锂离子电池复合负极材料研究进展

将锂离子电池材料尺寸减小到纳米尺度,可减小充放电过程中Li+迁移距离及电极材料的相对膨胀率,是一种有效提升锂离子电池性能的手段。但是,纳米化也会带来导电率低、表面副反应活性高、团聚倾向大等明显缺点。在负极活性材料中引入导电复合相,可以有效提升材料体系的导电性、储锂容量、倍率特性和循环稳定性,是解决现有技术难题的有效突破口之一。对近年锂离子电池负极材料研究方面的主要成果进行了综述,着重关注几种热点负极材料及其新型微结构的设计、实现与性能优化研究。以可控制备工艺为主线,总结了相关的研究成果。

原位氧化法制备Zn-Ni氢氧化物纳米片及其电荷存储特性研究

通过简单、低成本的化学浴沉积法在泡沫镍上原位生成了Zn-Ni氢氧化物(Zn-Ni double hydroxides)纳米片。SEM观察结果表明,Zn-Ni氢氧化物纳米片均匀附着在泡沫镍表面,形成均一的多孔纳米片阵列层。此外,还有大量的Zn-Ni氢氧化物纳米片聚集成多孔团聚体,分布于泡沫镍骨架的空隙处,从而获得较高的活性物质负载量(4.27 mg/cm^2)。CV、CP和电化学阻抗测试表明,Zn-Ni氢氧化物纳米片在2 mol/L KOH电解液中充放电电流密度1 A/g时,比电容为746.2 F/g(面积电容为3.18 F/cm^2);3000次充放电循环后,仍保持70.9%的初始比电容。

二氧化锰电极材料的氧化还原制备及电化学性能研究

以高锰酸钾与乙酸乙酯为起始原料,通过氧化还原反应在85℃温和条件下制得二氧化锰(MnO_2)纳米颗粒,并通过在反应体系中加入碳(C)材料合成了MnO_2/C复合电极材料。实验结果表明,MnO_2在1A/g电流密度下,比电容为212F/g;而添加了2.5mL碳材料的MnO_2/C复合电极材料的比电容达到358F/g;当电流密度增加到4A/g时,MnO_2/C复合电极材料的比电容仍达到234F/g。