采用Li4Ti5O12为负极的软包锂离子电池研究

以扣式电池评估了碳包覆钛酸锂的比容量。采用磷酸铁锂为正极,碳包覆钛酸锂(Li4Ti5O12)粉末作为负极活性材料制作锂离子软包电池,并对电池进行测试。该电池2C放电容量能够达到0.5C放电容量的81.6%。1C2000次循环后,容量保持率在90%以上,展现了优异的循环性能。电池以3C倍率过充到15V,没有漏液、爆炸和起火,经过针刺测试后,没有爆炸和起火,电池表面最高温度不超过90℃。     

溶胶-凝胶法制备球形负极材料Li4Ti5O12

以二乙醇胺为抑制剂、Ti(OC4H9)4和CH3COOLi为原料,用溶胶-凝胶法制备球形负极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)。用TG、XRD、SEM和电化学性能测试,研究了煅烧温度和时间的影响。最佳条件为:在750℃下煅烧12 h。在此条件下合成的样品具有典型的尖晶石结构和球形形貌,在0.5～3.0 V以0.1C循环,首次放电比容量为167.1 mAh/g,循环性能良好。     

Mg掺杂对负极材料Li4Ti5O12性能的影响

以醋酸镁为Mg2+的掺杂源,在空气气氛下采用分段固相法合成了掺杂Mg2+的尖晶石Li4Ti5O12。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电化学等测试手段对材料的性能进行表征。结果表明:掺杂未有改变材料的尖晶石结构,掺杂后样品的0.2 C首次放电比容量比未掺杂样品略有降低,但显示出优异的电化学倍率性能和循环稳定性,以10 C充放电时,放电比容量是未掺杂的2.2倍,且10次循环之后容量没有明显衰减。电化学交流阻抗研究表明,掺杂Mg之后材料的电荷转移阻抗Rct从130Ω降到20Ω,显著地提高了材料的电子导电性。     

锂离子电池硅/碳复合负极材料研究进展

硅/碳复合负极材料在解决碳容量低的同时缓解了硅的体积效应,近年来已成为研究热点,而碳材料会影响复合材料的结构以及电化学性能。综述了近年来硅碳复合材料研究领域的一些最新进展以及研究热点,以及材料的制备方法和优缺点,并展望了其未来的发展方向。     

电解液添加剂在硅碳负极体系中作用机理研究

选用比容量较高的氧化亚硅-石墨材料作为负极,考察不同电解液添加剂在其表面上的成膜作用及机理。实验结果表明:在石墨负极中加入质量分数5%的SiO,实际比容量可以达到395.73 mAh/g。LiPO_2F_2+FEC的添加剂组合可以将电池首次库仑效率提高至89.21%。其中LiPO_2F_2的成膜电位最小,可以在2.4 V即发生成膜反应。LiPO_2F_2+FEC的添加剂组合可以有效地改善硅碳负极的循环性能,在200次循环后容量保持率可以达到90.29%。     

锂离子电池负极材料钛酸锂的研究进展

介绍了锂离子电池负极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)的晶体结构、嵌锂特性、制备方法及掺杂改性的研究现状.Li4Ti5O12的电位为1.56 V(vs.Li),理论比容量为175 mAh/g,实际比容量约为165 mAh/g,在Li 嵌脱的过程中,结构几乎不发生改变.固相反应法和溶胶-凝胶法是目前主要的制备方法.通过掺杂,使材料的导电性有所改善,但不理想.振实密度低是商品化的主要障碍.     

基于聚丙烯酰胺制备的硅碳负极材料及性能

为获得工艺和电化学性能俱佳的硅负极材料,以丙烯酰胺和硅粉为原料通过简单的合成工艺制备了一种复合物。借助X射线衍射技术、粒径分析和扫描电镜对该材料进行表征,结果表明制备的材料成分为硅、碳复合物,平均粒径为5.07μm,位于商用锂离子电池要求的负极材料粒径范围,具有出色的工艺性能。将该材料匹配高镍三元材料组装成纽扣电池进行电化学测试,它又表现出优异的电化学性能。其初始库仑效率为81.5%,放电比容量高达1 200 mAh/g以上。在1 C(1 200 mA/g)充放电速率下经过50个循环,容量保持率高于99%。鉴于其优良的工艺和电化学性能,该材料可望在高比能动力锂离子电池中广泛应用,推动我国新能源产业的发展。     

