焙烧条件对碳包覆天然石墨电化学性能的影响

将天然石墨(NG)用浓HNO3氧化处理后,在其表面包覆柠檬酸,在惰性气体气氛下热处理,制得了包覆改性石墨,考察了焙烧温度和焙烧时间对包覆材料性能的影响.采用X射线衍射(XRD)和恒电流充放电等手段对该材料进行结构表征和电化学性能测试,确定了最佳的改性工艺.结果表明,焙烧温度为600℃,焙烧时间为18h时产品的循环性能较好,首次放电比容量达到492.6 mAh/g,10次循环后的比容量仍可达到347.4 mAh/g.     

包覆改善低成本SiC基石墨的电化学性能

将碳化硅(SiC)基石墨用作负极材料,并以沥青和酚醛树脂作为包覆剂,进行改性。沥青包覆的效果优于酚醛树脂,当沥青与石墨的质量比为8∶100时,电化学性能最好。以0.1 C在0.005~2.000 V循环,首次充放电比容量达343.5 mAh/g,库仑效率为94.14%,高于原料石墨及AML400商业石墨负极,且成本优势突出。     

制粉工艺对微晶石墨结构与电性能的影响

采用普通的粉碎和风选技术得到的天然石墨颗粒不规则,而且表面粘满了碎屑。采用特殊的粉碎分级技术得到表面圆滑、光洁的颗粒。这种分级方法对提高天然石墨作为锂离子二次电池材料时的性能,尤其是不可逆容量的改善有重要的意义。     

粒度对石墨材料电化学性能的影响

采用沉降法分离高纯度的微粉石墨，得到不同粒度分布的石墨负极材料。采用微电极循环伏安法和恒电流充放电法比较研究了不同粒度石墨样品的电化学性能。结果发现，小颗粒石墨材料的可逆容量和不可逆容量都大于大粒度石墨；在大电流下，大粒度的石墨电极的电化学性能偏差。     

石油沥青包覆对石墨负极电化学性能的影响

将沥青煤油溶液过滤后,与天然球化石墨充分混合,蒸发溶剂后真空炭化,获得锂离子电池用沥青包覆天然石墨负极材料,实验研究发现当沥青包覆量在一定范围内时,可明显降低天然石墨的比表面积,提高石墨负极材料的循环性能,同时石墨负极材料的可逆容量及首次充放电效率明显提高.当包覆量为8%时,炭化温度为1 100℃,首次充电比容量为367 mAh/g,首次库仑效率为94.5%,循环20次后可逆容量保持率为92%.可见沥青包覆改性后,天然石墨材料的电化学性能得到明显改善.     

碳包覆对CuFeS_2电化学性能的影响

FeS_2的理论比容量很高,但由于其室温循环可利用性很差,使其工业化应用受到了很大限制。CuFeS_2具有较好的光、电和磁性质,但其室温电导率较低,不能满足实际应用的要求。利用溶剂热方法对CuFeS_2进行碳包覆,以期改善Li/CuFeS_2电池的室温电化学性能。研究结果表明,碳包覆使CuFeS_2颗粒尺寸明显减小并且颗粒边缘更加圆滑。以其为活性物质装配锂电池,与CuFeS_2的放电曲线类似,分别在1.6和1.4 V出现两个放电平台。在60 mA/g电流密度下,首次放电比容量达到了563.2 mAh/g,接近CuFeS_2的理论比容量(583 mAh/g),比未包覆的CuFeS_2提高了约9.1%。在1 200 mA/g的高电流密度下,碳包覆CuFeS_2电极首次放电比容量达到了432.5 mAh/g,30次循环后的放电比容量仍可达到130 mAh/g,远高于纯CuFeS_2的比容量。循环伏安特性曲线以及交流阻抗谱测试结果表明,碳包覆使CuFeS_2电极的极化程度减小,电池的内阻下降,这从另一角度证实了碳包覆对CuFeS_2电化学性能的改善。     

核-壳多孔硅/碳复合阳极的制备及其电化学性能

将微米硅采用金属银诱导化学腐蚀法制成三维多孔硅。以磺化沥青为前驱体,通过喷雾干燥法对多孔硅包覆,高温碳化得到核-壳多孔硅/碳复合阳极材料。利用SEM表征复合材料微观结构,多孔硅表面均匀分布大量纳米级孔洞,热解碳壳则将多孔硅紧密包裹,从而增强锂离子的扩散性能,及容纳体积膨胀空隙的能力。电池循环210次后,活性物质与集流体未见明显分离。所制备的多孔硅/碳复合锂离子电池具有较好的电化学性能,在0.1 C电流密度下首次放电比容量为3 810 mAh/g,经30次循环后比容量仍保持在1 710 mAh/g。1 C电流密度下,100次循环后比容量稳定在824 mAh/g,库仑效率99%。恢复至0.1 C充放电后,比容量仍能保持在1 210 mAh/g。     

FeF2@C球形核壳复合结构的制备及其电化学性能

氟化亚铁(FeF2)因较高的理论比容量和充放电电势而成为高能量密度锂电正极材料的优选,但其导电性差、电化学过程中体积变化等因素阻碍了其实际应用.本文以二茂铁和氟化铵作为前驱体,采用高温热反应法合成了碳层包覆氟化亚铁(FeF2@C)球形核壳纳米复合结构,并结合XRD、SEM-EDS、TG对样品的物相、形貌和结构进行表征,...     

