SiO2纳米纤维增强聚合物电解质的电化学性能

复合聚合物电解质是未来固态锂电池最重要的候选电解质之一,但其中无机填料易团聚,难以形成连续的离子传输通路。通过静电纺丝和高温热处理手段得到柔性SiO₂纳米纤维多孔薄膜,采用扫描电子显微镜、Fourier变换红外光谱、X射线衍射和热重-微分热重法对样品进行了表征,系统研究了电纺前驱体溶液中正硅酸乙酯的占比和聚合物浓度对纳米纤维多孔薄膜形貌及柔性的影响。并以该多孔薄膜作为支撑体,制备了聚氧化乙烯（PEO）基复合聚合物电解质（CPE-SiO₂）。对其电化学性能进行了测试,30℃时离子电导率达到2.52×10^-5 S/cm,60℃时LiFePO₄|CPE-SiO₂|Li半电池可以在1 C倍率下充放电稳定循环50次,Li|CPE-SiO₂|Li对称电池可在60℃下充放电稳定循环300 h,为下一代高性能全固态电池的商业化提供了一种行之有效的思路。     

高电压电解液添加剂在钴酸锂/石墨软包电池中的作用机理

1,2,3-三(2-氰氧基)丙烷(1,2,3-Tris(2-cyanoethoxy) propane,TPPN)作为一种新的电解液添加剂，可应用于4.55V高电压钴酸锂(LiCoO₂)/石墨软包电池。通过对比不含和含有TPPN添加剂的锂电池的循环性能，发现加入质量分数为2%的TPPN能大幅提高电池性能。3.00～4.55 V下以1C/1C倍率充放电，含有2%TPPN的电池在25℃下循环900周容量保持率为86.4%，而未添加TPPN的样品仅为8.7%。从理论计算和线性扫描数据可知，TPPN较电解液溶剂优先分解。从LiCoO₂表面上X射线光电子能谱的N 1s谱可知，TPPN在钴酸锂表面形成界面膜。从阻抗数据可知，该界面膜具有低阻抗和高稳定性质。从理论计算、LiCoO₂表面上扫描、透射电镜、X射线衍射谱和石墨表面上X射线光电子能谱的Co 2p谱可知，该界面膜能有效抑制电解液分解和钴离子的溶出，确认了界面膜的高稳定性质。     

基于表面改性纳米硅复合负极材料的制备及其性能EI北大核心CSCD

基于简单易操作的湿法包覆制备了以纳米硅粉体和石墨(G)为主要原料,添加表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚和石墨烯(GR)的Si/C@GR/G复合材料。研究了不同组分配比对复合材料的成分、形貌及电化学性能的影响。结果表明:制得的复合材料具有良好的循环稳定性,体积膨胀得到缓解。当复合材料中硅质量分数为10%,首次放电比容量约为730 mA·h/g,在电流密度为100 mA/g经100次循环后,其放电比容量稳定维持在500 mA·h/g左右,也展现了良好的倍率性能,首次Coulombic效率达到87.27%,相比纯硅不足70%的效率有了大幅度提高。     

低温水浴法制备钾离子预嵌层状MnO2及其储锌性能

本工作采用低温水浴法一步合成K+预插层δ-MnO₂(K-δ-MnO₂),并应用于锌离子电池正极。一方面,K+嵌入δ-MnO₂层间结构形成层间支柱,加固其层状结构,增强Zn2+在MnO₂中的扩散能力,增大了储锌配位活性位点;另一方面,水浴法在MnO₂结构中引入结构水,能有效屏蔽MnO₂结构对于Zn2+的强静电排斥效应,从而使K-δ-MnO₂展现出良好的电化学性能。在0.3 A/g的电流密度下,放电比容量可达401.3 mAh/g;在3 A/g的电流密度下循环1200次后,容量保持率达到83.2%,循环性能优于同等条件下无预插层MnO₂(循环1200次后,容量保持率为55.4%)。进一步采用非原位XRD研究了K-δ-MnO₂充放电过程中电极结构的变化,揭示其储能机理为H+和Zn2+共插层机制。同时,利用碳纳米管(CNT)与K-δ-MnO₂复合,两者之间形成络合体,有效提高了...     

