锂离子电池硅基负极材料研究进展

硅基负极材料由于具有理论比容量高等优点,有望成为替代商业化石墨或碳负极的材料.然而,在充放电循环过程中,容量迅速衰减阻碍了硅负极在商业上的使用.主要介绍了近年来硅基负极材料(硅单质、硅氧化物、硅复合物以及采用不同的粘结剂)的研究进展,阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景.     

高密度储氢材料研究进展

氢是一种清洁的燃料,氢能是未来有发展前景的新型能源之一.氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈.氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标.固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式.高密度储氢材料由轻元素构成,包括铝氢化物、硼氢化物、氨基氢化物、氨硼烷等,理论储氢质量分数均达到5%以上.综述了高密度储氢材料的研究进展,认为高储氢容量、近室温操作、可控吸/放氢、长寿命的轻质氢化物材料有希望达到燃料电池和移动氢源应用的目标.     

锂离子二次电池电极材料的研究进展

题记:锂离子二次电池因具有高的工作电压、高比能量、长寿命、无记忆效应等突出优点,被广泛应用于移动电话、笔记本电脑和其它便携式电器,并逐步向大功率系统如电动汽车、卫星以及大型储能电池等领域拓展.本刊特邀南开大学的陈军教授撰文并阐述了锂离子二次电池正极材料和负极材料的研究进展,并对聚合物锂离子二次电池的电极材料作了介绍,比较了两类锂离子二次电池的优缺点和应用范围,并对其发展趋势作了展望.     

钛酸锂表面碳包覆改性研究进展

尖晶石结构的Li4Ti5O12由于电压平台平稳、循环寿命长、"零应变"和安全性高等优点,成为锂离子电池的热门负极材料。然而纯Li4Ti5O12本身为绝缘体,导电性很差,倍率性能不佳,这限制了它的实际应用。研究表明,对Li4Ti5O12表面进行碳包覆可以有效改善其电化学性能。结合最近国内外研究情况,综述了表面碳包覆对Li4Ti5O12负极材料改性的研究进展,分析了不同的碳包覆方法、碳层厚度、碳结构和碳含量对Li4Ti5O12/C复合材料电化学性能的影响,希望促进Li4Ti5O12/C复合电极材料在锂离子电池领域的应用。     

三维亲锂Cu@Sn纳米锥集流体用于无枝晶锂金属负极

锂在集流体上的不均匀沉积将导致严重的枝晶生长和体积膨胀等问题,传统的商业化泡沫铜集流体由于具有较大的体积和质量会降低电池的能量密度.本文通过简单的电沉积方法制备了体积小、重量轻,具有亲锂性的3D Cu@Sn纳米锥集流体.从成核与沉积的角度出发,纳米锥结构与亲锂的锡纳米颗粒的协同作用促进了锂的均匀沉积,可有效地抑制锂枝晶的生长.组装的半电池在1 mA cm^-2下经过100次循环后,库仑效率高达97.6%,锂对称电池在1 mA cm^-2下可以稳定循环600 h.将沉积金属锂后的Cu@Sn/Li复合负极与LiFePO₄组装的液态全电池在1 C倍率下, 550个循环之后,容量保持率为95.1%.此外, Cu@Sn纳米锥集流体在固态电池Li/Cu@Sn|PVDF–HFP–5 wt%Si O₂|LFP中也表现出优异的电化学性能,在1 C倍率下, 500个循环之后,放电容量未发生衰减.     

锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的制备及电化学性能

首先以AlO2-为铝源,采用三元共沉淀法制备前驱体Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2。对前驱体进行500℃高温处理,随后与过量的锂盐混合均匀,在氧气气氛下700℃煅烧12 h制得LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)材料。采用X射线衍射仪(XRD)测试可知,所得的NCA材料呈典型的α-NaFeO_2层状结构,属于R-3m空间群。扫描电子显微镜(SEM)测试显示,NCA为粒径5～6μm的球状颗粒。材料在电流倍率为0.1C下首次放电容量为167.1mAh/g,循环200次以后容量保持率为96.2%。倍率测试表明,0.1、10 C下NCA的容量分别为184.0、112.7 mAh/g,到恢复到0.1 C时,容量仍可达179.7mAh/g,具有比较好的倍率性能。