18650型锂离子电池的安全性能研究

用质量比为5∶5和7∶3的锰酸锂和包覆镍酸锂混合的复合材料作为正极,球形石墨作为负极,制成18650型锂离子电池并进行了安全性测试。结果表明:在热箱实验中,复合材料组装的电池可以耐145~150℃的高温,且在3C、10 V和5C1、0 V过充电条件下安全可靠。随着复合材料中锰酸锂比例的增加,电池的安全性提高。在电池内装置正温度系数端子(PTC),可提高电池的耐过充性和短路安全性。     

尖晶石LiMn2O4表面改性研究进展

价格适中、贮量丰富且对环境污染少的LiMn2O4作为未来锂离子电池正极材料的基材,一直是人们研究的热点。但高温下与循环中容量衰减的问题,是制约它商品化的最重要因素。详细阐述了近年来有关尖晶石LiMn2O4容量衰减的机理;介绍了国内外在LiMn2O4正极材料表面修饰改性方面采用的各种方法以及取得的成果。     

不同锂锰比尖晶石型LiMn2O4的结构与电化学性能的分析

分析了系列不同锂锰比对尖晶石型LiMn2O4性能的的影响。并对样品进行TG-DTA(热重/差热分析仪)、XRD(X射线衍射光谱)、SEM(扫描电镜)与电性能测试。研究结果表明:Li∶2Mn为1.00～1.50时,都可以得到尖晶石结构的LiMn2O4;当Li∶2Mn比值为1时,LiMn2O4的晶粒单体形态表现为规则的八面体状;随Li∶2Mn比值增大,LiMn2O4晶胞轴长有变小趋势,电化学稳定性有一定增强,比容量和电循环性能均有所改善,Li∶2Mn比值约为1.04～1.05时,其电化学性能表现较好;随着锂锰比的增加,杂相也相应增加,LiMn2O4由规则粒状渐变为团块状。由于杂质相含量的增加及LiMn2O4晶格变形增强,当Li∶2Mn比大于1.2时,电化学性能也明显变差。     

稻壳基多孔硬碳的制备及其储钠性能

用稻壳做原料，不同浓度的氢氧化钾溶液做活化剂，采用水热法制备钠离子电池硬碳负极材料.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测试系统（BET）和电池性能测试系统，对其结构、形貌和电化学性能进行表征.研究结果表明，用2 mol/L浓度的氢氧化钾做活化剂制备的多孔碳材料（RHPC-1-2）具有37.633 6 m2/g的高比面积且存在大量的微孔和中孔. RHPC-1-2材料具有高的可逆比容量为285 mAh/g和初始库仑效率为72%. RHPC-1-2材料表现出优异的循环性能，在100 mA/g电流密度下，首次循环放电比容量为204 mAh/g，循环100次后容量仍有200 mAh/g，容量几乎没有衰减. RHPC-1-2材料也表现出优异的倍率性能，在25 mA/g、50 mA/g、100 mA/g、200 mA/g和500 mA/g电流密度下放电比容量分别是265 mAh/g、247 mAh/g、213 mAh/g、170 mAh/g和112 mAh/g，当电流密度又是25 mA/g时，RHPC-1-2材料的放电比容量几乎没有下降.      

锂离子电池Li_(1.1)Ni_(0.35)Mn_(0.55)O_2正极材料的低温放电效率研究

通过共沉淀结合高温固相法合成Li1.1Ni0.35Mn0.55O2正极材料,在材料组分不变的情况下,通过改善合成条件,研究材料自身低温放电效率的变化,在此基础上,对其进行掺杂Co改性。采用X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)表征Li1.1Ni0.35Mn0.55O2正极材料的微观结构和颗粒形貌。通过电化学性能测试表征材料的低温放电效率。结果表明:在烧结温度900℃,保温时间12 h下的材料阳离子排列有序度最好,低温放电效率为52.67%;同时离子掺杂有利于低温性能的改善,掺杂少量Co有利于提高低温放电效率(64.56%)。     

富锂正极材料Li1+x[Ni0.36Mn0.64]1-xO2的制备及电化学性能研究

采用氢氧化物共沉淀-高温固相焙烧法合成了富锂正极材料Li1+x[Ni0.36Mn0.64]1-xO2(x=0.12,0.15,0.18,0.2)。采用XRD表征其结构,SEM表征其形貌,恒电流充放电和循环伏安测试其电化学性能。其中,XRD结果表明各样品都具有α-NaFeO2型层状结构。结果表明:室温下以30mA/g的电流密度,在4.6~2.75V的电压范围内充放电,x=0.15的首次放电比容量为237.9mAh/g,经50次循环后容量保持率为98%。研究发现,层状富锂镍锰正极材料中的Li2MnO3组分在充放电过程中会逐渐向尖晶石相转变,这是容量衰减的主要原因。     

钠离子电池铁基正极材料的研究进展

随着锂电池在新能源汽车和大型定置装备上的应用,稀有金属锂(Li)供应短缺问题日益凸显。因而发展钠离子可充电池尤其是室温钠离子电池受到了全球范围内的重视。相比于其他正极材料,铁基正极材料具有电位高,储量丰富等优势。综述了当前国内外各类钠离子铁基正极材料最新研究进展,介绍了其结构特征和电化学性能,总结了各类型铁基正极材料应用于钠离子电池的优缺点。最后提出新型的高电压聚硫酸根离子铁基正极材料具有诱人的应用前景。     

混合尾矿微晶玻璃的研究

以铜尾矿和钽铌尾矿为主要原料制备了性能优良的微晶玻璃，并研究了钽铌尾矿用量、晶核剂、CaO用量对核化和晶化过程的影响。     

全固态锂离子电池正极与石榴石型固体电解质界面的研究进展

全固态锂离子电池具有高安全性、高能量密度、宽使用温度范围以及长使用寿命等优势, 在动力电池汽车和大规模储能电网领域具有广阔的应用前景。作为全固态电池的重要组成部分, 无机固体电解质尤其是石榴石型固态电解质在室温下锂离子电导率可达10 ^-3 S·cm ^-1, 且对金属锂相对稳定, 在全固态电池的应用中具有明显的优势。然而正极与石榴石型固体电解质间接触性能以及界面的稳定性差, 使得电池表现出高的界面阻抗、低的库伦效率和差的循环性能。本文以全固态锂离子电池正极与石榴石型固体电解质界面为研究对象, 分析了正极/固体电解质的界面特性以及界面研究中存在的问题, 综述了正极复合、界面处理工艺、界面层引入等界面调控和改性的方法, 阐述了优化正极与石榴石型固体电解质界面结构, 改善界面润湿性的解决思路, 提出了未来全固态锂离子电池发展中有待进一步改进的关键问题, 为探索全固态锂离子电池的实际应用提供了借鉴。     

三维孔道结构硅/碳负极材料的制备及其电化学性能研究

本文采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,再通过高温热还原的方式制备硅/石墨烯复合材料。以海藻酸钠(SA)为基体框架,采用原位冷冻干燥法制备出三维多孔硅/石墨烯复合材料。经恒流充放电测试发现建立孔道结构的硅/石墨烯首次可逆容量为1327.3mAh/g,50次循环后为995.6mAh/g,循环效率为75%,均高于同样配比的开孔硅/石墨(67.9%),硅/石墨烯(47.0%)和硅/石墨(24%)。