碳包覆Fe3O4纳米负极材料的制备及电化学性能

以Fe(NO_3)_3·9 H_2O作为铁源、无水葡萄糖为碳源,利用水热法及高温煅烧法制备碳包覆Fe_3O_4纳米颗粒。通过控制不同C/Fe摩尔比,探究其对材料形貌结构及电化学性能的影响。研究表明:当C/Fe摩尔比为10时,碳包覆Fe_3O_4纳米颗粒具有完整的碳包覆结构且分散程度好、粒径均一,具有最优的电化学性能;在100 mA/g的恒定电流密度下循环100次后,可逆比容量为741.5 mAh/g,容量保持率可达65.9%。     

树脂包覆石墨用作锂离子电池负极材料

为了提高天然石墨的循环性能和充放电容量,对其进行酚醛树脂(PF)和掺硼酚醛树脂(BPF)包覆处理。处理后石墨材料的首次放电、充电容量得到明显提高;PF和BPF裂解后形成的无定形碳使包覆材料首次放电曲线在0.7～0.2V之间的放电电压平台升高;由于硼的缺电子效应使得BPF包覆石墨在1.3V附近出现新的电压平台;充放电循环结果和扫描电镜显示,裂解碳包覆层的存在使电极材料在循环中粉化现象得到抑制,有效地降低了容量衰减,提高了循环性能。     

Surface-modified graphite for improving electrochemical performance of Li-ion battery anode material

The graphite materials have been used as negative electrodes in commercial Li-ion batteries for many years. In order to avoid the exfoliation of graphite sheet in the PC-based electrolyte system, it is necessary to make the surface modification on the graphite material. In this study, the electrochemical behavior of carbon-coated graphite in PC-based electrolyte was investigated by charge and discharge cycling process. The carbon-coated graphite can increase the reversible from 366 mA/g to 399mAh/g and improve cycle ability in the PC-based electrolyte system. So the carbon-coated graphite can become the promising high-capacity anode materials of Li-ion battery.     

锂离子电池用石墨材料的结构与性能研究

研究了锂离子电池用石墨材料的结构与物理及化学特性对其电化学性能的影响。采用XRD、BET、ICP、激光粒径分析等方法 ,对多种典型石墨样品的结构、比表面积、杂质含量、粒径分布进行了表征分析。随着石墨颗粒粒径的增大 ,石墨试样的比表面积减小。电化学性能测试表明 :在石墨材料的石墨化度非常接近的情况下 ,粒径和比表面积对电化学性能的影响较为突出 ,粒径较大及比表面积较小的石墨材料具有较好的充放电性能。试样D具有较高的可逆容量 ( 2 62mAh/g)和较低的不可逆容量损失 ( 85mAh/g) ,首次充放电效率为 75 .5 % ,适用作锂离子电池负极的原材料     

表面镀膜对锂离子电池石墨负极电化学性能的影响

为了提高锂离子电池石墨负极的电化学性能,采用镀膜法对极片进行表面处理。结果表明:镀层TiN的存在减少了电极在首次充放电过程中形成的SEI膜的量,从而减少了活性物质和电解液的损失,提高了电池的充放电容量10%左右;TiN与SEI膜在电极表面共同形成的钝化膜要优于单纯的SEI膜,前者更有利于电池可逆容量和充放电效率的提高。     

锂离子电池石墨负极材料的改性方法

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:包覆法、表面修饰法、添加金属纤维法、机械研磨法、超细微化和纳米化法。通过改性处理,可有效降低石墨电极的不可逆容量,从而使可逆容量和库仑效率较大程度提高。     

杂质对天然石墨电化学嵌/脱锂性能的影响

利用恒电流充放电、循环伏安等测试方法,研究了Fe、Si、Al的氧化物杂质对天然石墨嵌/脱锂性能的影响。实验结果显示,如SiO2之类的"惰性"杂质只影响材料的比容量,而诸如Fe2O3之类的"活性"杂质除了会降低锂离子电池的比容量外,还会消耗正极材料中的锂,造成电池的循环寿命缩短;但有的"活性"杂质能改善电池的大电流充放电性能。     

包覆鳞片石墨嵌锂行为的研究

采用混合后气流分散的方法制备了酚醛树脂包覆石墨,炭化后在石墨表面形成一层树脂炭包覆层.研究表明:包覆层越厚,锂离子嵌入越难.随着包覆层由0.54 μm增加到1.49 μm,内核石墨逐渐由一阶和二阶的混合阶石墨层间化合物过渡到二阶石墨层间化合物.鳞片石墨嵌锂时单方向、10%的巨大膨胀量和高强度树脂炭包覆层抑制膨胀,是抑制锂离子嵌入包覆石墨的主要原因.     

树脂复合对天然石墨电化学性能的影响

在球形石墨上采用氧化—浸渍—固化—炭化的方法沉积一层酚醛树脂热解炭,制备成包覆石墨,对包覆石墨电化学性能进行了研究。通过对不同包覆量的复合材料的表观形貌、结构及其电化学性能的研究,对比包覆氧化石墨和未氧化石墨的电化学性能,得到结论:树脂炭对于氧化后的球形石墨具有较好的包覆作用,提高了球形石墨的球形度,有利于锂离子的嵌入/脱出,改善了电化学性能。