量电容器,并对其充放电特性、容量、内阻、循环性能、漏电流、安全性能进行了测定。实验结果表明:所制备的活性炭为电极材料制成的碳基超级电容器,其充放电曲线表现出良好的电容特性,实际容量可达1 670F,活性物质的克容量为110.6F/g,电容器内阻在6mΩ以下;在大电流放电条件下,电容器的能量密度可达5.96 Wh/kg,5 000次循环后容量无明显的衰减现象。过充、短路、挤压和针刺四项安全测试测试结果良好。