硅/碳复合负极材料在18650型锂离子电池中的应用

在研究硅/碳复合负极材料和人造石墨负极材料混合负极的比容量与电极膨胀率之间的变化关系的基础上,通过配方优化,成功制作了硅/碳复合负极材料与人造石墨负极材料混合负极的18650型锂离子电池。采用扫描电子显微镜法(SEM)、电化学交流阻抗频谱(EIS)等技术,分析了循环前后负极的变化,研究了氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加剂对电池性能的影响。结果表明:FEC加入量较高时,可与硅负极材料形成更加稳定的SEI膜,抑制负极材料的粉化,电池180次循环后,容量保持率达到71.3%,循环性能得到显著提高。     

锂离子电池负极材料钛酸锂的掺镁改性

以醋酸镁为掺杂源,采用二步固相法合成负极材料尖晶石型Li4-xMgxTi5O12(x=0、0.12、0.20、0.30和0.50),通过XRD、SEM及电化学等测试对材料的性能进行分析.当Li(A)位的Mg掺入量x≤0.20时,可获得具有单一尖晶石相的产物,Mg掺杂降低了合成材料的颗粒度及电极/溶液界面电荷转移阻抗,改性后的平均粒径为0.6 μn.x=0.20的材料在1.0～3.0V充放电,10.0C首次放电比容量为93.8 mAh/g,以5.0C循环200次,容量保持率为90.5％.     

采用Li4Ti5O12为负极的软包锂离子电池研究

以扣式电池评估了碳包覆钛酸锂的比容量。采用磷酸铁锂为正极,碳包覆钛酸锂（LI4Ti5O12）粉末作为负极活性材料制作锂离子软包电池,并对电池进行测试。该电池2C放电容量能够达到0．5C放电容量的81．6％。1C2000次循环后,容量保持率在90％以上,展现了优异的循环性能。电池以3C倍率过充到15V,没有漏液、爆炸和起火,经过针刺测试后,没有爆炸和起火,电池表面最高温度不超过90℃。     

负极材料Li4Ti5O12在锂离子电池中应用的进展

介绍了Li4Ti5O12的结构和电化学性能,对该材料与LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4和Li2Co0.4FeMn3.2O8等正极材料的匹配情况进行了评述。Li4Ti5O12可与上述正极材料良好地匹配,组成不同电压的锂离子电池。以Li4Ti5O12作负极材料的锂离子电池比传统锂离子电池的快速充放电性能、循环性能更好,安全性能更高,但成本有待进一步降低。     

负极材料为Li4Ti5O12的18650型锂离子电池的性能

研究了以Li4Ti5O12为负极材料的18650型锂离子电池的充放电性能.对2025型Li4Ti5O12-Li模拟电池的研究表明,Li4Ti5O12以0.1 C在1.00～2.00V循环,首次放电比容量和充放电效率分别为150 mAh/g和95%.18650型LiFePO4-Li4Ti5O12电池的0.2 C充电平台集...     

硅碳复合负极材料的制备及其性能

分别采用乳化沥青和固体粉末沥青为包覆剂制备了硅碳锂离子电池负极材料,对材料进行了XRD、SEM表征,以及进行了循环伏安法等测试。使用乳化沥青为包覆剂制备的硅碳复合负极材料为类球状,形貌规整,首次容量为522mAh/g,效率达88.8%,循环10次后平均每周容量衰减1.6mAh/g。使用固体粉末沥青为包覆剂制备的硅碳负极材料为无规则形状,首次容量为480mAh/g,首次库伦效率为87.9%,循环10次后平均每周容量衰减1.9mAh/g。使用乳化沥青为包覆剂整体性能要好于使用固体粉末沥青为包覆剂制备的硅碳复合负极材料。     

