不同管径多壁碳纳米管与硫含量对锂硫电池单质硫正极电化学性能的影响

采用分段加热法合成了不同管径、不同硫含量的单质硫一多壁碳纳米管（S-MWCNT）复合材料，利用电化学方法、SEM、TEM、比表面吸附等分析方法，筛选出以10～20mm直径的MWCNT为核，质量分数85％硫为壳的最优化条件下的复合材料。SEM测试显示单质硫均匀填充到MWCNT的中空管和层间的孔中形成了结构稳定的复合物。在最优化的条件下，复合材料首次放电比容量达1272．8mAh·g-2，活性物质利用率为76．0％，循环至第80周时放电容量还保持在720．1mAh·g-2，容量保持率高达64．4％。与未添加MWCNT的单质硫电极相比，硫复合电极活性物质的利用率和循环性能都得到了较大的改善。

滇池流域水污染防治规划回顾性评估

为了准确把握"十二五"水污染防治规划的方向,需要对已完成的规划进行回顾性评估。滇池流域历经"九五"、"十五"、"十一五"阶段的投资与治理,共计投入222.3亿元,水环境保护工作取得了一定的进展。本文对滇池流域规划投入的资金用途进行了归类,其中58%用于污染治理。通过径向基函数神经网络模拟,可见规划执行以及环保投资对滇池的BOD5,CODMn和Chla等水质指标具有一定的改善作用。此外,还分析了近年来滇池水质相对于昆明市的经济发展水平的相对变化趋势。最后,对规划的污染控制、生态修复、资源调配、技术示范、监督管理等方面进行了回顾性评估,并给出了改进建议。

LiFeO_2包覆锂离子正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2制备及性能表征

采用溶胶-凝胶工艺在Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2表面包覆LiFeO2,并用扫描电镜(SEM),X-射线衍射(XRD),EIS和恒电流充放电等方法研究了不同包覆量的LiFeO2包覆对Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2结构和电化学性能的影响。XRD、SEM实验数据表明,该材料具有层状α-NaFeO2结构,包覆后材料结构没有变化,表面覆盖上一层纳米级别的颗粒。电化学性能测试结果表明,质量分数1%LiFeO2包覆能显著改善Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2材料在高截止电压(4.8 V)下的循环性能和倍率性能,EIS研究结果显示其界面阻抗明显减小,电子电导率得到提高,从而提高电化学性能。

锂离子电池玻璃态电解质导电机理的研究进展

锂离子电池玻璃态电解质同晶体型电解质相比较具有导电性各向同性、锂离子电导率高等诸多优点,开发在室温下具有较高的离子电导率及良好的化学、电化学稳定性的玻璃态电解质材料已经成为锂离子电池领域的重要研究方向之一。本文介绍了各种玻璃态电解质体系的导电特性及导电机理,并重点分析与讨论混合网络形成体效应在一些典型玻璃态电解质体系中的微观作用机理。本文还总结了混合网络形成体效应在玻璃态电解质中发生的前提条件,并指出深入研究玻璃态电解质的导电机理对开发出具有优异电化学性能的无机非晶固态电解质体系具有重要的指导意义。

钠离子电池:储能电池的一种新选择

钠离子电池在20世纪70年代末80年代初得到关注,但因锂离子电池优异的电化学性能而没有得到广泛研究.随着电动汽车、智能电网时代的到来,锂资源短缺将成为制约其发展的重要因素.因此,亟需发展下一代综合性能优异的储能电池体系.钠和锂具有相似的物化性质,且钠资源丰富,成本低廉,是非常有发展潜力的电池体系,近年来得到了国内外研究人员的广泛关注.简要综述了近年来钠离子电池的研究成果,就层状Nax MO2(M=Co,Ni,Fe,Mn,V等)材料、聚阴离子型材料、金属氟化物等正极材料及碳基负极材料、合金和金属氧化物等负极材料的电化学性能进行了介绍,阐述了有机体系电解质和凝胶电解质在钠离子电池中的应用,并对其存在的问题以及未来发展方向作了探讨.

柔性电池的最新研究进展

柔性电池作为新型柔性电子设备的关键部件,得到越来越多的关注。近年来,柔性锂离子电池取得了实质性的发展,并在卷曲式显示器、触摸屏、可穿戴动力传感器和可植入医疗装置等方面得到应用。本文主要介绍柔性锂离子电池的发展现状,分别从集流体、电极材料和电解质三部分进行阐述,特别介绍拉伸性能的实现途径,根据其不同的结构特点,可以分为波形结构、点阵互联结构、纺织结构、折纸结构和电缆式结构,并提出将柔性材料与新型结构相结合可以促进柔性电池发展。同时,也对其他柔性电池体系,如锂硫电池、燃料电池和太阳能电池等的最新发展进行简单概述。最后,对目前柔性电池的发展过程中存在的问题进行了总结,并对其未来的发展方向与面临的挑战进行展望。

锂离子电池富锂过渡金属氧化物xLi_2MnO_3·(1-x)LiMO_2(M=Ni,Co或Mn)正极材料

作为下一代高比能锂离子电池正极材料的有力竞争者,富锂过渡金属氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni,Co或Mn)相对于传统的锂离子电池正极材料而言,具有比容量高的显著优势(可超过300mAh/g),因此近年来得到了广泛关注。本文对富锂过渡金属氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni,Co或Mn)近几年的研究进展进行了总结,对该类材料的晶体结构特征以及首次充放电机理、不同合成方法的发展以及电化学性能的改善进行了评述,并对这类材料今后的发展方向提出了思考。

