锂离子电池负极材料锡基氧化物的研究

采用锡基复合氧化物作为锂离子二次电池负极材料，并对其进行了合成及电化学测试，电化学测试结果表明，样品（包括SnO和SnO2以及在SnO中添加B，P，Al等元素之后的复合氧化物）的可逆容量可分别达到612mAh/g,598mAh/g和658mAh/g，这充分证明了锡基氧化物用于锂离子二次电池是非常合适的，另外，通过X射线衍射分析和SEM（电子描电镜）对锡基复合氧化物作了分析研究，XRD分析结果表明，在SnO中添加B，P，Al等元素之后所焙烧出的产物完全是玻璃体结构，在SEM表征结果中显示出SnO是粒子状结构，在SnO中添加B，P，Al等元素之后，样品的形貌是不规则的四角形态，粒径分布范围较广，结果表明锡基复合氧化物作为锂离子电池负极材料很有应用前景。     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

介绍了锂离子电池锡基负极材料的研究进展。重点介绍了锡基负极材料的合成方法、电极反应机理及其电化学性能。指出锡基负极材料由于其高的可逆容量，若能克服目前存在的问题，将有望成为新一代锂离子电池负极材料。     

锂离子电池负极材料PSi@GO的制备及其电化学性能

具有高能量密度的硅材料是锂离子电池负极的优选材料之一。但是,低电导率和在充放电过程中伴随的巨大体积变化而导致循环过程中容量迅速衰减,阻碍了硅材料商业化。本文以商业化的铝硅合金为硅源,通过冷冻干燥方法将氧化石墨烯（GO）包覆在其表面,制备了微米级的多孔硅（PSi）与GO的复合材料PSi@GO。该复合材料核层多孔硅内部丰富的孔隙提供充足的空间以适应硅的体积变化,外层的氧化石墨烯可以加速离子和电子传输,并再次缓冲硅的体积变化,从而可以有效地改善硅负极的循环稳定性和倍率性能。研究结果表明,电流密度为500mA/g时,PSi@GO-2（PSi与GO质量比为10∶5）复合电极材料循环100次后,比容量仍可达到1 275 mAh/g;在电流密度为4 A/g时,该复合材料也可达到980 mAh/g的高比容量。该PSi@GO-2复合材料显示了优异的倍率性能,具有良好的应用前景。      

锂离子电池锡基负极材料的研究进展

综述了近年来金属锡、锡基合金及其氧化物负极材料的研究现状,对目前研究存在的问题进行了分析,认为多重缓冲结构的多组分复合锡基合金和合成纳米复合氧化物是锂离子电池锡基合金和氧化物负极材料的主要研究方向.     

还原-热扩散合金化法制备锂离子电池SnSbFe合金负极材料

文中通过化学还原-热扩散合金化方法,制备了类方形纳米结构SnSbFe合金复合材料。SnSbFe合金颗粒分布均匀,颗粒大小为250 nm左右。与同样方法制备的纳米级Sn2Fe合金复合材料相比,SnSbFe合金复合材料的电化学性能有显著提高。该方法制备的合金复合材料通过减缓材料充放电过程中的体积变化,抑制去合金化过程中纳米锡的团聚现象,从而显著提高材料的循环性能。Sn2Fe合金复合材料首圈和第80圈放电比容量分别为694、78.6 mAh/g。而SnSbFe合金复合材料首圈和第80圈放电比容量分别为1 138、406 mAh/g。     

MXenes在锂离子电池负极材料中的应用

MXenes(M_n+1X_nT_x)是一类二维无机化合物材料,它由几个原子层厚度的过渡金属氮化物、碳化物或碳氮化物构成。由于具有大的比表面积、快速充放电性能和小的体积变化等优点,MXenes受到越来越多研究人员的关注。研究者希望能够利用MXenes材料研发出具有优异电化学性能的锂离子电池负极材料,从而提高电池的能量密度和寿命。然而MXenes材料制备过程中产生的层间堆积和坍塌限制了其进一步的发展。目前,研究人员通过将MXenes与其他材料复合制备出具有新结构的材料,不仅可以扩大层间距,改善材料结构,还有助于改进材料的电化学性能。本文介绍了MXenes与碳纳米材料、过渡金属氧化物、过渡金属硫化物和硅等材料复合改性来提高材料电化学性能的研究策略,并探讨了MXenes和碱金属等材料复合实现稳定无枝晶的锂离子电池金属负极的方案。最后,阐述了MXenes应用在锂离子电池负极材料中面临的挑战,并作出了展望。      

锂离子电池负极材料铁酸镍的研究进展

过渡金属氧化物铁酸镍因原料易得、制备简单、具有高的比容量,有望成为下一代锂离子电池负极材料之一.铁酸镍虽然有较高的比容量,但在充放电的过程中常常伴随着因较大的体积膨胀而引起的电极的极化,这会使得材料脱落并导致电池容量迅速衰减.为了提高材料的性能,主要有三种方法:一是设计纳米结构的铁酸镍电极材料,二是与可作为缓冲基底的碳...     

