四氧化三钴@石墨烯纳米带材料储锂性能研究

针对Co3O4导电性差、离子迁移率低和体积膨胀过大的缺点,本研究利用GNRs比表面积大、纵宽比高和含氧基团多的特点,通过与GNRs复合的方式制备纳米级复合材料对Co3O4进行了改性,采用了一步沉淀法制备纳米级复合材料Co3O4@GNRs提高电化学性能。将钴源用氨水进行沉淀一步得制备复合材料Co3O4@GNRs。针对复合材料并采用SEM、XRD、TEM、Raman、XPS对其微观形貌和晶体结构进行表征。结果表明：纳米复合材料中Co3O4颗粒大小约为5-8 nm,附着在GNRs的边缘及表面;所得Co3O4@GNRs材料碳含量约为10.41%,电化学性能较好。组装成锂离子半电池得到电化学性能,循环95圈容量保持787.1mAh·g-1,当电流密度为8000 mA·g-1时,放电容量可达到151.1mAh·g-1。电化学性能的提高主要归因于复合材料Co3O4@GNRs独特的纳米结构。在转化型反应中,Co3O4在充放电过程中通常形成金属单质,引起材料体积膨胀问题,本研究利用GNRs比表面积大、纵宽比高、含氧基团多能够负载更多Co3O4颗粒,提高材料的导电率和离子迁移率,缓和体积膨胀效应,从而增加材料传输能力,有利于提高负极材料的储能性能。     

MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于石墨烯复合负极材料的制备及性能研究

采用原位生长法设计并合成了MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于石墨烯的复合材料(Si/C@G),并应用于锂离子电池负极材料,该材料结构有效缓解硅基负极材料充放电过程的体积变化,促进了稳定的固态电解质中间相层的形成,提高了电极材料的电导率。Si/C@G负极材料在电流密度500 mA/g时经100次循环可逆比容量仍有1081.2 mAh/g;在电流密度5.0 A/g时其可逆容量达到949.6 mAh/g。Si/C@G负极在1.0 A/g的恒电流密度下循环500次后可逆比容量可保持在677.2 mAh/g左右,库仑效率可达99.84%,表现出良好的循环稳定性。     

废旧三元锂离子电池正极材料回收技术研究进展

三元锂离子电池因其性能优越,在国内外便携式电子设备和新能源汽车中得到广泛应用.随着对锂离子电池需求量的不断增大,大量的锂离子电池将迎来"退役"高峰期.为实现有价金属资源的循环利用,降低固体废物处理对环境的影响,废旧锂离子电池的回收利用受到了广泛的关注.通过对三元锂离子电池进行资源化回收利用,可以获得有价金属或直接制备电池材料.为了提高物料的有效回收率,通常采用预处理的方法来分离集流体和正极活性材料,实现物料的有效分离及进一步的后处理.然后,采用冶金处理的方法从正极活性材料中提取金属和分离杂质,其包括高温冶金和湿法冶金处理工艺.最后,结合材料合成的方法进一步制备得到电池材料或化合物.在现阶段的研究中,高温冶金过程面临着物料损耗大、能耗高、环境不友好等问题;湿法冶金过程存在酸耗大、除杂效率低、工艺流程长等问题.正极材料的再生过程、回收成本以及再合成材料的性能是限制其应用的重要因素.本文主要介绍了废旧三元锂离子电池回收过程及方法,包括预处理、高温冶金、湿法冶金、正极材料再生等,分析比较了其存在的主要问题,为废旧三元锂离子电池的资源化技术发展提供参考.最后,提出了废旧三元锂离子电池正极材料的回收应向绿色环保、短流程和低能耗的方向发展.