离子液体PP13TFSI在锂离子电池中的应用

用离子液体N-甲基-N-丙基哌啶二(三氟甲基磺酰)亚胺(PP13TFSI)和有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC),制备了1 mol/L LiPF6/PP13TFSI+ EC+ DMC混合电解液.热重分析(TG)结果表明:PP13TFSI的添加减少了有机溶剂的挥发,PP13TFSI体积含量越高,相同温度下混合电解液的质量损失率越低.当PP13TFSI的含量不低于40％时,混合电解液不燃烧.以0.05 C在2.5～4.2 V循环,使用1 mol/L LiPF6/20％PP13TFSI+ 80％[EC+ DMC(体积比1:1)]混合电解液的Li/LiNi0.7 Co0.15Mn0.15 O2电池,首次放电比容量为183.8 mAh/g,高于使用纯有机溶剂电解液的电池.     

锂离子电池电解液LiTFSI/EMI-TFSI的性能

以溴化1-乙基-3-甲基咪唑(EMI mBr)和二(三氟甲基磺酰)锂(Li TFSI)为原料,制备了离子液体二(三氟甲基磺酰)1-乙基-3-甲基咪唑(EMI-TFSI),并将1 mol/L Li TFSI/EMI-TFSI用作锂离子电池电解液。当n(EMI mBr)∶n(Li TFSI)=9.95∶10.00、搅拌时间为12 h时,EMI-TFSI的产率可达86.4%。Li4Ti5O12与1 mol/L Li TFSI/EMI-TFSI的兼容性优于LiCoO,而石墨只有在添加5%碳酸亚乙烯酯(VC)时,才能获得较好的循环性能。     

混合锂盐LiTFSI-LiODFB基电解液的高温性能

研究双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)混合锂盐电解液用于磷酸铁锂(LiFePO_4)锂离子电池时的高温60℃性能,用SEM和X射线光电子能谱(XPS)研究高温60℃下LiTFSI基电解液对铝箔的腐蚀及LiODFB的防腐蚀机理。在高温60℃下,LiODFB的加入能减少LiTFSI基电解液对铝箔的腐蚀;当LiTFSI与LiODFB物质的量比为4∶6时,混盐基电解液电池以1 C在2.5~4.2 V充放电,第80次循环的放电容量保持率为99.7%,优于商业化六氟磷酸锂(LiPF_6)基电解液电池的58.6%。     

锂离子电池用离子液体电解质的研究

合成了1-甲基-3-乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺(EMI-TFSI)和1-丁基-3-乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺(BMI-TFSI)两种离子液体,并分别研究了它们的各种电化学性质。结果表明,两种离子液体的电化学窗口分别为4.8V和4.6V,离子液体电解质的室温电导率分别为5.4mS/cm和1.6mS/cm。使用LiCoO2和LiFePO4作为锂离子电池正极材料,分别以EMI-TFSI+1.0mol/LLiTFSI、BMI-TFSI+1.0mol/LLiTFSI为电解质组装半电池,测试其循环性能,结果表明:LiCoO2与两种离子液体电解质的相容性较差,而采用LiFePO4正极,以EMI-TFSI+1.0mol/LLiTFSI为电解质组装的半电池具有较高的比容量,经过20次循环(0.1C)几乎无衰减,比容量仍保持在120mAh/g以上,表现出较好的循环能力。     

聚合物电解质P(VDF-HFP)/PVP的制备和性能研究

以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)与聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P(VDF-HFP)]的混合物为基质,用相转移法制备了聚合物电解质P(VDF-HFP)/PVP。采用扫描电子显微镜、交流阻抗和线性扫描伏安方法对聚合物电解质进行了表征,并对组装的Li-CoO2/Li聚合物锂离子电池进行了性能检测。结果表明:这种聚合物电解质具有丰富的微孔,吸液率可达到530%,电化学稳定窗口为5.50 V,室温下的离子电导率为5.85×10-3S/cm;聚合物锂离子电池0.1C充放电时,首次放电容量为136mAh/g,放电平台约为3.88 V;30次循环后,放电容量仍保持在139 mAh/g。循环过程中,充放电效率为98.9%,1C放电容量为0.1C放电容量的94%。     

六甲基二硅氮烷对LiMn_2O_4电极性能的影响

研究了六甲基二硅氮烷(HMDS)对电解液稳定性和锂离子电池循环性能的影响.加入0.1%的HMDS不会影响电池的首次放电容量,能抑制电解液中LiPF6的水解;常温下以1 C在3.0～4.2 V循环100次后,电池的容量保持率为92.4%.     

