硅负极表面构建人造SEI膜及软包电池应用研究

硅基材料在脱嵌锂过程产生较大的体积变化,造成SEI膜的破损和不断重构,限制了其大规模应用。本文将聚丙烯酸和聚环氧乙烷通过层层组装技术,包覆在硅负极表面,形成人造SEI膜,通过红外、SEM等分析了构建人造SEI膜后硅负极材料结构及表面变化情况。并将该硅负极材料组装成软包全电池,评估了25℃和45℃循环测试、EIS等性能。结果表明通过构建人造SEI膜可以明显提升硅负极电池循环容量保持率和减低电芯厚度,25℃循环600T,容量保持率由87.9%提高到92.6%,电芯的膨胀率为10.7%下降到9.4%。45℃循环500T,容量保持率由83.5%提高到85.9%,电芯的膨胀率为12.6%下降到10.9%。循环后通过截面SEM表征显示,构建PAA/PEO人造SEI膜后的硅颗粒循环后总SEI膜厚度由0.35μm降低到0.2μm,具有很好的应用前景。     

铂基纳米材料电催化剂研究进展

铂基纳米材料对氧还原和小分子氧化具有优异的催化效果,在燃料电池领域具有不可替代的作用,近年来吸引了大量的研究和关注。目前燃料电池的商业化应用依然困难,催化剂性价比低是一个重要的原因。精确调控铂基纳米材料的结构、形貌和组分,研究电催化性质的差异,有助于理解电催化反应机理。在此基础上,开发简便易行、高度可控的合成方法,获得具有高催化活性和稳定性的电催化剂,对于各种燃料电池的实际应用具有重要的促进作用。从载体负载的纯铂颗粒、组分调节、晶面控制和三维结构构建等几方面详细介绍了铂基纳米材料电催化剂制备合成和性质研究的最新进展。     

纳米掺杂型复合物水凝胶的制备及在电容器中应用

聚合物复合材料可以兼具不同材料的优异性能,尤其在聚合物电解质方面表现出良好的应用前景。本文合成一种线性聚咪唑型离子液体,并在酸性条件下,将该聚离子液体,与刚性聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和二氧化硅(SiO2)纳米填料,通过阴、阳离子静电复合形成一种新型复合物水凝胶。该纳米掺杂型复合物凝胶具有较强的耐酸性,可以在强酸(1 M硫酸)浸泡超过120 h不发生分解。此外,由于采用了低电荷密度、高柔性的线性聚离子液体,使该复合物凝胶具有较快的静电交换作用,可实现快速修复。该凝胶聚合物电解质可以作为超级电容器的电解质,该复合物电解质发生破损后,在电容器中静置5 min实现自修复,容量可以恢复到破损前95%以上,有效延长了电容器使用寿命。     

高镍正极材料LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2双包覆改性及软包锂离子电池应用研究

对电极材料进行包覆改性,是提升锂离子电池能量密度、循环寿命和安全性等重要特性的有效策略。基于高镍三元正极材料Ni_0.83Co_0.12Mn_0.05O₂（Ni83）,通过纳米ZrO₂和纳米B₂O₃双组分包覆,制备得到了ZB-Ni83材料,并对其材料特性和软包锂离子电池性能进行了研究。ICP-OES元素分析结果表明,ZrO₂和B₂O₃已成功实现包覆,ZB-Ni83材料中锆含量为0.166 4%,硼含量为0.068 9%。XRD和SEM结果表明,ZB-Ni83材料为具有层状结构和良好结晶度的紧密实心二次球形颗粒,该结构有利于提高材料的振实密度及电解液浸润性。采用ZB-Ni83正极材料的软包锂离子电池具有良好的倍率、循环和安全性能。在2 C条件下,ZB-Ni83电芯的比容量为182 mA?h?g^–1、容量保持率为92.6%;在45 ℃高温循环及截止容量保持率85%条件下,ZB-Ni83电芯的循环次数约为1100次,而原始Ni83电芯的循环次数仅为约600次。对ZB-Ni83电芯进行满电130 ℃的热箱实验,结果未发生破裂、冒烟、爆炸、着火等现象。本研究为高镍材料的创新和改进提供了实验参考和可行思路。