海藻酸钠水性粘结剂对石墨负极电化学性能的影响

应用循环伏安、恒电流充放电等电化学方法以及利用扫描电镜对循环后的电极进行分析,研究海藻酸钠水性粘结剂对石墨负极电化学嵌脱锂性质行为的影响。结果表明,海藻酸钠对石墨电极的初始充放电容量、库仑效率、倍率充放电性质以及电化学循环性能均有一定的影响。水性粘结剂对改善石墨电极的嵌脱锂循环方面具有较大的发展前景。     

锂离子电池硅基负极黏结剂的研究新进展

硅具有较高的理论比容量,被认为是极具应用前景的锂离子电池负极材料。然而,硅在充放电过程中会产生巨大的体积变化,导致电极粉化脱落和容量的迅速下降,限制了硅基负极材料的应用。黏结剂是锂离子电池中一个不可或缺的组成部分,对体积变化较大的硅基负极而言,除了满足作为锂离子电池黏结剂的基本要求外,对黏结剂的结构和性能又提出了新的要求,黏结剂的选择对于增强硅基电极结构的稳定性并实现长期循环具有更加重要的意义。总结了近年来硅基负极材料黏结剂的研究进展,重点介绍了用于硅基负极材料的交联类黏结剂、导电类黏结剂和自修复类黏结剂等几种黏结剂的性能特点和应用,为选择和设计更加适合的硅基负极黏结剂提供研究建议。     

一种用于磷酸铁锂电极的水性黏结剂制备与性能研究

磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料应用广泛。目前在其电极制备中仍采用PVDF油系黏结剂体系,可用于该电极的水性黏结剂仍需进一步研究。通过反应型乳化剂共聚苯乙烯（St）与丙烯酸异辛酯（2-EHA）制备了不同结构的磷酸铁锂正极水系黏结剂PSEHA,探讨了黏结剂对电池性能的影响。PSEHA黏结剂不含不饱和双键,抗氧化性好,较低的溶胀率可以有效防止过度溶胀导致的结构破坏,而反应型乳化剂可以解决乳化剂残留问题。采用所得最优结构黏结剂制备的磷酸铁锂电极表现出优异的电化学稳定性,扣式电池1 C循环100圈后容量保留率仍有96%,而SBR仅有93.9%;软包全电池在1 C倍率下循环170圈后容量保留率仍有98.9%。该新型水性黏结剂对促进磷酸铁锂水性体系制备有重要意义。     

锂离子电池硅基负极功能型黏结剂研究进展

在锂离子电池负极材料中，硅材料因具有较高的理论比容量被认为是最有前景的高容量负极材料之一。黏结剂是锂离子电池的重要组成部分，其性能的优劣会直接影响电极的容量和循环性能。然而，常用的黏结剂功能较为单一，在一定程度上并不能满足高能量密度电池的要求。因此，黏结剂的功能化改性是提高电极容量、长循环和安全性能等的重要手段。该文综述了锂离子电池功能型黏结剂的最新研究进展，主要介绍了自愈合型黏结剂、导电型黏结剂以及阻燃型黏结剂，展望了硅基负极黏结剂的发展方向。     

黏结剂对SnO_2/石墨烯负极材料电化学行为的影响

针对SnO2用作锂离子电池负极材料所存在的体积膨胀率高及导电性差的不足,考察了羧甲基纤维素钠(CMC)/丁苯橡胶(SBR)和聚偏氟乙烯(PVDF)黏结剂对SnO2、SnO2/石墨烯负极材料电化学性能的影响。结果表明:1)200 mA/g下经过30次充放电循环后,当以CMC/SBR作复合黏结剂时,SnO2的首次放电容量和容量保持率分别为581.3 mA·h/g和37.6%,明显高于PVDF作黏结剂时的电化学性能(135.3 mA·h/g、10.6%);2)200 mA/g下经过100次循环后,当以CMC/SBR作复合黏结剂时,SnO2/石墨烯复合负极材料的首次放电容量、容量保持率分别为702.3 mA·h/g和43.8%,也高于PVDF作黏结剂时的电化学性能(552 mA·h/g和32.8%)。     