2-甲基噻吩对锂硫电池电化学性能的影响

通过充放电测试考察了电解液添加剂2-甲基噻吩的含量对锂硫电池电化学性能的影响。结果表明,添加2%(质量分数)的2-甲基噻吩能有效改善锂硫电池的循环性能和库仑效率,在电流密度为200 m A/g下,前50次的电池放电容量保持率由42.8%提高到49.6%,前50次的平均库仑效率由60%提高到75%。     

FEC对不同混盐电解液体系的影响

少量添加剂的使用，可以改善锂离子电池的低温性能。采用不同锂盐[四氟硼酸锂(LiBF₄)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)]及添加剂[氟代碳酸乙烯酯(FEC)],与溶剂EC+PC+EMC+EA(体积比1∶1∶1∶2)构建电解液体系，对LiCoO₂/Li半电池进行测试，考察电池的首次充放电、倍率及循环性能，循环伏安(CV)曲线、电化学阻抗谱(EIS)、SEM和X射线光电子能谱(XPS)等。FEC最佳加入量为3%(质量分数)。在-20℃下，0.5 mol/L LiBF₄+0.5 mol/L LiODFB/PC+EC+EMC+EA+3%FEC体系组装的电池，以0.1 C在2.7～4.2 V循环50次后，放电比容量为113.5 mAh/g,容量保持率为96.34%,高于未添加FEC电解液组装的电池。添加一定量FEC,有利于提高该电解液体系电池的放电比容量及低温下的循环稳定性。     

γ-丁内酯基电解液中Li2CO3添加剂的电化学行为

研究了固体添加剂Li2CO3用于锂离子电池"-丁内酯基(GBL)电解液时的电化学行为。发现Li2CO3提高了石墨电极的首次放电容量和循环性能。采用1mol/LLiPF6/(EC DMC GBL)(体积比为4∶4∶3) 0.05mol/LLi2CO3电解液的软包装锂离子电池,首次放电比容量为142.6mAh/g、1C循环200次后的比容量保持率为88.6%。以交流阻抗法和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)方法分析了Li2CO3对SEI膜的影响,结果表明,Li2CO3添加剂促进了SEI膜的形成,降低了SEI膜的阻抗,减少了GBL基电解液的分解,增大了SEI膜中Li2CO3的含量。     

EC基电解液添加剂对锂离子电池性能的影响

以碳包覆Si合金粉末与人造石墨混合作为负极材料,制备CR2032型扣式电池,探讨氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)和氯代碳酸乙烯酯(CEC)等3种电解液添加剂对Si-C负极材料半电池性能的影响。适当的添加剂会先于碳酸酯类溶剂在负极材料表面形成薄而稳定的固体电解质相界面(SEI)膜,抑制碳酸酯类溶剂在充放电过程中的分解,使Si合金粉末的碳包覆壳保持稳定,同时解决Si-C负极材料的体积膨胀问题。当FEC、VC和CEC的添加量(体积分数)分别为3%、1%和3%时,电池的放电比容量、首次库仑效率和循环稳定性均得到改善。以100 mA/g电流在0.01～3.00 V充放电,Si-C负极材料的首次放电比容量达452.60 mAh/g,首次库仑效率达91.90%;第循环150次的容量保持率为86.50%。     

氧化锌在镍氢动力电池中的应用

以氧化锌(ZnO)为添加剂,制备了加锌MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)贮氢合金电极。添加0.5%的ZnO制作的电池,初始开路电压为1.20 V;在1.0~1.6 V循环,0.2 C首次放电比容量达到291.7 mAh/g,第100次循环的容量保持率为95.88%,相比于空白MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)电极,分别提高了0.39 V、31.6 mAh/g和5.70%。用该电极制作的200 Ah镍氢动力电池,搁置电压大于1.20 V,在0.8~1.6 V循环,0.2 C首次放电容量达到200 Ah,而未加锌的合金电极制作的电池,第3次循环才达到额定容量。ZnO的加入不影响电池标准循环寿命、荷电保持和容量恢复能力。     

扣式锂离子蓄电池的制备及性能

结合对电池极群组结构和电解液组成的研究,制备出了4种扣式锂离子蓄电池。在电池组装过程中,电池极群组采用叠片组装结构,提升了电池的放电容量并改善了电池的放电性能。使用加有1%(体积百分比)碳酸亚乙烯酯(VC)或1%(质量百分比)N,N-二甲基-二硫代甲酰胺丙磺酸钠(DPS)的电解液,可使电池封口化成时的厚度减少30%以上,有效地解决了电池厚度超标问题。加入VC同时也可提高电池的容量和循环寿命。此外,在电液中添加5%(质量百分比)的联苯或2%(体积百分比)的三乙胺后,可改善电池的过充性能。以所制备的扣式2016锂离子蓄电池为例,经过上述改进,电池的放电容量达到30mAh,0.5C充放电循环500次后容量为初始容量的80%。     

水性粘结剂LA135在锂离子电池中的应用

以水性粘结剂LA135为正极粘结剂、LiFePO4为活性物质,测试不同粘结剂含量的锂离子电池的性能.当粘结剂的含量为6％时,在2.75～4.20 V充放电,0.20 C首次、第10次循环的放电比容量分别为140.6 mAh/g和140.3 mAh/g,容量保持率为99.8％;1.00 C首次、第10次循环的放电比容量分别为103.3 mAh/g和99.1 mAh/g,容量保持率为95.9％.     