锂离子电池长循环寿命Sn+Co负极材料的研究

为了提高纯锡(Sn)作为锂离子电池(LIB)负极材料时的循环性能,循环稳定性更好的锡基合金被广泛研究。本试验中,在铜箔上通过脉冲沉积制备了一种锡基负极(Sn+Co),其中Co主要作用是在Sn表面形成致密保护层。该致密的电惰性层不仅可以缓冲Sn的体积变化,还避免了充放电过程中Sn与电解质的反应,提高了固体电解质界面(SEI)的稳定性。材料的结构表征主要通过XRD、SEM和EDX来研究。试验结果表明,Sn+Co负极比Sn-Co合金负极具有更大比容量和更优异的循环性能。Sn+Co电极在0.1C电流密度下的首次放充电比容量分别为541.66 mAh/g和483.97 mAh/g。且Sn+Co电极在0.1C的电流密度下循环120次后容量保持率高达81.43%,远高于Sn-Co合金电极60.48%的保持率。     

无烟煤制备高性能锂离子电池负极材料的研究

以我国资源丰富的低成本优质无烟煤为原料,经过2800 ℃高温纯化、石墨化处理,制备出锂电池用负极材料,用相同手段处理商业化石墨的前体石油焦与石墨化无烟煤作对比。通过X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,拉曼光谱（Roman）和氮吸附?解吸等手段对无烟煤基负极材料进行微观结构的表征。采用恒流充放电（GCD）,循环伏安（CV）表征其电化学性能。实验结果表明,无烟煤基石墨化负极材料的石墨化度可达95.44%,比表面积为1.1319 m2·g?1,石墨片层结构平整光滑。该石墨化无烟煤作为锂离子电池的负极材料首次库伦效率为87%,在0.1C的电流密度下具有345.3 mA·h·g?1的可逆容量,且在高倍率下该材料比石墨化石油焦材料显现出更好储锂性能,这归功于石墨化无烟煤较为规则高度有序的表面结构。在不同倍率循环后电流密度恢复到0.1C时容量基本无衰减,100圈循环后可逆容量保持率高达93.8%,基本与石墨化石油焦负极相当,拥有优异的循环稳定性。无烟煤基石墨在容量、倍率性能及循环稳定性上基本接近甚至超过石墨化石油焦。本研究表明,采用优质无烟煤作为原料生产锂离子电池负极材料具有潜在的研究价值和广阔的商业前景。      

高性能锂离子电池负极材料一氧化锰/石墨烯复合材料的合成

通过冻干-煅烧合成了一氧化锰/石墨烯（MnO/rGO）复合材料,并将其用作锂离子电池负极材料.在500 mA·g^-1的电流密度下,MnO/rGO复合材料表现出高达830 mAh·g^-1的可逆容量,且在充放电循环160圈后,其可逆容量依然高达805 mAh·g^-1.倍率测试结果显示,循环225圈后,在2.0 A·g^-1的电流密度下,其可逆容量高达412 mAh·g^-1.复合材料中的石墨烯在提高材料导电性的同时有效地缓解了一氧化锰充放电过程中的体积膨胀.通过对比容量-电压的微分分析,发现复合材料超出一氧化锰理论容量的部分是由形成了更高价态的锰引起的.MnO/rGO复合材料比纯一氧化锰（p-MnO）更容易出现高价态的锰,可能是因为rGO上残留的氧为电极反应提供了额外所需的氧源.该一氧化锰/石墨烯复合材料因其简单绿色的合成过程及优异的电化学性质,有望在未来的锂电负极中得到广泛的实际应用.     