负极材料Li4Ti5O12的改性及其电化学性能的研究

以CH3COOLi·2 H2O和Ti(OC4H9)4为原料,C6H15NO3为络合剂,CH3CH2OH为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12材料,并且复合掺杂Mg、Mn、Ni、Co四种金属。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜、电化学阻抗(EIS)分析研究了材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:掺杂Mn、Mg两种金属的Li4-x MgxTi5-yMnyO12材料,其中x=0.02,y=0.02时所制备的Li3.98Mg0.02Ti4.98Mn0.02O12样品,具有良好的电化学性能。在1～2.5V进行充放电,0.1C时,首次放电容量达到154.7 mAh/g。在0.2C、0.5C、1.0C下循环20次后,稳定在107.2、99.3、73.9 mAh/g。再次进行0.1C充放电时,放电比容量为110.8 mAh/g,容量保持率为75%。掺杂金属改善了Li4Ti5O12材料的导电性,提高了该材料的倍率性能以及循环性能。     

锂离子电池硅/碳复合负极材料研究进展

具有高容量和优良循环性能的硅-碳复合材料是近年来锂离子电池负极材料领域研究的热点,碳材料的选取及其制备方法对复合材料的形貌和电化学性能具有重要的影响.按照碳材料的分类,综述了近两年硅碳复合材料研究领域的最新进展和研究热点,并重点介绍了材料的制备方法及其优缺点,同时对锂离子电池硅碳负极材料的发展趋势进行了初步展望.     

锂离子电池硅/碳复合负极材料的研究现状

综述硅/碳复合负极材料在制备方法、结构特点和储锂性能等方面的研究进展,包括硅/石墨、硅/无定型碳、硅/碳纳米管和硅/石墨烯等;展望硅/碳复合负极材料在结构设计、改性和工艺改进等方面的发展趋势。     

球形Li4Ti5O12/C的制备及其电化学性能

采用喷雾干燥和高温固相法制备球形尖晶石型Li4Ti5O12,按计量比将TiO2、LiOH和可溶性淀粉三种化合物一起球磨混合成均匀浆料,通过喷雾干燥得到球形前驱体,再经过850℃热处理16 h制得碳包覆的球形Li4Ti5O12材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及电化学性能测试等分析手段表明,合成出的样品为纯相Li4Ti5O12;粉末颗粒呈球形,平均粒径约为15μm;0.1、1.0、2.0倍率下的首次放电比容量分别达到167.9、159.1、151.9 mAh/g,并表现出优良的充放电循环性能。     

电解液添加剂对硅碳负极体系性能的影响

选用二甲基二甲氧基硅烷作为硅碳负极体系电解液的添加剂,重点论证了该添加剂对该体系电化学性能多方面的影响。采用DFT密度泛函理论计算了其添加剂的成膜性。实验结果表明：二甲基二甲氧基硅烷添加剂的使用具有更加优异的正极成膜性,在一定程度上提升了电极的常温循环与高温循环性能。适量的添加剂使用可以使电极拥有较小的ACIR与DCIR值,进而有利于改善电极的大倍率放电性能与低温放电性能。总之,添加剂的使用显著改善了高镍硅碳体系的电化学性能。     

碳包覆硅/碳复合材料的制备与性能研究

为提高锂离子电池商容量Si/C复合负极材料的电化学性能,采用喷雾干燥法制备了核壳结构的碳包覆Si/C复合材料.碳包覆Si/C复合材料为近球形颗粒,形貌规整,粒度分布均匀,呈正态分布,其物相结构和嵌脱锂的电化学反应与Si/C复合材料保持一致.碳包覆后,减小了充放电过程中复合材料电极的极化,电压滞后现象得到了显著的改善.碳包覆Si/C复合材料的最大放电比容量为512 mAh/g,略低于包覆前的材料,但循环稳定性大大提高,50次循环后的容量保持率为96%.     

锂离子电池硅基负极材料的研发进展

聚焦几类锂离子电池硅基负极材料的研发进展,主要是硅/石墨、硅/碳纳米管、硅/碳纳米线、硅/石墨烯、三维多孔硅复合材料的储锂性能及机理;探讨锂离子电池硅基负极材料目前存在的首效低和安全性不足等问题及掺杂和材料复合等解决途径;展望发展高性能、低成本新型硅基负极材料的研发方向.