锂离子电池硅基负极材料粘结剂的研究进展

综述了硅基负极材料粘结剂的研究进展。重点论述了羧甲基纤维素钠(CMC)、聚丙烯酸(PAA)、海藻酸钠和导电聚合物等粘结剂在硅基负极材料中的应用。比较了不同类型粘结剂的优缺点,展望了硅基负极材料粘结剂的发展方向。     

锂离子电池硅基负极粘结剂研究进展

由于硅在地壳中含量丰富且具有较高的理论比容量,成为近年来新一代高能量密度锂离子电池负极材料的研究热点。然而,硅在循环过程中会产生巨大的体积变化,会导致电极粉化脱落,容量快速衰减,限制了硅在锂离子电池中良好性能的发挥。虽然改性的硅基材料可以有效地缓解体积变化所产生的机械应变,但硅固有的体积变化效应是始终存在的,一种合适的粘结剂对于保持电极结构的完整性起到至关重要的作用。本文主要综述了近年来硅基负极粘结剂的研究进展,总结了合成类聚合物粘结剂、生物质聚合物粘结剂和导电聚合物粘结剂在硅基负极中的应用和性能特点,为今后在粘结剂的选择和设计上提供了重要的研究思路。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

锂离子二次电池是迄今发展最为迅速的化学电源之一,并以其特有的优点如循环性能好、自放电小及库仑效率高等成为人们研究的热点,提高锂离子电池电化学性能的关键是选取性能良好的正负极材料。硅基材料作为锂离子电池负极材料具有极高的比容量,但硅负极在充放电过程时体积变化巨大和电导率低限制了其应用。目前,改善硅材料性能的方法主要有:材料纳米化、结构特殊化以及复合化。对锂离子电池硅基负极材料改性方法的最新研究进展进行了综述,并展望了硅基负极材料的应用前景。     

锂离子电池硅基负极材料改性研究进展

锂离子电池硅基负极材料由于理论容量较高(4200 mAh/g),成为最具吸引力的新一代负极材料.然而,硅在充放电过程中体积变化较大,引起电池容量的快速衰减,从而导致电池的循环性能变差.为解决此问题,表面处理、多相掺杂、形成硅化物等方法被用来改善硅基负极材料的电化学性能.综述了以上方法对硅基负极材料改性研究的最新进展,并对各种改性方法进行了简单的评述.     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

硅基负极材料由于具有理论比容量高等优点,有望成为替代商业化石墨或碳负极的材料.然而,在充放电循环过程中,容量迅速衰减阻碍了硅负极在商业上的使用.主要介绍了近年来硅基负极材料(硅单质、硅氧化物、硅复合物以及采用不同的粘结剂)的研究进展,阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景.     

锂离子电池硅基负极材料的研究进展

电动汽车和先进电子设备对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求.硅的理论比容量能够达到4 200 mAh/g,被认为是一种很有前景的锂离子电池负极材料.但是,硅在充放电过程中巨大的体积变化(＞300％)导致容量迅速衰减.近年来,研究者们采用不同方法改善了其循环性能,主要有:制备硅基复合材料;制备特殊形貌的硅基材料;选用更加合适的粘结剂、电解液、集流体和控制电压窗口.对这些方法进行了概述,并展望了硅作为高能量密度锂离子电池负极材料的应用前景.     

锂离子电池硅基负极材料的研究进展

硅基材料作为锂离子负极材料具有很高的比容量,成为锂离子电池负极材料的研究重点。然而硅在充放电过程中体积变化较大,引起电池容量的快速衰减,从而导致电池循环性能变差。不同方式复合的硅基复合材料被大量地开发出来,以提高纯硅的循环性能,从硅/金属复合材料、硅/碳复合材料、硅薄膜材料及纳米结构的硅材料四个方面对硅基负极材料的制备方法、电化学性能及其研究现状进行综述,分析硅材料作为锂离子电池负极材料存在的问题,讨论硅材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。     