球形锂离子电池正极材料的制备研究进展

球形锂离子电池正极材料-LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4及其掺杂材料具有堆积密度大、体积比容量高、电化学性能和加工性能优异等突出优点,是锂离子电池正极材料的重要发展方向,预计将在未来得以商品化。本文对以上球形正极材料的制备方法进行了归纳研究。     

锂离子动力电池正极材料层状LiMnO2的研究进展

介绍了锂离子动力电池正极材料锂锰氧化物中尖晶石型LiMn2O4、层状o-LiMnO2、m-LiMnO2和r-LiMnO2的晶体结构及电化学性能,阐述了制备层状LiMnO2的几种方法,重点讨论了近年来对层状LiMnO2进行的掺杂改性研究。探索掺杂不同离子对层状LiMnO2进行改性是提高其电化学性能的研究发展趋势。     

联合工艺处理失效锂离子电池正极材料研究进展

伴随着便携式电子产品的快速更迭和新能源动力汽车行业的迅猛发展,大量的锂离子电池迎来报废退役,其回收迫在眉睫。焙烧—水浸联合工艺不仅改进了传统火法熔炼工艺存在的高能耗、锂难以有效分离等问题,又解决了湿法回收工艺过程试剂耗量大、废水处理等缺点,将是失效锂离子电池正极材料有效处理回收工艺发展的未来趋势及前进方向。综述了当前联合工艺处理失效锂离子电池正极材料的研究进展,主要分为还原焙烧、盐化焙烧两大类,盐化焙烧工艺极大降低了所需焙烧温度,根据添加剂的不同可细分为硫酸化焙烧、氯化焙烧、硝化焙烧。通过对比分析不同联合工艺的优势和不足,总结展望联合工艺未来的发展趋势及前景,为未来研发更加清洁高效的回收工艺提供参考。     

锂离子电池正极材料的研究进展与展望

对锂离子电池正极材料的结构、性能、电化学反应机理、合成方法和发展趋势等方面进行了综述，并对该材料的应用前景进行了展望。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

通过分析LiFePO4的橄榄石结构特点,介绍了近年来的各种制备方法及其改进途径,其中优化工艺、包覆和掺杂是提高材料性能的主要方法。认为LiFePO4目前还存在批次稳定性的产业化瓶颈,其作为动力型锂离子电池正极材料具有最广阔的应用前景。     

Li-Ni-Mn-O锂离子电池正极材料研究进展

Li-Ni-Mn-O正极材料由于具有比容量高、资源丰富、价格便宜、污染少等优点,而被视为最具发展潜力的锂离子电池的正极材料之一,近年来受到广泛关注。综述锂离子电池正极材料Li-Ni-Mn-O的研究进展,阐述其结构特征、制备方法及电化学性能。指出这些材料目前存在的主要问题并介绍解决方法,最后指出Li-Ni-Mn-O正极材料的发展前景和今后的研究方向。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备

对制备橄榄石型锂离子电池正极材料LiFePO4进行了实验研究,采用固相合成法合成了LiFePO4和掺杂碳的LiFePO4正极材料。分析测试结果表明:掺杂碳的LiFePO4作为正极材料具有良好的电化学性能,在0.1C倍率下放电,其室温初始放电容量为130mA·h/g,循环10次后几乎没有衰减。     

废锂电池酸浸液非萃取除杂研究

主要研究了废锂电池酸浸液杂质除杂原理,采取“两段酸浸—中和除Fe、Al—絮凝除F—深度除杂”非萃取除杂工艺。在除杂过程中,由于酸浸液含高浓度Ni、Co、Mn离子,中和剂的种类和浓度将影响Ni、Co、Mn的损失率。通过工艺控制及中和剂调试,选择10%CaCO₃作为除Fe、Al、F中和剂,Fe、Al、Cu、F含量可分别从0.20、9.76、0.58、1.66 g/L降至0.01、0.02、0.01、29.86 mg/L,达到三元前驱体溶液杂质标准要求。此时,Ni、Co、Mn的损失率分别仅为0.96%、0.04%、0.01%,均在接受范围之内。     

废锂离子电池LiCoO2电极中钴的超声辅助浸出

对超声辅助硫酸浸出LiCoO_2电极进行了试验研究。结果表明,在机械搅拌条件下,电极中钴的浸出率较无机械搅拌时明显提高;当硫酸浓度小于1．0 mol/L时,超声强化浸出的效果显著,而当硫酸浓度大于1．0 mol/L时,其强化作用极其有限。通过考察无超声辅助下的浸出效果并与有超声辅助条件下的浸出效果对比,探讨了超声强化浸出机理,提出超声强化还原浸出对以低硫酸浓度、辅助机械搅拌来改善溶液扩散效果,超声波本身产生的局部冲击波对提高溶液中物质的扩散并无明显效果。