锂离子电池负极材料包覆型天然石墨的研究

合成并研究了一种包覆一层氢氧化铁的天然石墨材料 ,它可作为一种新型锂离子电池负极材料。对其电化学性能测试表明 ,当所用电解质为 1m ol/L L i PF6 (EC与 DEC的体积比为 3:7)以 0 .2 5 5 m A.cm- 2充放电时 ,其可逆比容量可超过 35 0 m Ah.g- 1 ,并且具有较好的循环性能。对这种材料进行了 X光衍射分析 (XRD) ,扫描电镜测量 (SEM) ,差重 -热重分析 (DTA- TGA)。从材料的结构、充放电特性和可逆性等方面 ,对锂在该包覆型碳材料中的嵌入机理进行了初步探讨。对该材料的结构分析表明所包覆的氢氧化铁分布较为均匀 ,特别是在天然石墨的端面上包覆的氢氧化铁及其在第一次充放电期间与锂反应生成的固体电解质界面 (SEI)膜 ,能够固定石墨片 ,防止其发生滑移和剥落 ,从而对材料的电化学性能产生良好的影响     

锂离子电池用炭负极材料的研究

介绍了中国电子科技集团公司第十八研究所在锂离子电池炭负极材料方面的研究进展．炭材料包括无定形炭和改性天然石墨两种．无定形炭以竹子为原料于1000℃以下通过真空热解制得,介绍了在提高竹炭首次充放电效率方面取得的进展,目前竹炭的首次充放电效率达到85％以上,可逆容量大于450mAh/g,有望获得实际应用．在改性天然石墨研究方面,介绍了在提高振实密度、用沥青热解炭包覆和化学气相沉积炭处理天然石墨等方面的工作进展,现阶段改性天然石墨的综合性能指标和国外同类产品相当,达到了实际应用的要求．     

石墨化石油焦用作锂离子电池负极材料的研究

将石油焦原料进行破碎、筛后分级,得到10～20μm的石油焦颗粒,经过盐酸处理除去灰分,分别利用SEM和XRD对样品的形貌和微观结构进行表征。盐酸处理后的石油焦经过不同温度的石墨化热处理,对石墨化后的试样进行XRD和作为锂离子电池负极材料的电化学性能测试。结果表明,经过适当温度的石墨化热处理,石油焦内部结构越来越接近石墨,储锂机制为石墨微晶层面间距储锂,从而使试样的电化学性能有所提高。石墨化热处理温度为2600℃时,试样的石墨化度为78.8%,首次放电比容量达到326.1mAh/g,首次库伦效率达到78.8%,且经过100周充、放电循环,放电比容量几乎不衰减。     

锂离子电池纳米负极材料的研究和开发

综述了纳米材料在负极材料方面的最新研究和开发进展,主要包括纳米金属及纳米合金、纳米氧化物、碳纳米管、具有纳米孔结构的无定形炭材料和天然石墨．由于纳米材料的特有性能,它们的可逆容量均高于目前商品化的负极材料．纳米合金负极材料的实业化存在问题,特别是循环稳定性．碳纳米管则由于制备和纯化,成本过高,规模化生产不容易实施,同时理论方面也有待于进一步的研究,以期提高其电化学性能．具有纳米孔的无定形炭材料的制备温度低,而且容量也比较高,但是对于产业化而言,循环性能和电压滞后现象有待于改进．具有纳米孔的天然石墨负极材料不仅容量高、制备比较简单、成本低,而且具有良好的循环性能,可望达到产业化的要求．     

表面修饰的天然石墨用作锂离子电池嵌锂阳极

针对天然石墨阳极存在的首次充放电效率低这一应用问题,提出了采用聚合物表面修饰石墨的新方法．结果发现：通过在天然石墨表面修饰聚二甲基硅氧烷,加速了石墨阳极表面钝化膜的形成,降低了电极第一周充放电时的不可逆容量损失,从而提高了电极的首次充放电效率．当石墨表面的聚二甲基硅氧烷修饰量为5％时,电极在保持可逆容量基本不变的情况下,第一周充放电效率提高了13％．此外修饰石墨电极的循环性能也得到了显著改善．     

