新型锡/碳复合材料的制备及其用于锂离子电池负极材料的研究

以煤焦油和SnCl2为原料,采用液相分散和碳热还原的方法制备了一种新型的锡/碳(Sn/C)复合材料。采用XRD、SEM及TEM手段对复合材料进行了结构表征,并对材料的电化学性能进行了检测。结果表明,金属锡以200nm大小的颗粒分散在碳材料中,复合材料的首次放电容量在371mAh.g-1,循环50次后比容量维持在305mAh.g-1以上,具有优异的循环性能。

碳纳米管用于锂离子电池负极材料的嵌锂机理研究

研究了将纳米碳管用于锂离子电池负极材料的嵌锂机理,包括纳米碳管的充放电容量、充放电前后碳纳米管的IR光谱、循环伏安曲线和充放电过程中的XRD图谱研究。研究结果表明,纳米碳管具有比较高的放电容量,首次放电比容量为649.4mA·h/g,循环20次后充放电效率仍可达94.1%。IR光谱研究表明纳米碳管的充放电过程中在电极界面存在SEI膜;循环伏安法研究表明碳纳米管负极随着循环次数增加,不可逆容量减少,锂离子的嵌入与脱出更加可逆;XRD分析则说明在充放电过程中d002增大,有越层反应发生。

碱处理提高锂离子电池SiO/C负极材料的电化学性能

通过用NaOH碱性溶液对经行星球磨和高温热解工艺得到的SiO/C复合负极材料进行处理,改善材料的首次循环库伦效率和循环稳定性。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行分析表征,NaOH碱性溶液处理后的材料,SiO2的含量降低。复合材料的电极电化学测试显示,经NaOH处理后的两种材料经40周循环后,比容量基本没有降低。

液相法制备锂离子电池用钛酸锂负极材料的研究进展

钛酸锂(Li4Ti5O12)材料具有嵌锂过程中其晶型结构不发生改变的"零应变"特性,符合下一代锂离子电池循环寿命更长、充电过程更快、安全性更高的要求。详细综述了溶胶-凝胶法、水热合成法、直接熔盐法、原位水解法、溶液沉积法和共沉淀法等液相法制备Li4Ti5O12负极材料的研究现状,比较了各种方法的优缺点,结合笔者的研究探讨了Li4Ti5O12的发展方向。

多孔硅/硅钛合金的制备及在锂离子电池负极上的应用

以钛掺杂介孔二氧化硅SBA-15为前驱体,用镁热还原法制备多孔硅/硅钛合金复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)等方法对复合材料进行表征;利用恒电流充放电对复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能进行分析。结果表明,多孔结构为体积膨胀提供了缓冲空间,硅钛合金的存在起到支撑骨架的作用,同时一定程度上改善了负极材料的导电性,多孔硅/硅钛合金复合材料具有较好的循环稳定性,0.1C循环50圈后可逆容量为801mAh/g,倍率性能也较单质硅材料大大提高,1C倍率下放电容量为618.9mAh/g。

采用固体废弃物兰炭末制备锂离子电池负极材料

以固体废弃物兰炭焦末为原料,通过硼(B)掺杂及高温处理制备出改性兰炭粉末材料。研究B掺杂量对其作为锂离子电池负极材料的影响。结果表明,B掺杂质量分数为8%时,经2 300℃高温处理,兰炭的电化学性能达到最佳,首次脱锂容量为361 m Ah/g,在1 C电流密度下经300次循环后,容量为314 m Ah/g,表现出较为优良的循环性能。

静电自组装方法合成的具有多孔三维网络结构的Fe_3O_4/石墨烯复合材料作为高性能锂离子电池负极材料(英文)

采用静电自组装方法,分两步合成Fe(OH)3/GO前驱体(GO:氧化石墨烯),再通过水热反应和600°C高纯氮气气氛下煅烧,获得了Fe3O4/石墨烯复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、拉曼(Raman)光谱等多种分析,发现该复合材料具有三维多孔石墨烯网络结构.把合成的这种Fe3O4/石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明其具有优良的电化学性能:首次放电容量为1390 mAh·g-1,50次循环后容量为819 mAh·g-1.通过对比实验表明,三维石墨烯网络结构的形成对复合材料的电化学循环稳定性起着关键作用.

