高可逆比容量锡负极循环性能的改善

为了改善锂离子蓄电池中高比容量锡负极的循环性能 ,采用多孔结构、高比表面积的多孔碳材料为载体制备得到Sn/PC复合材料。电化学测试表明 :用该类复合材料制备的电极表现出良好的锂嵌脱能力 ,循环性能比锡类电极有显著提高 ,其循环性能和可逆比容量与复合电极中锡的含量密切相关。第二次循环后复合电极充放电效率接近 10 0 % ,具备较好的充放电倍率特性和较低的嵌、脱锂电位。制备出的复合材料能防止锡嵌、脱锂过程产生的严重体积效应 ,从而提高电极循环性能 。

无钴富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)的表面改性及电化学性能研究

无钴富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)因高比容量、低成本等优点备受关注,是极具潜力的下一代锂离子电池正极材料。然而,Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)材料存在首次库伦效率低、倍率性能差及容量衰减等问题,限制了其进一步发展。为解决此问题,采用柠檬酸溶液表面处理结合再重新煅烧方法,通过在其表面包覆一层尖晶石相,对Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)开展了表面改性研究,并对改性前后样品进行物理表征和电化学测试分析。结果表明,改性前后的Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)正极材料,形貌基本一致,均为尺寸100—400 nm的不规则颗粒,改性后的粉末颗粒边缘略有不平整。使用柠檬酸溶液表面处理后,Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)材料形成了内部为层状相、表面为尖晶石相的结构。尖晶石相的存在不仅为锂离子扩散提供了三维离子扩散通道、提高倍率性能,还可充当正极材料表面与电解液间的保护层,提高首次库伦效率,改善循环性能。改性后的Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)的首次库伦效率为92.4%,可逆比容量为292 mAh·g^(-1),与改性前相比分别提高了13.8%和22 mAh·g^(-1),并且在不同倍率下的可逆比容量和长循环容量保持率均有明显提升,表明其具有更好的倍率性能和更优的循环稳定性能。本研究提出了一种无钴富锂锰基正极材料表面改性方法,该改性方法操作简单、效果明显,可应用于不同组分的富锂正极材料,为富锂锰基正极材料的进一步发展提供了新的思路。

一维多孔Co_(1-x)S/NC纳米线的可控制备及储钠性能

发展高比容量、良好可逆性和长循环寿命的钠离子电池电极材料仍面临巨大的挑战。通过简单的水热法,合成氮基三乙酸(Co-NTA)前驱体,再分别在氮气气氛下退火和硫化,制得钠离子电池用一维多孔氮掺杂碳纳米线(Co_(1-x)S/NC)负极材料。以1.0 A/g的电流在0.01~3.00 V循环200次,电极有461.16 mAh/g的可逆比容量。这可归因于氮掺杂碳的多孔中空纳米线结构,不仅增强材料的导电性,还可提高比容量,并缓解充放电过程中较大的体积膨胀,延长材料的循环寿命。

一种新型SnO_2@BNNSs@C纳米复合结构及其电化学储能特性

采用简单,环境友好的均匀共沉淀法制备了纳米SnO_2@BNNSs复合材料,二氧化锡纳米粒子粒径均匀,粒径大约4～5nm,均匀分布在氮化硼纳米片(BNNSs)上;然后以葡萄糖为碳源制备SnO_2@BNNSs@C纳米复合结构,以提高导电性。对比SnO_2,SnO_2@C,SnO_2@BNNSs@C三种纳米材料在电流密度100mA/g下的循环稳定性发现:SnO_2@BNNSs@C纳米复合物经过50次循环后可逆比容量可达490mAh/g,库仑效率高达98.8%,揭示了SnO_2,BNNSs,C三种组分之间存在的相互协同效应,利于复合材料电化学性能的提升。

天然鳞片石墨制备石墨烯/SnO_2复合物锂离子电池负极材料电性能研究

采用二次Hummers氧化法,以天然鳞片石墨为原料制备了氧化石墨烯,通过一步微波水热法将氧化石墨烯与SnCl_2原位复合制备石墨烯/SnO_2复合物.以石墨烯/SnO_2复合物为锂离子电池负极材料,研究SnO_2对石墨烯锂离子电池负极材料的影响.结果表明,SnO_2与石墨烯复合可以制备一种高比容量的负极材料,首次放电比容量高达1 581 mAh/g.在1 000 mA/g电流密度下,比容量保持率超过50%;经过大电流充放电后,在100 mA/g电流密度下,比容量保持率仍然能够达到85%.电流密度100 mA/g,循环充放电100次时,可逆容量保持率超过90%.