包覆和掺杂对锂离子电池石墨负极材料的影响

从石墨改性的本质出发,综述了锂离子电池石墨负极材料的改性方法:表面包覆法和掺杂其它元素等。通过改性处理,可有效降低石墨的比表面积,从而大幅度提高石墨负极材料的首次可逆容量和库仑效率,改善电池的循环性能。     

沥青基人造石墨/天然石墨球复合炭负极材料的制备与性能

将沥青与天然石墨球按不同比例混合,经碳化处理后再进行石墨化得到锂离子电池用复合炭负极材料。研究结果表明:复合炭材料具有较大的平均层间距d002;复合炭材料仍保持类球形形貌;复合炭材料在较大倍率下的循环性能优于天然石墨球,其中在沥青基人造石墨与天然石墨球的质量比为15%的条件下,0.1C(1C=300 mA/g)充放电电流下材料的可逆比容量为343.7 mA·h/g,首次库仑效率为85.4%,1C下可逆比容量为295.4 mA·h/g,达到0.1C时可逆比容量的85.9%;1C倍率下50次循环比容量保持率为91.6%,与天然石墨球相比,复合材料具有更大的锂离子扩散系数。     

特种石墨尾料用作锂离子电池负极的研究

特种石墨尾料具有低灰分、较高的石墨化度和较大的碳微晶尺寸等特点,有望用于锂离子电池的负极材料。通过XRD、SEM和比表面分析仪对特种石墨尾料石墨化处理前后样品的微观结构进行了分析对比,评价了其电化学性能,探讨了特种石墨尾料用于锂离子电池负极材料的可行性及对其进行石墨化处理的必要性。结果表明,特种石墨尾料可以直接用作低端负极材料的生产原料;经过高温石墨化处理后,负极材料的循环性能、首次库仑效率和可逆容量均得到不同程度提升,应用范围进一步扩大。     

天然石墨表面自组装SnO2-FeO(OH)高容量锂离子电池负极

利用双水解反应制备含稳定胶束H₂SnO₃@Fe(OH)₃的胶体溶液,并在静电吸附作用下将其自组装到天然石墨表面,经水热反应构建了表面具有SnO₂-FeO(OH)精细结构的石墨负极体系. 结构表征结果显示:水热反应后天然石墨表面存在致密的纳米结构包覆层,该包覆层是由超细SnO₂纳米晶颗粒(粒径 < 6 nm)弥散的非晶态FeO(OH)组成. 电化学测试结果表明:在石墨表面构建SnO₂-FeO(OH)精细纳米结构不仅能提升其充电/放电容量,而且还可改善其循环稳定性. 在0.1C充放电流密度下,经表面修饰的天然石墨首次充放电效率达到77.5%,循环100次后放电容量仍能维持在384.4 mAh/g,放电容量较商用天然石墨提高了23%.     

改性球形微晶石墨用作锂离子电池负极材料的研究

为了改善用作锂离子电池负极材料的球形微晶石墨的电化学性能,采用液相浸渍工艺在石墨颗粒表面上包覆一层树脂炭.结果表明:经包覆后,石墨颗粒表面更为光滑,其首次充放电循环效率从包覆前的81.0%提高到了92.7%,且首次可逆比容量也有所增加.     

纯化前后天然石墨的电化学嵌/脱锂性能

研究了天然石墨的纯化工艺和纯化前后天然石墨的电化学嵌/脱锂性能.研究结果表明,采用酸浸与加碱烧结相结合纯化工艺可以得到含碳量达99%的纯化石墨,且采用该工艺没有改变石墨的微观结构;与未纯化的石墨相比,纯化石墨的第1次循环效率明显提高,第1次不可逆容量较大幅度降低;纯化前、后的微晶石墨嵌/脱锂电化学性能均比鳞片石墨的嵌/脱锂电化学性能差,这主要是由于2种石墨存在结构差异.     