锂离子电池正极材料硅酸锰锂的改性及容量衰减机理（英文）

以醋酸锂、醋酸锰、醋酸镁、正硅酸四乙酯为原料,采用溶胶–凝胶法制备Li2Mn1–x Mgx SiO4/C正极材料。用X射线衍射和扫描电子显微镜表征材料的晶体结构和形貌。结果表明,掺杂10%Mg的Li2MnSiO4材料仍具有正交斜方结构。电化学测试结果表明:Mg掺杂能够提高Li2MnSiO4材料的比容量,在16.65mA/g电流密度下,Li2Mn1–x Mgx SiO4/C(x=0.1)材料的首次放电比容量为212 mA h/g。用X射线衍射和X射线光电子能谱研究了硅酸锰锂正极材料的容量衰减机理,其主要是由硅酸锰锂晶体结构退化引起的。     

超临界水解制备TiO_2微粒过程的实验研究

二氧化钛(TiO2)微粒以其特殊的性能在诸多领域有着广泛的应用。超临界水解制备金属氧化物微粒过程是一种崭新的微粒制备技术,用此方法成功制备的TiO2微粒,其粒径分布范围是32~274nm。将制备的微粒样品,用X射线衍射仪、扫描电镜和激光粒度分析仪进行表征。结果表明,产物是纯度很高的锐钛型微粒,微粒粒径较小,粒度分布较集中。实验还考察了操作压力、操作温度、系统总流量和支路流量比等过程参数对微粒粒径的影响。结果表明,随着操作压力的升高,微粒粒径明显增大;随着操作温度的升高,微粒粒径明显增大;随着系统总流量的增大,微粒粒径减小;随着支路流量比的增加,微粒粒径略有下降,但变化不大。     

锂离子电池正极补锂材料Li5FeO4的制备及电化学性能

为开发高能量密度的锂离子电池,补锂技术受到广泛的关注。以LiNO₃-LiOH混合锂盐为反应介质和锂源、纳米Fe₂O₃为铁源,通过熔盐法成功制备出正极补锂材料Li₅FeO₄,采用正交实验法优化Li₅FeO₄的合成工艺条件,讨论合成条件对材料电化学性能的影响。将Li₅FeO₄添加到LiFePO₄正极极片表面,并与石墨负极组装成全电池,研究其对全电池电化学性能的影响,以及降低锂离子电池初始容量损失的机制。结果表明,使用熔盐法可制备出纯度高、粒径小且电化学性能好的Li₅FeO₄正极补锂材料,在0.05 C倍率下具有672.8 mAh·g^-1的脱锂比容量;当添加2.8%(质量分数)的Li₅FeO₄(基于活性物质质量的占比),LiFePO₄/石墨全电池...     

四大类锂离子电池正极材料进展

作为目前最有前景的绿色储能设备,锂离子电池研发和应用有利于解决环境污染问题和缓解化石能源危机。在很大程度上,电极材料尤其是正极材料的选择,决定了锂离子电池的电化学性能。从层状氧化物正极材料、聚阴离子型正极材料、尖晶石型正极材料及富锂三元层状正极材料四个方面对国内外的相关研究工作进行了综述,以期对研制具有高比能量、高安全性能、低成本、无污染的锂离子电池正极材料有所帮助。     

锂离子电池硅/石墨烯负极材料的电化学性能

采用高能球磨法制备了纳米硅/石墨烯(Si@G)复合锂离子电池负极材料,并研究了高能球磨时间对Si@G复合材料成分和电化学性能的影响。X射线衍射分析结果表明:球磨40 min后,产物中出现少量电化学惰性的碳化硅。球磨20 min的Si@G复合材料具有最高的首次放电比容量(3 418 mA?h/g)和首次Coulomb效率(89%),但其充放电循环稳定性较差,放电比容量在33次充放电后即衰减为首次的80%。而球磨40 min的Si@G复合材料,充放电84次后,其容量保持率仍为80%。表明没有储锂容量的杂质相SiC虽然导致Si@G负极材料的首次充放电比容量下降,但有利于提高充放电循环稳定性。