Li-Mn-○化合物的电性能与锂离子迁移性研究

采用天冬氨酸法合成Li-Mn-O化合物,对前驱体在400℃和750℃煅烧得到的样品进行X射线衍射分析(XRD),并对750℃煅烧样品进行电化学性能检测。结果表明:400℃制得的样品以纯尖晶石LiMn2O4存在,750℃下制得样品的首次充放电比容量分别为123.8mAh/g和122.5mAh/g,循环20次后放电比容量仍能达到121.0mAh/g,为初始放电比容量的98.77%。     

锂离子蓄电池正极材料层状锰基化合物的研究进展

层状锰基过渡金属氧化物成为当前锂离子蓄电池正极材料研究的热点。对近年来国内外层状锂锰氧化物的研究进展进行了综述,介绍了有关层状LiMnO2及其衍生物的研究工作,重点阐述了层状LiMnO2的合成方法、电化学性能及多元锰基层状固溶体;最后讨论了层状锰系正极材料的应用前景。     

中等功率型锂离子蓄电池的研究

研制了中等功率型锂离子蓄电池,对电极材料、电解液体系的选择及电池的制备与化成进行了研究,并进行了一系列电池性能的测试试验.试验结果表明,中等功率型锂离子蓄电池的额定容量为24Ah,比功率达到452W/kg,比能量达到123Wh/kg,4C放电倍率特性良好.在过充、短路、针刺、挤压试验过程中不起火、不爆炸,安全可靠性高.2C放电循环100次后容量为初始容量的91%,能够满足对电池中等倍率放电的要求.     

锂离子电池嵌入式化合物的研究

讨论了锂离子电池所用嵌入式化合物的固体化学问题。在相同的质量和体积下，锂离了电池的能量是普通电池的两倍，它是未来消费电子产品、电动汽车和可移植医疗器具（加入人工心脏）发展的关键所在。简要介绍了二次锂电池正枯嵌锂化合物的基本原理，嵌入式化合物的结构、性能关系，最后讨论了几种重要的可嵌入正极材料的晶体结构、电子结构和嵌入化学；展望了几种有希望用于新一代充电锂电池的化合物。     

废旧锂离子蓄电池正极材料回收研究

从废旧锂离子蓄电池中回收钴酸锂有两种方法,即直接回收钴酸锂,以及先回收钴和锂然后再合成得到钴酸锂。比较了这两种方法所得产品的电化学性能。通过热重-差热分析曲线确定保温温度和时间,采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、嵌入-脱嵌循环曲线、循环容量曲线和效率-循环次数曲线进行分析,发现后一方法回收的钴酸锂样品循环性能良好,在0.1C和0.5C放电条件下首次放电比容量分别为130.3mAh·g-1和113.9mAh·g-1;当循环10次以后充放电比容量基本稳定在123mAh·g-1和112mAh·g-1;循环20次之后,放电比容量仍有122.85mAh·g-1和111.80mAh·g-1。     

锂离子在石墨中的嵌入特性研究

研究了锂离子在人造石墨（ＡＧ）中的电化学嵌入特性和用它作负极材料时的电池性能。Ｌｉ－ＡＧ试验电池在ＬｉＡｓＦ６－ＥＣ＋ＤＥＣ电解液中充电时，依次形成Ｌｉ０．５Ｃ６和ＬｉＣ６两种化合物，这可由ＸＲＤ图谱及碳电极贮存期间电极电位的变化曲线获得证明。ＡＧ颗粒表面使用ＰＡＮ在１２００℃氮气中分解碳的包覆试验表明，这种无定形碳层可提高材料的放电率，降低自放电率。制成了额定容量为４００ｍＡｈ和５００ｍＡｈ的两种ＡＡ型ＡＧ－ＬｉＣｏＯ２电池；４００ｍＡｈ容量的电池以０．５Ｃ，１００％ＤＯＤ充放电寿命超过４００次，同样条件下，５００ｍＡｈ电池寿命在３００次以上     

