储能锂离子电池关键材料研究进展

在现有商品化事次电池中,锂离子电池的比能量最高、循环性能最好,而且因其电极材料选择的多样性,作为储能电池具有广阔的应用前景。锂离子电池収展面临一些问题:比能量、比功率和循环寽命有待提升,安全性还没有可靠保证,制造成本过高,等等。针对这些问题,人们仍电池材料选择、电池结构设计、电池制备装配与工艺、电池管理系统等方面探索解决方案。本文结合作者所在研究团队开展的工作,介绍锂离子电池关键材料(正极、负极和电解质)的研究迚展。

锂电池单质硫/碳复合正极材料的研究进展

综述了锂电池单质硫/碳复合正极材料的研究进展,主要涉及复合材料的制备方法和电化学性能等内容。在此基础上,指出了单质硫/碳复合正极材料现阶段研究工作中存在的问题,并展望了锂电池未来的研究方向。

锂离子电池二元硫化物电极材料的研究进展

综述二元硫化物的制备方法、性能及可能改进措施,重点介绍了硫化钛、硫化钒、硫化铌、硫化钼、硫化铁、硫化镍、硫化钨、硫化锡和硫化锆等9种最常见用于锂离子电池的二元硫化物电极材料。对二元硫化物电极的发展方向进行展望。

Na，As 共掺杂锂离子电池正极材料 LiFePO4的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性计算方法,研究了LiFePO4中Li、P位替位掺杂Na、As时的电子结构.计算表明:少量掺杂并未整体改变LiFePO4电子结构,但可以调整体系中占主导地位的P—O键、Fe—O键之间的相互作用,从而改善材料的特性;共掺杂体系的带隙宽度减小、嵌锂电位略微下降,掺入的Na、As未阻塞锂离子的一维通道.

密度泛函理论方法研究锂离子电池电解液体系分子-离子结构

采用密度泛函理论方法,研究锂离子电池碳酸丙烯酯(PC)基电解液体系中锂盐离子与溶剂分子静电相互作用形成的可能结构.计算结果表明,电解液中溶剂分子-离子的结构取决于体系的溶剂分子数.在PC基电解液,Li+最多只能与4个PC溶剂分子相结合,锂盐阴离子与带正电的PC分子烷基基团相结合,而不以自由离子形式存在.本文的计算结果能很好地解释文献报道的实验结果.

明胶辅助高温固相法合成LiNi05Mn15O4高电压正极材料

以醋酸盐为原料,分别在4个不同煅烧温度条件下,采用明胶辅助-高温固相法制备获得尖晶石型Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料,通过XRD、SEM、FT-IR和充放电循环考察了这4种产物的组成结构、颗粒形貌和电化学性能.结果表明:随着煅烧温度升高,材料的结晶度相应提高,初始放电比容量逐渐增大,样品的最大初始放电比容量为137 m Ah/g.经600℃退火处理的材料的粒径尺寸增大,空间群结构转变为Fd3m相和P4332相同时并存,循环稳定性和小倍率放电能力也随之得到改善,而900℃煅烧的材料则在高倍率下表现出较优的容量保持率.

锂离子电池用聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质是解决商业化锂离子电池安全性问题的一条有效途径。聚合物聚丙烯腈(PAN)耐热性高且电化学稳定性好,是一种有发展潜力的凝胶聚合物电解质骨架组分。本文首先指出了PAN为基体的凝胶聚合物电解质主要存在的问题;接着综述了几种当前存在的基于PAN基的凝胶聚合物改性的制备方法,包括聚合物基质改性法、无机纳米粒子复合改性法、离子液体改性法和制膜工艺改性法等,并对PAN基凝胶聚合物电解质的可持续性发展进行了展望。

WO_3对碳载EMD催化氧还原活性的影响

研究了助催化剂三氧化钨(WO3)对电解二氧化锰(EMD)催化性能的影响。通过球磨制备5种WO3含量的EMD复合催化剂,进行XRD、SEM和电化学性能测试。WO3影响了EMD的孔隙率,添加适量的WO3可改善EMD的催化性能。添加WO3催化剂的氧还原电位较未添加WO3催化剂提前0.02 V。当电压为-0.15 V时,EMD、(MnO2)33(WO3)0.7、(MnO2)33(WO3)1、(MnO2)33(WO3)1.3及(MnO2)33(WO3)1.5的氧还原电流分别为:-0.21 mA、-0.35 mA、-0.85 mA、-0.53 mA和-0.08 mA,表明随着WO3添加量的增加,EMD的催化性能先提高,后下降。EMD、(MnO2)33(WO3)0.7、(MnO2)33(WO3)1、(MnO2)33(WO3)1.3及(MnO2)33(WO3)1.5制备的电池,放电平台分别为1.05 V、1.08 V、1.21 V、1.14 V和0.98 V;催化活性顺序为:(MnO2)33(WO3)1>(MnO2)33(WO3)1.3>(MnO2)33(WO3)0.7>EMD>(MnO2)33(WO3)1.5。

锂离子电池过温保护系统的设计及应用

从完善和优化过温保护系统功能出发,引入过低温电池断电保护机制,设计出一种锂离子电池组过温保护系统,对系统组成及操作原理进行总结,并对锂离子电池组进行过温保护实验,验证了该系统的有效性和可靠性。

高压锂离子电池电解液的研究进展

电极/电解液界面不稳定是高压锂离子电池发展的主要瓶颈.提高界面稳定性是高压锂离子电池得以应用的前提.本文综述了碳酸酯基电解液氧化分解反应机理、新型耐高压溶剂体系和新型成膜添加剂实验与理论的研究进展.