二次颗粒人造石墨负极材料的制备及储锂性能

以煤系针状焦生焦为原料、自制高性能煤沥青为黏结剂,对针状焦生焦进行造粒加工处理,制备了具有高能量密度和倍率性能的二次颗粒人造石墨负极材料,并研究了黏结剂沥青添加量分别为5%(质量分数,下同),8%和12%时二次颗粒人造石墨负极材料的理化指标和电化学性能。结果表明:当黏结剂沥青添加量为8%时,造粒工艺效果最为理想,形成的二次颗粒人造石墨负极材料大小较均匀,振实密度为1.10 g/cm³,在0.1 C电流密度下首次充电比容量为345.7 mAh/g,首次库伦效率为95.6%,高于其他黏结剂量下制备的二次颗粒人造石墨负极材料的首次充电比容量和首次库伦效率,在倍率性能测试方面也展现出优异的高倍率充放电能力。     

锂离子电池负极材料研究进展

能源是影响社会发展的主要因素,同时也是经济社会发展的基础。能源工业既是国民经济的基础产业,又是技术密集型产业。因此,能源科技创新在整个国家科技创新体系中占有十分重要的地位。锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长且无记忆效应等优点而被认为是最理想的储能元件。这也使锂离子电池电极材料的研究成为当近材料研究的热点。锂离子电池的关键材料之一是负极材料,正是因为负极材料的许多问题,限制了锂离子电池的进一步应用。因此,负极材料性能的提高十分必要。     

锂离子电池负极材料的研究现状

按照储锂机理来分,锂离子负极材料可以分为嵌入型、合金型和转化型三种类型。嵌入型负极材料具有安全环保低成本等优点,合金型负极材料容量和倍率性能更优,但是循环性能差,而转化型负极材料最近研究较少。     

以豆腐渣为模板制备的CuO作为锂离子电池负极材料及电化学性能的研究

利用豆腐渣为模板,经煅烧处理后获得片层状的CuO产物,采用X射线衍射仪对样品进行物相分析,采用光电子能谱仪测定样品表面的元素成分。然后通过恒流充放电实验检测CuO的电化学性能,100次循环后充放电容量依然可高达520m Ah/g,均为一般商业碳电极材料的1.4倍,展现出了良好的循环寿命。以植物为模板制备的CuO产物能够有效地抑制充放电过程中的体积膨胀现象,减少粉化现象,具有优异的电化学性能,循环性能得到了很大改善,在锂离子电池负极材料领域中具有广阔的应用前景。     

锂离子电池电极材料机械化学合成研究进展

简要介绍了机械化学合成的特性,着重论述了利用机械化学法合成锂离子电池电极材料的研究现状,以及利用机械化学法合成的这些电极材料的特点。展望了机械化学法在锂离子电池电极材料中的应用发展前景,并认为随着研究的深入,采用计算机模拟计算机械化学能量、粉末受力情况和机械化学进程,以指导新工艺、新材料的开发研究,从分子水平上设计出来的各种高性能的电极材料将有力地推动锂离子电池的研究和应用。     

水性胶粘剂在锂离子电池电极中的应用

胶粘剂是锂离子电池中的重要辅助材料之一,它的合理选择和应用,直接影响着电池的电化学综合性能。由于良好的环保效应及性质,水性胶粘剂在电池中的应用及发展,已成为人们当前关注的一个技术热点。本文对不同类型水性胶粘剂,如水性天然高分子、水性半合成天然高分子及水性合成高分子等的应用及研究进展进行了简要综述。     