锂离子电池纳米级硅负极的研究进展

硅基材料是新一代高容量锂离子电池负极材料的典型代表,近年来已成为理论和应用研究的热点。纳米硅基负极材料因具有独特的表面效应和尺寸效应等优点,可大大改善硅作为负极时所存在的循环性能,有望解决限制硅负极成为替代商业化石墨负极的瓶颈问题。介绍了近年来纳米级硅负极作为锂离子电池负极材料的最新研究进展,包括纳米硅颗粒、硅纳米线、硅纳米管及纳米硅薄膜,分析了纳米硅作为锂离子电池负极材料存在的问题,总结了纳米级硅作为锂离子电池负极较为可行的研究方法,展望了纳米硅作为高能量密度锂离子电池负极材料的研究前景。     

锂离子电池硅基负极材料的研发进展

聚焦几类锂离子电池硅基负极材料的研发进展,主要是硅/石墨、硅/碳纳米管、硅/碳纳米线、硅/石墨烯、三维多孔硅复合材料的储锂性能及机理;探讨锂离子电池硅基负极材料目前存在的首效低和安全性不足等问题及掺杂和材料复合等解决途径;展望发展高性能、低成本新型硅基负极材料的研发方向.     

锂离子电池用硅基材料的研究进展

锂离子电池硅基负极材料以其较高的理论比容量(4 200 mAh/g),成为最具吸引力的新一代负极材料。但硅基负极材料较差的循环性能和较大的首次不可逆容量损失导致其商业化应用受到限制。研究者采取了各种方法来克服硅基材料在嵌脱锂过程中较大的体积变化对电极结构的破坏,从而获得了较好的容量保持率和循环性能,其中包括纳米化、复合化和薄膜化等材料体系的改性,选择不同的粘接剂、导电剂等电极制备方法的改进,以及选择不同电解液和控制电压窗口等电池实际应用方面的措施。主要介绍了近年来硅基负极改性方法方面的研究进展,探讨了硅基材料应用中的问题及可能的解决方法。     

影响锂离子蓄电池循环寿命的因素

章概述了影响锂离子蓄电池循环寿命的诸因素,认为影响循环寿命的主要因素是正负极活性材料的结构性质、电极粘合剂粘结强度、有机电解液及正负极的容量配比以及充放电制度等;并针对以上列出的影响因素提出了提高循环寿命的一些有效措施。     

过渡金属氧化物在锂离子电池中的应用

发展高性能负极材料对于推进锂离子电池进一步应用至关重要。介绍了新型过渡金属氧化物锂离子电池负极材料的主要特点及近期研究进展,综述了碳包裹过渡金属氧化物的合成制备方法及性能,并对该类负极材料的发展进行了展望。     

锂离子蓄电池锡基负极材料的研究

综述了锂离子蓄电池锡基负极材料的研究。锡基负极材料主要有锡的氧化物、复合氧化物、盐。锡的氧化物有氧化亚锡、氧化锡及其混合物。复合氧化物为无定形结构,通过在锡的氧化物中加入一些金属或非金属氧化物,然后热处理而成。锡盐有ＳｎＳＯ４。上述锡基负极材料的可逆储锂容量均达５００ｍＡｈ／ｇ以上。锂在锡基负极材料中的储存机理主要有两种：合金型和离子型。前者是锂先将金属锡还原出来,然后与其形成合金;后者则没有锡的还原,锂在其中是以离子形式存在。锡的合金可能是更有前景的负极材料。     

改善锂离子电池的低温充电性能

通过优选电池材料,提高锂离子电池的低温充电性能。与常规材料相比,采用二次颗粒石墨(一次、二次粒子的D_(50)分别为9~10μm和15~17μm)、水溶性粘合剂LA132和添加乙酸丙酯(PA)的低温型电解液,可提高电池的低温充电性能。负极采用95.5%二次颗粒石墨、1.0%导电剂和3.5%水溶性粘合剂LA132,电解液含有低温溶剂时,可达到最优效果。在-5℃、-10℃、-15℃和-20℃低温条件下,电池以0.15 C电流进行恒流充电,Li~+不可逆损耗比例分别为0.01%、0.03%、1.01%和1.35%,负极片表面均未出现析锂现象。     