锂离子电池锡/碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以二氧化锡和导电碳(Super P)为原料,通过高能球磨,采用高温固相法制得锡/碳复合材料作为锂离子电池负极材料。用XRD、SEM进行表征,并进行有关电化学性能测试,首次放电比容量高达566.4 mAh.g-1,循环性能得到了较大改善。

基于杨梅单宁制备三维有序多孔碳内嵌纳米Cu_2O-CuO高性能锂离子电池负极材料

本文以聚苯乙烯球为模板,杨梅单宁/Cu2+混合物为前驱体,制备了三维有序多孔碳内嵌纳米Cu_2O-CuO(3D Cu_2O-CuO@C)锂离子电池负极材料。采用多种技术手段研究了3D Cu_2O-CuO@C结构形貌及其电化学性能。3D Cu_2O-CuO@C在电流密度为1.0 A·g-1的循环性能测试中,500次循环后其放电比容量为635.8 m A·h·g^(-1),表现出了高循环稳定性。在电流密度为8.0 A·g-1的大电流条件下,其放电比容量仍维持在173.4 m A·h·g^(-1),表现出了优异的高倍率性能。

锂离子电池负极材料制备机理分析

尽管在新能源电池中锂离子电池的占比持续上升,但是有许多问题需要解决。负极材料是锂离子电池的主要组成部分也是当前重点研究的对象之一。提高负极比容量能够有效地增加电池总体的比容量,从而满足政策背景下对锂离子电池比容量的客观要求。现阶段,提高负极材料性能的方法主要是通过调节材料结构,降低容量的衰减,提高大电流充放电能力。本文详细介绍了当今各种具有典型形貌的锂离子电池负极材料的合成机理及性能,并阐述了方法与结构之间的对应关系。重点讨论了锂离子电池负极材料领域研究热点的可靠性与基本依据,并提出未来负极材料的发展方向。

一种新型硅碳复合薄膜材料作为锂离子二次电池负极材料的研究(英文)

利用气相沉积技术,制备了SixCy层和C层相间的硅碳复合薄膜材料。XRD测试和Raman光谱测试表明,该硅碳复合薄膜材料具有纳米微晶结构。电化学性能测试表明,该SixCy/C复合薄膜材料,具有较低的充放电平台(0·5V以下),对应的首次放电容量达1200mAh/g以上,经过200次循环,容量保持率高于85%。SixCy/C复合薄膜材料性能的改善,主要原因可能源于活性材料Si中的缓冲骨架以及碳的共同作用,它们的存在改善了复合材料的导电性能,也有效缓冲了在充放电过程中活性组分Si所导致的体积变化。

微波消解ICP-MS法测定锂离子电池石墨负极材料中9种痕量元素

建立微波消解–ICP–MS 法测定锂离子电池石墨负极材料中Al,Cr,Cu,Fe,K,Na,Ni,Pb,Zn 9 种痕量元素含量的方法.采用硝酸– 盐酸体系微波消解样品,稀释后用ICP–MS法测定样品消解溶液中9 种痕量元素的含量.在优化仪器工作参数后,采用同位素和He 模式克服质谱干扰.9 种元素的质量浓度与质谱强度具有良好的线性关系,线性相关系数为0.999 1～0.999 8,检出限为0.132～3.700 mg/kg.加标回收率为98.4%～101.0%,测定结果的相对标准偏差为0.3%～3.6%（n=6）.该方法测定结果准确可靠,可用于锂离子电池石墨负极材料中痕量元素的测定.

Fe_3O_4纳米材料的改性研究及在锂离子电池负极中的应用

四氧化三铁凭借其较高的比容量(926 mAh/g)、良好的导电性(σ=2×10~4 S/m)、成本低、自然丰度大、环境友好等优点,在锂离子电池负极材料的研究中占了举足轻重的地位.综述了四氧化三铁作为锂离子电池负极材料的研究情况,主要包括特殊形貌纳米材料及复合纳米材料,指出了对于四氧化三铁作为锂离子电池负极材料存在的问题、亟待解决的方法以及未来的发展方向。

我国成功研制出高性能锂离子电池负极材料

据报道,中科院化学所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室的研究人员,在国家自然科学基金委、科技部以及中科院化学所"引进杰出青年人才计划"的支持下,成功研制出一种具有优异循环性能的高容量锂离子电池负极材料。

优质石油焦用于锂离子电池负极的研究进展

总结了优质石油焦(以针状石油焦为主)在锂离子电池负极材料方面的研究进展,包括:优质石油焦的处理温度对其结构和电化学性能的影响;优质石油焦的微结构及其储锂机理;优质石油焦作为软碳应用于负极材料情况。最后,对适用于锂离子电池负极材料的优质石油焦结构特点进行小结,并探讨石油焦类锂离子电池负极材料的发展趋势。