锂电池负极材料石墨片的简单制备及其性能

以石墨铅笔的笔芯为原料,通过简单涂抹的方法成功制备类似石墨烯纳米片的薄片结构.对该石墨片材料在0.1 C（1 C=372 mA/g）电流密度下进行电化学性能测试,并与铅笔芯直接碾磨制备的石墨材料进行比较,结果发现,石墨纳米片的充放电曲线显著不同,首次可逆比容量为402 mA·h/g,高于石墨材料的比容量和碳的理论比容量.经过20圈循环后,可逆比容量下降为367 mA·h/g,为首次比容量的91.3%.石墨片材料具有较好的循环稳定性和较高的比容量,主要是因为石墨片具有二维片状纳米结构,比表面积很大,锂离子可同时储存在纳米片的正反两面和侧面.     

锂离子电池电解液阻燃共溶剂TPP和DMMP的研究

为提高锂离子电池的安全性能,对特定阻燃电解液及其相关性能进行了探究. 在1 mol/L LiPF₆/EC:DEC(质量比1:1)传统二元电解液中分别加入磷酸三苯酯(TPP)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)作为阻燃共溶剂,并采用燃烧测试、热学性能以及电化学性能测试等方法对其性能进行了研究. 结果表明电解液达到不燃标准(阻燃效率η≥0.9)的最佳比例分别为质量分数为55%TPP和35%DMMP. 此外,含一定量TPP、DMMP的阻燃性电解质与电极材料具有良好的相容性.      

PVDF与海藻酸钠黏结剂对石墨负极电化学性能的影响

应用循环伏安和恒电流充、放电等电化学方法,并结合微观测试技术对比了油性黏结剂（PVDF）和水性黏结剂（海藻酸钠）对石墨负极电化学嵌脱锂性能的影响．结果表明,黏结剂的种类对电极的电容、库效率、倍率充、放电性能以及电化学循环性能均有影响．     

对天然鳞片石墨及椰壳活性炭进行液相氧化的初步研究

以天然鳞片石墨和椰壳活性炭为原料，在Hummers法基础上制备了氧化石墨和氧化活性炭，研究了液相天然鳞片石墨和椰壳活性炭氧化前后的结构与性能的变化．结果表明：液相氧化过程中存在表面氧化和层间氧化两种氧化反应机制，石墨质材料既有表面氧化也有层间氧化，而炭质材料则以表面氧化为主．表面氧化的结果使氧化石墨和氧化活性炭中均含有大量极性基团，这些基团的存在使它们表现出较强的极性和一定的化学活性．层间氧化使氧化石墨的层间距由原石墨的0．3354nm增加到0．8981nm，石墨片层之间的基团及H2O分子的存在是层间距增大的主要原因．在稀的碱性溶液中，氧化石墨层离后为针状或扁球状纳米颗粒，颗粒之间存在一定的团聚，而氧化活性炭为球状纳米颗粒，团聚后呈直链状．     

Electrochemical Performance of SnO2/Graphite Nanocomposites as Anode Material for Lithium-Ion Batteries

SnO2/ graphite nanocomposites with different SnO2 contents were successfully prepared by a co-precipitation method.The nanocomposites, used as the anode material for lithium-ion batteries( LIBs),were characterized by X-ray diffraction( XRD),thermogravimetric analysis( TGA), and transmission electron microscopy( TEM). The SnO2 particles had the average size of about 15 nm and their distribution on graphite matrix much depended on the contents of SnO2 in the nanocomposites. The galvanostatic charge-discharge cycles were used to investigate the effects of SnO2 contents on the electrochemical performance of these composites. The results show that the initial specific capacities increase with the SnO2 contents. However,the cyclic stabilities are determined by the distribution of SnO2 particles in composites. For55% by weight SnO2/ graphite composites, the initial specific capacity is 740 m Ah g- 1and 70% of the initial specific capacity( 518 m Ah·g- 1) can still be retained after 50 charge-discharge cycles.     

Electrochemical Properties of LiV308 Containing Dispersed Second Phase

In recent years consistent attention has been devoted to lithium ion batteries due to its good performance such as high open-circuit voltage, energy density and good environmental control. The rate capability of these batteries, however, is not satisfying. Lithium trivanadate, Li1＋xV3O8, is a promising cathode material for lithium ion battery because of its higher rate capability and cycleability. Many researchers have attempted further improvement of its electrochemical performance. With a view to fasten diffusion of lithium ions during discharge and charge process,