锂空气电池研究述评

由于锂空气电池具有很高的理论能量密度因而引起了广泛关注和研究。本文较为全面地论述了各种电解质体系中的锂空气电池的进展,包括:有机体系、水体系、离子液体体系、有机-水双电解质体系和全固态体系的锂空气电池;详细阐述和归纳了它们的工作原理和最新研究现状。对最新提出的锂-空气-超级电容电池的原理和特点进行了较详细的论述。结合氧气在有机电解质中的电化学还原行为指出单一有机电解质锂空气电池存在的问题以及可能的解决办法;同时展示了这类电池中空气电极催化剂的发展现状。结合双电解质锂空气电池、固态电解质锂空气电池、锂-空气-超级电容电池的结构阐述了它们各自的优缺点。本文还展示了一些可望用于单一有机电解质锂空电池、有机-水双电解质体系锂空电池的新型碳材料。最后对锂空气电池的研究发展进行了总结与展望,提出新型电解液、催化剂以及改进锂空气电池构造将会成为今后的发展趋势。

废旧锂离子电池中钴的生物淋滤机制

研究了废旧锂离子电池中钴的生物淋滤行为及机制,氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌组成的混合菌株用于电池的生物淋滤.电极材料的包裹与否对其淋滤行为没有影响.在pH值最低的硫磺淋滤体系中,钴离子的溶出浓度最低;在pH值较低、ORP(氧化还原电位)值强烈变化的硫磺+黄铁矿组合淋滤体系中,钴离子的溶出浓度最高.研究表明,废旧锂离子电池中钴的溶出只涉及间接机制.在硫磺淋滤体系中其溶出机制在于生物产酸的酸溶作用;在硫磺+黄铁矿组合体系中其溶出机制在于生物产酸的酸溶释放和生物氧化产物Fe3+引发的Fe2+之还原释放,生物酸溶和Fe2+还原溶出的化学模拟进一步证实了两机制在钴离子溶出中的作用.用XPS(X射线光电子谱)和EDS(能量色散光谱)分析了生物淋滤电极材料的微观过程和微观特性.

改善锂离子电池正极材料LiNi_(l/3)Co_(l/3)Mn_(l/3)O_2性能的方法

锂离子二次电池新型正极材料的开发是当前研究的热点之一.三元材料作为一种新型的锂离子正极材料,以其比容量高、嵌脱锂电位高和振实密度高等特性,受到研究者的广泛关注.其理论容量为277.8mAh/g,具有α-NaFeO2型层状岩盐结构.本文对该材料结构性能进行了简单概述;重点论述了针对改善其阳离子混排、大电流容量衰减和过渡金属溶出问题的制备和改性方法;讨论分析了各种合成方法的制备工艺及所得材料的电化学性能;总结了目前对该材料重点关注问题的研究现状,最后对层状三元正极材料的发展进行了展望.

锂离子电池硅酸盐正极材料的研究进展

聚阴离子型正硅酸盐材料由于其具有较高的理论容量、高安全性、环境友好和价格低廉等特点,被认为是下一代锂离子电池理想的正极材料之一.本文介绍了这种材料的结构及性能特点,并针对材料存在的电导率低、稳定性差、阳离子易混排等缺陷,从优化合成方法入手,综述了不同合成方法以及烧结温度对材料性能的影响,探讨了碳的包覆及复合、金属元素的掺杂以及特殊的介孔结构对材料物化性能的影响,提出了锂离子电池硅酸盐正极材料未来的研究重点.

石墨烯-Li2MnSiO4复合正极材料的合成与电化学性能研究

采用水热辅助溶胶凝胶法成功合成了石墨烯-Li2MnSiO4锂离子电池复合正极材料.利用XRD,SEM及TEM等手段表征了复合正极材料的组成和形貌,并测试了不同氧化石墨烯复合量正极材料样品(质量分数为2%,4%,6%,8%,10%,及未复合氧化石墨烯)的电化学性能.研究结果表明,石墨烯与Li2MnSiO4材料均匀地复合在一起;添加适量的氧化石墨烯能促使Li2MnSiO4粒子的分布趋向疏松,并形成微孔结构;氧化石墨烯复合量为6%时形成的石墨烯-Li2MnSiO4样品电化学性能最佳,扣除碳含量后,以10 mA/g为电流密度,首周放电比容量为166 mAh/g,循环20周后放电比容量仍保持在101 mAh/g.此外,与石墨烯复合后的Li2MnSiO4材料倍率性能也得到了明显的改善.石墨烯的存在提高了复合材料的导电性,提升了Li2MnSiO4正极材料的可逆嵌脱锂容量.

室温铝二次电池及其关键材料

金属铝是一种很高的能量载体,是开发电池的理想电极材料。由于铝在二次电池中的应用体系主要集中在高温熔盐铝二次电池,其熔盐电解质需要高温,对环境要求苛刻,成本较高难于维护,限制了铝二次电池的发展。近年来,室温离子液体作为二次电池的电解液的研究,使得室温铝二次电池的开发与应用成为可能,人们开始研究基于离子液体电解液的室温有机熔盐二次电池,采用铝或者嵌铝化合物作为电极材料,离子液体作为电解液,与传统的二次电池相比具有很多优点。本文介绍了近年来室温铝二次电池相关的研究和应用新进展,包括金属铝负极的优化和铝枝晶的抑制,可嵌脱铝负极材料的设计,可用于铝二次电池的过渡金属氧化物和导电聚合物正极材料及其性能,以及电解液的要求和离子液体作电解液的优势,并指出了可能存在的问题以及相应的解决办法。