纳米多孔Fe_2O_3–Fe_3O_4/Ni复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能

通过在NH4F+H2O的乙二醇溶液中阳极氧化铁箔,制备了纳米多孔结构的铁氧化物(Fe2O3–Fe3O4),然后在纳米多孔中电沉积镍,再经过400°C退火0.5 h,获得了镍与纳米多孔氧化铁的复合材料(Fe2O3–Fe3O4/Ni)。考察了电流密度和时间对镍沉积的影响。用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪表征了复合材料的表面形貌、元素组成和物相,测试了其电化学性能并与未经电沉积镍的纳米多孔氧化铁(Fe2O3–Fe3O4)比较。结果表明,氧化铁由Fe2O3和Fe3O4组成。镀镍的最佳电流密度为2.0 m A/dm2,时间30 s。该纳米多孔Fe2O3–Fe3O4/Ni复合材料作为锂离子电池负极材料表现出更好的电化学性能──经过50次充放电循环后的放电比容量仍有438.3 m A·h/g,而Fe2O3–Fe3O4电极的放电比容量仅为110.6 m A·h/g。Fe2O3–Fe3O4/Ni电极的循环稳定性和倍率性能优异。     

锂在负极材料中的扩散行为对其大倍率充放电性能的影响

采用恒电位阶跃的方法,对锂在锂离子电池负极材料中的扩散系数进行测量,对天然石墨和中间相炭微球两种负极材料进行了大倍率充放电性能测试。结果表明,锂在两种负极材料中的扩散系数是不同的,锂在天然石墨中的扩散系数较小,只有1.90×10-11cm2/s,而锂中间相炭微球中的扩散系数较大,达4.25×10-9cm2/s,扩散系数大,电极的大电流充放电性能好,天然石墨在5 C放电下放电平台升高到0.3 V,放电容量急剧减小,而中间相炭微球在5 C放电下仍能保持0.2 V左右的放电平台,放电容量保持在234 mA.h/g。     

Improvement of electrochemical performance of tin dioxide negative electrode materials upon cobalt substitution

The cobalt-substituted tin dioxide nanocrystals were synthesized by the one-pot hydrothermal method. According to the powder X-ray diffraction and elemental analyses, the cobalt ions were successfully substituted into the rutile lattice of the SnO₂ phase, which consequently resulted in an increase in the volume of the unit cell. Electron microscopy revealed that with an increase in the content of the substituted cobalt ions, the particle size of the SnO₂ nanocrystals becomes smaller. In addition, the X-ray absorption spectroscopy clearly demonstrated that the substituent cobalt ions were stabilized in a divalent oxidation state in a distorted octahedral symmetry, while the tin ions were in a tetravalent oxidation state. The electrochemical measurements revealed that the substitution of Sn with Co significantly enhanced the negative electrode performance of tin dioxide nanocrystals at optimal Co content. The present study clearly demonstrated that a partial substitution of cobalt in the SnO₂ phase can provide an effective way of optimizing the electrochemical properties of the tin dioxide nanocrystals.     

PAN基炭纤维作为贮锂负极的研究

讨论了几种ＰＡＮ基炭纤维和炭纤维布作为二次锂离子电池负极的行为。并研究了充放电电流密度以及炭纤维结构对炭负极容量的影响。     

锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的改性进展

橄榄石型结构的磷酸亚铁锂(L iFePO4)作为一种新型的锂离子电池正极材料,具有材料来源广泛、价格便宜、理论比容量高(约170 mA.h/g)、热稳定性好、无吸湿性、对环境友好等优点,可望成为新一代首选的可替代钴酸锂(L iCoO2)的锂离子二次电池正极材料。分析了锂离子电池正极材料橄榄石型磷酸亚铁锂的结构特点和锂离子在充放电时的脱嵌模型,评述了近年来国内外对于改善磷酸亚铁锂的电化学性能所进行的改性研究,重点介绍了优化合成工艺、提高离子扩散效率、添加导电材料等方法对锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的影响,并对其发展方向作了展望。     

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     

共沉淀法合成磷酸铁锂的途径概述

共沉淀法合成LiFePO4材料的步骤简单,成本低且颗粒均匀,通过控制材料的形貌,粒径,可制备出高振实密度,高倍率性能良好的材料。随着对共沉淀法的深入研究,合成的途径也越来越多,文章介绍了不同LiFePO4材料的合成途径和各种途径的优缺点,并对共沉淀法包覆和掺杂改性的研究情况做了简单的介绍。