国产石墨作为锂离子蓄电池负极材料的性能

主要研究了典型国产石墨的排列结构和直接作为锂离子蓄电池负极材料的电化学性能。结果表明不同的石墨产品 ,其排列结构和电化学性能存在较大差异。并且直接用于锂离子蓄电池负极材料还存在着容量和效率偏低 ,松装和振实密度小 ,循环不是很理想的问题 ,需要对其进行有效的改性处理 ,以满足电池性能和工艺要求。通过对国产石墨进一步包覆处理后 ,其物理性能和电化学性能都得到了明显的改善     

TTFP在锂离子蓄电池电解液中的阻燃性能

为了研究三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯(TTFP)作为锂离子蓄电池电解液阻燃剂的阻燃效果及其对电池电性能的影响,采用自熄时间(SET)法测试了TTFP对1mol/LLiPF6 EC/DMC(1∶1w/w)锂离子蓄电池电解液的阻燃性能;采用测电导率的方法研究了TTFP对电解液电导率的影响,并分别以其作为Li/LiCoO2、Li/MCMB和MCMB/LiCoO2电池的电解液阻燃添加剂分析了TTFP在MCMB负极、LiCoO2正极上的电化学稳定性及其对电池电性能的影响。研究结果表明,TTFP可显著降低电池电解液的可燃性,电解液的可燃性随着电解液中TTFP含量的增大而迅速降低,电解液的电导率也降低,当TTFP浓度为20%(质量百分数,以下同)时,电解液的SET几乎为零,电解液电导率的下降幅度与电解液中TTFP的浓度呈线性关系。TTFP在MCMB负极材料和LiCoO2正极材料上的电化学稳定性良好。TTFP不但对MCMB/LiCoO2电池的电化学性能的影响很小,而且能够明显提高其安全性能。研究结果对于开发锂离子蓄电池电解液新型阻燃剂和提高锂离子蓄电池的安全性能具有一定的理论意义和实用价值。     

锂离子蓄电池纳米正极材料研究进展

纳米电极材料表现出许多优异的电化学性能:由于纳米电极材料比表面积大以及锂离子在纳米结构电极中扩散距离的显著缩短,可以减小电极的极化,提高电池的充放电容量;与普通微米级材料以适当比例混用时,可产生混配效应,提高电池的放电电压平台,改善电池的循环稳定性。介绍了锂离子蓄电池纳米正极材料LiCoO2、锂锰氧化物(LiMn2O4、LixMn2O4等,其中0.6≤x≤1.0)及其掺杂化合物的合成方法与特点,综述了这些纳米材料的电化学性能及其机理。     

LiMn2O4在锂离子蓄电池中的电化学性能

论述了LiMn2O4材料的合成工艺对电化学性能的影响,最佳合成条件下的初放电容量可达到120mAh/g。将尖晶石型LiMn2O4材料作为正极活性材料制成18650型锂离子蓄电池,电化学测试表明电池的初放容量达到1.2Ah。对正极组分(活性物质,导电剂,粘结剂)的不同配比及电极制备工艺进行优化设计,电池在常温下以0.5A电流充放电可达500次循环,荷电态月平均自放率为9.2%。     

负极磁化处理对锂离子电池性能的影响

通过在涂布过程中对锂离子电池负极进行磁化处理,制备磁化处理的石墨负极,采用SEM、XRD、EIS等表征手段研究磁化对石墨负极微观形貌及微观结构的影响,并且研究了负极磁化对电池内阻,倍率,循环等性能的影响。结果表明：在经过涂布过程磁化处理后,负极石墨颗粒各向异性明显降低,晶格中I（004）／I（110）强度比值明显上升,磁化极片扩散内阻减小,电池的倍率及循环性能明显改善。     

扣式电池壳体对锂离子电池材料性能测试的影响

采用空电池壳体组装扣式电池,研究在充放电测试过程中的稳定性.充电时,壳体发生氧化反应,并提供一定的充电容量;放电时,壳体未发生明显的还原反应.壳体的稳定性影响实际测试材料的充电曲线及首次效率.应对壳体进行评价,并选取适当的组装工艺,减小壳体的影响.     

