新型硅-硫锂电池研究进展

高比能量、高安全性是未来储能系统的重要发展方向,在电子产品、航天设备、高续航电动汽车等诸多领域均有迫切需求。硅具有很高的理论比容量,电压平台接近金属锂,采用硅替代锂金属作为负极可以得到新型硅-硫锂电池。本文阐述了新型硅-硫锂电池的特征及存在的关键问题,介绍了全电池中锂源的引入方式,综述了新型硅-硫锂电池正、负极的制备技术及研究进展,总结了不同制备方法存在的优缺点,并详述了目前液态电解质的常见组成、研究进展以及存在的问题。最后结合硅-硫锂电池的发展趋势提出未来重点研究的几个方向,如优化电极/电解质界面、开发固态电解质等。     

浅析锂离子电池正极材料的几种制备方法

日本索尼公司在1990年在世界范围内第一个实现了对锂离子电池的研制与商品化开发，经过几十年的发展，锂离子电池技术已经成为国防、汽车工业、电子设备制造业等重要支柱产业快速发展的重要驱动力。     

锂源及生产工艺对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2性能的影响

采用高温固相法合成镍钴铝三元正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,考察了以氢氧化锂和硝酸锂为锂源制备的材料的物理性能、微观形貌及电化学性能。通过对合成工艺的精细控制,可以制得残碱量、悬浮液pH值低的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。以硝酸锂为锂源,在800℃、10 h条件下制备的产物,在3.0~4.3 V放电,1 C首次放电比容量为172.7 mAh/g,循环100次的容量保持率为92.1%。     

不同锂源水热法合成LiFePO4的研究进展

LiFePO4具有较高的能量密度、较好电化学性能和热力学稳定性而成为最为热门、应用最为广泛的锂离子电池正极材料。其合成方法有很多,其中的水热法具有反应快、操作简单、产品形貌易于控制且颗粒粒径小等优点而备受关注。用不同的锂源合成出来的产品的形貌和性能也不一样。现分别以磷酸锂、碳酸锂、醋酸锂、氢氧化锂等化合物为锂源对水热法合成LiFePO4进行了一定探讨,并综述了各自利用水热法合成磷酸铁锂的研究进展情况。     

锂源对LiFePO4组织结构及电化学性能的影响

利用不同的锂化合物Li2CO3、LiOH.H2O、LiNO3、LiF作为锂源,采用二步固相法合成了LiFePO4/C,研究了不同锂源对LiFePO4组织结构和电化学性能的影响。结果表明,在相同的合成工艺条件下,采用4种不同锂源合成的LiFePO4的电化学性能表现出明显差异。采用LiOH.H2O合成的LiFe-PO4的电化学性能最佳,0.1C下的放电比容量为161mAh/g,1C下的放电比容量达117mAh/g,且0.5C下循环容量无衰减。采用不同锂源合成的LiFePO4电化学性能差异的原因与LiFePO4的颗粒大小、粒径分布、团聚程度及是否存在杂相有直接关系。     

不同锂源对LiFePO4正极材料性能的影响

分别以Li2CO3,LiCl为锂源与FeC2O4·2H2O和NH4H2PO4混合,常温机械活化后在惰性气氛中经高温烧结,合成出纯相LiFePO4正极材料.采用X射线衍射仪,扫描电镜和电化学测试等对样品进行了表征,考察了不同锂源及合成温度对LiFePO4的物理特性和电化学性能的影响.结果表明,以Li2CO3、LiCl为锂源均能合成出橄榄石型LiFePO4正极材料,但以LiCl为锂源合成的样品中含有Fe2P2O4、LiFe5O8等微量杂质;其中以Li2CO3为锂源在650℃下烧结12h合成的样品具有优良的电化学性能,室温下以0.1和1C倍率放电,首次放电比容量分别为153.9和126.5mAh/g,循环性能较好.