以超导炭黑为还原剂制备磷酸钒锂

以超导炭黑为还原剂,经湿法球磨、高温碳热烧结合成锂离子电池正极材料Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>,并进行XRD分析、元素分析和充放电测试.所得材料为单斜结构,晶粗表面光滑,导电炭颗粒均匀附着在上面,提高了导电性.组装的CR2025型电池以0.1 C在3.0-4.3 V循环,材料的首次充电比容量为126....     

浇铸法制备的PEO基偏铝酸锂复合固态电解质

通过浇铸法制备含快离子导体金属盐LiAlO2(LAO)的聚氧化乙烯(PEO)基复合固态电解质,对LAO不同质量分数的复合固态电解质进行电化学性能测试。复合固态电解质的电化学窗口拓宽,离子电导率提高到8.39×10^-5 S/cm。以复合物固态电解质组装Li/LiFePO4全固态电池,当LAO质量分数为4%,在60℃以0.1 C于2.5~4.0 V充放电,电池的首次放电比容量为153.61 mAh/g,循环50次的容量保持率仍在90%以上。     

锰基亚铁氰化物的制备及储钠性能

使用高浓度前驱体,采用共沉淀法制备Ni、Fe共掺杂的锰基普鲁士蓝材料(FeNi-MnHCF).产物呈单斜相,颗粒尺寸为亚微米级,比容量较高、倍率性能较好且循环寿命较长.以0.1 C的电流在2.0～4.0 V循环,首次充放电比容量分别为125.2mAh/g和117.8 mAh/g,首次库仑效率为94.1％;以20.0 C...     

正极材料高温热处理后锂硫电池电气性能变化

采用多壁碳纳米管(MWCNT)、气相生长碳纤维(VGCF)、活性炭(AC)为单质硫的载体,通过高温热处理的方法制备锂硫电池用S/C正极材料。通过对所得材料进行X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、热重分析、恒流充放电及循环伏安测试等对材料的结构及电气性能进行分析。研究发现,锂硫电池的放电比容量及循环性能受碳材料的影响较大,其中S/VGCF复合材料的电化学性能较好,当以0.1 C的电流在1.5~3.0 V进行充放电时,其首次和第100次循环的放电比容量分别为1 205.62、613.18 m Ah/g。     

用LiBC_2O_4F_2电解液的锂离子电池的电化学性能

研究了使用草酸二氟硼酸锂(LiBC2O4F2)电解液的锂离子电池的电化学性能.循环伏安曲线和交流阻抗谱表明:电池的可逆性优良,电荷转移电阻较低.充放电测试表明:电池的首次充放电比容量较高,循环性能优良,在25 ℃时,0.2 C首次充、放电比容量分别为135.9 mAh/g和125.4 mAh/g;在25 ℃和60 ℃时,第50次0.5 C循环的容量保持率分别为98.7%和92.5%.     

石墨烯/碳纳米管复合导电剂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的影响

研究球磨分散法制备的石墨烯和碳纳米管(CNT)(2∶3)复合导电剂对三元正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能的影响。SEM分析表明:复合导电剂均匀地分散在LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2表面,形成良好的"点-线-面"三维立体导电网络结构。电化学阻抗测试表明:复合导电剂可降低电池的内阻。充放电测试显示:在1%的低添加量下,使用复合导电剂的电池的首次放电(2.58~4.25 V,0.1 C)比容量比单独使用CNT的高7 mAh/g,比单独使用炭黑的高19 mAh/g;以10.0 C放电的比容量可达128 mAh/g,比单独使用CNT和炭黑的分别提高24 mAh/g和58 mAh/g。     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.95V0.05PO4/C的电化学性能

通过高温固相法合成锂离子电池正极材料Li0.98M0.02Fe0.95V0.05PO4/C(M=Mg、Ti、Al、Ni、Zr、Mo和Mn),用XRD、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等方法研究了产物的性能.金属掺杂后的材料,首次充放电比容量均高于未掺杂的纯相材料.在室温下,掺杂Mg的材料在4.2～2.4 V充放电,0.1C首次放电比容量可达154.1 mAh/g,且高倍率充放电比容量高于纯相材料,循环性能稳定,具有较好的电化学性能.