锂离子动力电池性能研究

介绍了额定容量为10Ah的锂离子动力电池的制备方法,评价了电池的充放电性能、过充电性能及电池一致性等。实验表明,电池的能量密度超过165Wh/kg;0.5C倍率充放电循环500次后电池容量仍为初始容量的90%;-10℃及-20℃时电池放电容量分别为初始容量的75%及70%;电池的过充电性能需进一步改进,过充电压只能达到5.0V;0.1C、0.2C、0.5C和0.8C倍率放电,工作电压平台均超过3.6V,电压差小于0.08V;电池表现出良好的一致性,达到锂离子动力电池的性能指标。     

锂离子电池的安全特性分析

锂离子电池与人们日常生活的关系日益密切,其安全特性也越来越受到人们关注。分析了锂离子电池在过充电、过放电、短路、高温等滥用条件下存在的安全问题;并介绍了提高锂离子电池安全性能的措施和对锂离子电池安全特性的考核方法。     

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.     

碳负极面密度均匀性对锂离子电池性能的影响

研究了碳负极纵向面密度均匀性对电池首次充放电效率、倍率放电性能和循环性能的影响。实验结果表明:负极纵向面密度差从1.52mg·cm-2降低到0.12mg·cm-2时,电池的首次充放电效率由81.9%增加到88.9%。以纵向面密度差分别为1.31mg·cm-2和0.35mg·cm-2的负极所制备的电池,其2C放电容量分别为0.2C放电容量的93.1%和96.5%,经157次1C充放电循环后,放电容量分别为初始容量的80.6%和88.9%。在负极制备中监测电极的面密度的变化,可提高电池的综合性能。     

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。     

锂离子电池荷电贮存性能的研究

将锂离子电池在不同荷电状态(SOC)下贮存,对贮存前后的电池性能进行了测试;对在不同SOC下贮存对电池性能的影响进行了研究,结果发现:电池进行长期贮存时,电池电压在3.80 V左右,电池的综合性能最好;当电池电压超过3.90 V时,对电池的容量、内阻、平台和循环寿命都会产生不利影响;而电池在完全放电态或过低SOC下贮存,电池的循环性能略有下降,电池不能立即使用,且容易出现过放电.     

溶胶-凝胶法合成LiFePO4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料LiFePO4,并用X射线衍射、充放电循环测试、循环伏安法扫描等,研究了LiFePO4的物相结构、表面形貌以及电化学性能等,并探索了合成工艺条件对材料的电化学性能的影响.结果表明,680℃下焙烧得到的材料表现出较好晶体形貌,样品的颗粒大小比较均匀,同时电化学性能较好,10 mA/g...     

掺钛、钴、镍的Li-Mn-O尖晶石的电化学性能研究

由掺钛电解二氧化锰与氢氧化锂及掺杂剂烧结制备掺钛或掺镍-钛或掺钴-钛的尖晶石锂锰氧化物样品。在4.6～2.5V电压范围和1C倍率的电流下充放电时,600℃掺钛样、600℃和750℃的未掺杂样的初始容量分别为205mAh/g、189mAh/g和207mAh/g;将经过40循环测试并以充电态存放3个月的600℃掺钛样、600℃和750℃未掺杂样再次充放电时,初始放电容量分别为175mAh/g、135mAh/g和126mAh/g,在40循环中平均1次循环的容量衰减率分别为0.4%、1.1%和1.3%。循环伏安实验表明,掺钛明显改善充放电反应的可逆性。拉曼分析表明,掺钛对充电态样品的Mn-O键有明显的增强作用。XRD(X射线衍射)分析表明,600℃掺钛样具有立方晶格,晶轴a为0.8242nm。因此,掺钛可以明显改善样品的放电性能和充电态存放性能。