锂离子电池中高容量硅铝/碳复合负极材料的制备与性能研究

锂离子电池用高容量负极材料普遍存在首次不可逆容量高、循环性能差等问题.本文采用高温固相法制备了硅铝／碳锂离子电池负极材料,制备出的复合负极材料的比容量远高于目前锂离子电池普遍使用的中间相碳微球,循环寿命则优于同粒度的硅单体为活性中心的硅碳复合材料. Al引入Si／C复合材料中,有效抑制了材料的首次嵌锂深度,且减缓了电压滞后现象.制备的复合负极材料首次可逆容量达到600mAh／g,首次充放电效率在85％以上,25次循环后容量仍保持90％以上.

碳包覆硅/碳复合材料的制备与性能研究

为提高锂离子电池高容量Si/C复合负极材料的电化学性能,采用喷雾干燥法制备了核壳结构的碳包覆Si/C复合材料。碳包覆Si/C复合材料为近球形颗粒,形貌规整,粒度分布均匀,呈正态分布,其物相结构和嵌脱锂的电化学反应与Si/C复合材料保持一致。碳包覆后,减小了充放电过程中复合材料电极的极化,电压滞后现象得到了显著的改善。碳包覆Si/C复合材料的最大放电比容量为512mAh/g,略低于包覆前的材料,但循环稳定性大大提高,50次循环后的容量保持率为96%。

锂离子蓄电池高容量含硅负极材料研究进展

锂离子蓄电池用高容量负极材料普遍存在首次不可逆容量高、循环性能差等问题。综述了锂离子蓄电池高容量含硅负极材料发展现状,总结了这类含硅材料的制备工艺和含硅负极材料的种类,包括Si/M(M为金属元素)、SiOx(0<x<2)、Si/C等二元体系及三元体系,并对各材料的电化学性能作了比较,分析了不同的体系对材料在高度脱嵌锂过程中的循环性能的改善作用。

基于MEMS技术的微型DMFC阳极流场结构的设计与研究

流场结构对微型直接甲醇燃料电池(μDMFC)的性能有着重要的影响,尤其表现在影响燃料供应和温度分布上。本文运用计算流体动力学(CFD)的方法,分析和比较了双蛇形和平行流场结构中流速、温度等分布情况。模拟结果表明双蛇形流场结构比平行流场结构显示出更优的流速分布和更均匀的温度分布。采用微机电系统(MEMS)技术,在N型单晶硅片上制作出流场结构,并组装成电池进行测试。实验结果表明:当温度为25℃,进口流速为0.01 m s-1时,由双蛇形流场结构制作的单电池功率密度达到了34.2 mWcm-2。

模板-物理活化法制备高性能中孔炭材料

研究了硅溶胶模板法制备的作为超级电容器电极材料中孔炭的孔结构和电化学性能。中孔炭的平均孔径和比电容随硅溶胶/炭源(葡萄糖)比的增加而增大。提出了一种硅溶胶模板法与CO2物理活化法相结合的模板-物理活化法以提高中孔炭的BET表面积来提高中孔炭的比电容。采用恒流充放电和电化学阻抗谱研究了中孔炭的孔结构与倍率性能的关系,并与商品化微孔活性炭作了比较。结果表明平均孔径较大的中孔炭具有较好的倍率特性。模板-物理活化法制备的中孔炭具有高比电容和良好的倍率特性。