中间相沥青炭微球的嵌锂模型

碳材料用作锂离子蓄电池的负极材料导致了可充锂电池的飞速发展 ,但碳材料的结构、性能及其贮锂性能的影响至今仍然是有争议的课题。锂离子蓄电池应用领域的迅速扩大对负极材料的嵌锂性能提出更高要求 ,理论上也相应地提出了一些解释高嵌锂容量的新机理。在介绍中间相沥青炭微球 (MCMB)结构的基础上 ,综述近年来MCMB在嵌锂模型方面的一些主要进展 ,并简要指出其发展方向     

荷电状态对锂离子电池电化学性能的影响研究

以LiNi0.6Co0.2Mn0.2O为主要正极材料制备锂离子电池,通过循环伏安法、电化学阻抗谱和恒电流间歇滴定技术研究了过充状态、过放状态和正常使用条件下锂离子电池电化学参数变化规律。结果表明,锂离子电池在过充、过放时,固体电解质界面(SEI)膜遭到破坏,电荷转移和离子扩散难度增加,电池整体电阻增大,安全性降低;然而,以恒电流间歇滴定方式将电池过充到4.5 V时,电池正、负极材料结构的改变具有可逆性,电池可以恢复到正常状态;将电池过放至2.5 V后,正极或负极材料的结构遭到严重破坏,该破坏过程不可逆。该项研究结果对于明确荷电状态对电池整体性能的影响、开发新型电池检测技术并进行电池安全设计具有重要意义。     

锂离子蓄电池高容量硅基负极材料研究进展

硅基材料是新一代高容量锂离子蓄电池负极材料的典型代表,近年来已成为理论研究和应用研究的热点之一。综述了单质硅、硅-金属合金以及硅-碳复合材料作锂离子蓄电池负极材料最新研究成果,并对其今后研究和应用前景作了展望。纳米级硅薄膜具有大于3500mAh/g的超高可逆容量,有望用于微型锂离子蓄电池;硅-金属合金材料的研究正在由单相搀杂向多相搀杂的方向转移;而硅-碳复合材料能有效抑制硅的体积变化,在发挥高放电容量的同时能保持良好的循环特性,很有可能成为规模化生产的新一代负极材料。     

纳米硅材料在锂离子电池方面的应用研究

硅的理论比容量高达4 200 mAh/g,并且来源广泛、价格低廉,是高容量锂离子电池理想的负极材料之一。从硅材料形貌的角度对硅纳米颗粒、硅纳米管、硅纳米线等材料的研究进行了综述,重点对一维纳米硅材料进行了介绍,并展望了纳米硅材料在锂离子电池中的应用前景。     

薄膜锂电池SnOx阳极材料研究进展

锡基氧化物(SnOx)作为全固态薄膜锂离子电池的阳极材料具有熔点高、比容量大、性能稳定、安全性好、易于制备等优点受到人们的重视。介绍了SnOx阳极薄膜的特点,分析了SnOx的贮锂机理,重点评述了不同方法制备SnOx薄膜的结构和电化学性能,旨在进一步优化高性能锂离子电池阳极薄膜的制备过程,为全固态薄膜锂离子电池性能改善提供借鉴和启发。     

金属有机框架材料用于锂电池负极的研究进展

金属有机框架材料(MOFs)因高孔隙率、结构可控和氧化还原活性可调等特点被广泛应用于锂离子电池负极的研究。分析了近几年来MOF基材料在锂电池负极的研究进展;指出MOF基材料固有的多孔结构有利于锂离子迁移,金属中心和有机配体可以作为氧化还原物质使用,具有孔隙可逆储锂和可逆化学反应储锂两种不同的储锂机制;讨论了近几年来MOF基衍生物、复合物在锂电池负极的应用;展望了MOFs在锂电池负极的发展前景。