废旧汽车刹车片制备锂电池硬炭负极材料

以废旧汽车刹车片为原料,在N2气氛下600～1 000?C热解制得硬炭材料。以酚醛树脂为对比实验,通过热重分析(Thermal gravimetric analysis)、扫描电子显微镜(Scanning electron mcroscope)、X射线衍射仪(X-ray diffraction)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy)分析、拉曼光谱(Raman spectroscopy)分析等测试手段对硬炭进行表征,并分别对将2种材料作为锂离子电池负极材料制备的扣式电池进行充放电性能测试。测试结果表明:热解温度对硬炭结构和充放电性能有一定的影响,在600～1 600?C温度范围内,热解碳在1 300?C条件下表现最优充放电性能,可逆容量和库伦效率分别为112.05 m A·h/g和52.31%,倍率和循环容量保持率分别达到87.23%和64.39%;对比酚醛树脂在最佳热解条件1 200?C的充放电数据,即可逆容量和首次库伦效率分别为189.26 m A·h/g和58.45%,倍率和循环的容量保持率分别为51.52%和55.12%。因此,废旧汽车刹车片热解碳在实际应用中具有较好回收价值。

ZnO修饰碳布用于锂离子电池复合负极研究

通过溶剂热法和高温煅烧法得到ZnO修饰的碳布,并以此作为负极支架,使用热熔融法合成了Li-ZnO/CC复合负极材料。结果表明,ZnO颗粒能够降低锂的成核过电位,选择性调控锂沉积位置,使锂的生长得到初步控制,从而达到改善电池循环性能的效果。在对称电池和NCM523全电池中,Li-ZnO/CC复合负极材料的循环性能都优于裸锂箔;在电流密度1 mA/cm^(2)条件下,Li-ZnO/CC对称电池能保持至少400 h以上的稳定循环,并且保持10 mV左右的过电位;NCM523|Li-ZnO/CC全电池在0.3C下经过305次循环后,容量保持率仍有80.41%。Li-ZnO/CC复合负极材料是一种很有前途的可充电锂电池负极材料。

金属有机骨架(MOFs)作为电极材料在二次锂离子电池中的应用

金属有机骨架(MOFs)具有独特且稳定的多孔纳米结构,它有容量大、稳定性高、种类丰富等优点,是一种很有潜力的锂离子电池电极材料。本文对MOFs材料及其衍生材料作为锂离子电池负极和正极材料的相关研究工作分别进行了论述,同时对其发展方向和应用前景进行了展望。

水热法制备锂电池Si@C负极材料的工艺优化研究

水热法是广泛应用于锂离子电池Si@C电极材料的一种制备方法,其反应条件是影响产物最终形貌和性能的重要因素,采取最佳的反应工艺可以大大提升材料的电化学性能。本研究中,使用葡萄糖作为碳源,光伏切割废料硅为硅源,探究了水热法制备核壳结构Si@C电极材料的最优工艺,分别研究了温度、原料浓度、反应时间和原料比例对产物的形貌、性能的影响以及相互之间的关系,并得到最佳反应条件。在该条件下(葡萄糖浓度为0.5mol·L^(-1),硅与葡萄糖重量比为0.3:1,反应温度190~℃,反应时间9h),得到了包覆完整、粒径适中的Si@C电极材料(CS190-3),对以该样品为负极的扣式半电池进行电化学测试,在655mA·g的电流密度下,其首圈放电比容量为3369.5mAh·g^(-1),经过500次循环剩余容量为1405.0mAh·g^(-1)。倍率测试中,在6550mA·g的电流密度下,其剩余容量为937.1mAh·g^(-1),当电流密度恢复至655mA·g时,电池放电比容量仍可恢复至1683.0mAh·g^(-1)。

纳米花状MoO_(3−x)负极的制备及电化学性能

三氧化钼(MoO_(3))由于自身理论比容量高、热稳定性好以及二维层状结构,成为目前广受关注的锂离子电池负极材料之一。但是,由于MoO_(3)自身的本征导电率低以及转换反应过程中严重的体积膨胀,限制了MoO_(3)的大规模应用。本文通过质子−电子共掺杂以及高能纳米化方式,在MoO_(3)中引入了氧空位和纳米花结构,制备了纳米花MoO_(3−x)材料,并将其用作锂离子电池负极。通过引入氧空位以及进行纳米化处理,有效改善了材料的导电性能,扩大了范德华间隙,缓冲了材料在长期充放电过程中的体积膨胀。结果表明,所制备的纳米花MoO_(3−x)具有良好的锂离子存储性能,在2 A/g的电流密度下能够循环500圈,比容量能够达到591 mA∙h/g,显著高于以往报道的三氧化钼基负极材料。