锂离子电池负极用硅/碳纳米复合材料制备方法和性能的研究进展

介绍了近十年来锂离子电池负极用硅/碳纳米复合材料的主要制备方法,包括热解法、化学气相沉积法、球磨法、水热法以及溶胶凝胶法等,以及硅/碳复合材料的微结构特征及其对复合材料比容量和循环性能的影响。最后,对硅/碳纳米复合材料的研究方向进行了展望。

纳米FeSn_2金属间化合物的制备和电化学性能研究

用化学还原法和溶剂热法成功地制备了纳米FeSn2颗粒,并对各自的电化学性能进行了测试。用化学还原法制备的纳米FeSn2颗粒呈球形但团聚,颗粒的尺寸约为30～70 nm。用溶剂热法制备的纳米FeSn2颗粒呈现单分散的球状结构,其中颗粒的尺寸为80 nm,且颗粒的尺寸分布均匀。两种不同方法制备的纳米FeSn2颗粒都具有500 m Ah/g的可逆比容量,但是由于用溶剂热法制备的纳米FeSn2颗粒比化学还原法制备的纳米FeSn2颗粒有更好的结晶性,因此具有更好的电化学循环性能。

Fe_(3)Se_(8)/Co_(3)Se_(4)/NiSe_(2)/NC复合材料的制备及性能

由于锂资源的价格逐渐攀升,亟需开发价格低廉的电池系统。通过共沉淀法合成FeCoNiCP片状前驱体,再经过包覆多巴胺、退火和在氮气下硒化,制备钠离子电池负极材料Fe_(3)Se_(8)/Co_(3)Se_(4)/NiSe_(2)/NC。在0.01~3.00 V充放电,以0.1 A/g的电流循环70次,电极仍有468.38 mAh/g的可逆比容量;在0.1 A/g、0.2 A/g、0.5 A/g、1.0 A/g、2.0 A/g和5.0 A/g的电流下,分别具有363.85 mAh/g、345.88 mAh/g、320.73 mAh/g、308.31 mAh/g、290.33 mAh/g和249.29 mAh/g的可逆比容量。Fe_(3)Se_(8)/Co_(3)Se_(4)/NiSe_(2)/NC复合材料较好的电化学性能,可归因于碳导电网络、多金属硒化物和独特的纳米结构的协同作用,缓解了充放电过程中的体积膨胀。

空间用锂离子蓄电池循环寿命衰降机理分析

锂离子蓄电池是一个亚稳态的体系,在循环和存储过程中由于界面副反应和材料不可逆相变的存在导致了锂离子蓄电池的界面阻抗增加和可逆比容量的损失。分析了空间用高比能锂离子蓄电池在循环中可逆比容量的损失机理,研究表明:在经过2500次循环后(2.75~4.2V,1.2C充放电),该电池可逆比容量仍然在78%以上。通过EIS、XRD等分析表明:该电池循环中的可逆比容量损失主要来自于正极材料的可逆比容量损失和界面阻抗增加,负极在循环中的可逆比容量损失不足3%,对全电池的可逆比容量损失没有贡献。

Al离子掺杂对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4高电压材料性能的影响

用固相法合成了Al掺杂的高电压LiNi0.5Mn1.5-xAlxO4材料,研究了材料晶胞参数、材料可逆比容量、放电电压及循环性能随掺Al量的变化规律。结果表明,随着掺Al量的增加,材料的可逆比容量在逐渐减小;当Al掺杂量为0.06(LiNi0.5Mn1.44Al0.06O4)时,样品具有最佳的循环性能,100周的容量保持率在97%左右。与此同时,使用以Al掺杂量为0.06的样品为正极,石墨为负极组装的全电池显示了良好的循环性能。