锂离子电池高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)研究进展

锂离子电池具有循环寿命高、无记忆效应等优点,被广泛应用于电子消费产品及电动汽车等诸多领域。伴随着国内电动汽车的快速发展,对锂离子电池的能量密度、安全性能、成本、热稳定性、循环寿命等提出了更高的要求。电池性能的提升取决于电极材料的改善,而正极材料作为锂离子电池的核心组成部分,将直接影响整个电池的性能。高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(以下简称为NCM811)由于极高的放电比容量(>200 mAh/g)而吸引了越来越多人的关注。但是,NCM811较差的热稳定性、循环倍率性以及安全性限制了它在实际中的大规模应用。本文结合NCM811的晶体结构、合成方法以及目前存在的主要问题,阐述了近几年国内外改善NCM811的电化学性能研究,并重点介绍表面包覆、离子掺杂和添加剂改性技术对NCM811电化学性能的影响。

新型二维材料Ti_(3)C_(2)T_(x)的合成及其在电池中的应用研究进展

MXene(Ti_(3)C_(2)T_(x))是于2011年新发现的一种新型二维过渡族金属碳化物/氮化物,因其具有独特的类石墨烯层状结构、良好的金属导电性、优异的亲水性、可调控的层间距等优点,近年来在电池领域备受关注。主要总结了MXene(Ti_(3)C_(2)T_(x))及其复合材料的合成策略及制备方法,并对Ti_(3)C_(2)T_(x)复合材料在电池领域中的应用研究进展进行了归纳和展望,希望能为高性能MXene电极材料的制备及其在离子电池中的应用提供科学参考及理论借鉴。

层状金属二硫化物作为钠离子电池负极的研究进展

钠离子电池(NIBs)因其资源丰富、环境友好等特点被认为是最有望替代锂离子电池(LIBs)的新一代储能系统。然而,钠离子半径大于锂离子,传统锂离子电池负极材料在充放电过程中钠离子嵌入/脱出困难,容易造成材料结构的坍塌。目前,缺乏合适的负极材料仍是限制NIBs大规模应用的主要障碍之一。与传统的NIBs负极材料(碳材料、金属氧化物、金属磷化物等)相比,层状金属二硫化物(TMDs)由于其独特的层状结构可“额外”储存钠离子,并有效地缓解电化学反应中的体积变化已被广泛研究。本文将首先将介绍三种常见关于TMDs材料的合成方法(水/溶剂热法,化学气相沉积法,液相剥离法)。接下来对几种作为NIBs负极的常用TMDs(MoS2、SnS2、WS2、VS2)的研究进展进行综述。最后将对不同TMDs材料合成方法的优缺点进行比较并进一步展望其目前所遇到的挑战及未来的发展前景,为进一步推动TMDs在NIBs的产业化应用提供一些理论参考和科学借鉴。

磷化铁对磷酸铁锂电化学性能的影响探究

磷化铁(Fe_(2)P)作为磷酸铁锂生成过程中常见的副产物,其对磷酸铁锂(LiFePO_(4),LFP)电化学性能的影响到目前为止研究地还不够深入。通过球磨法在LFP中掺入不同比例的Fe_(2)P来探究其对LFP正极材料电化学性能的影响。结果表明:在掺入Fe_(2)P后,LFP材料的晶体结构无明显变化,颗粒形貌规整度较高,各主要元素分布均匀,并且LFP材料的离子电导率和电子电导率得到了不同程度的提升;尤其是当Fe_(2)P掺入量为0.5%(质量分数)时,在0.1C和0.5C倍率下首次放电比容量分别达到了158.2、148.5 mA·h/g,相比纯LFP分别提升了8.90%和7.2%;CV曲线中的氧化还原峰电位差值(ΔE)仅为0.264 V,说明Fe_(2)P的引入有利于改善LFP材料的极化,且前3次CV曲线的重合度高,表明材料具有高度的可逆性;电荷转移电阻(R_(ct))仅为41.56Ω,相比纯LFP降低了76.49%;锂离子扩散系数为8.20×10^(-9)cm^(2)/s,相比纯LFP提升了89.4%,同时对倍率性能和循环性能的改善效果显著。