锂源对双草酸硼酸锂合成的影响

用改进的固相合成方法及精馏提纯方法,获得一种含有螯合硼酸根离子的电解质锂盐—双草酸硼酸锂(LiBOB).分别选取4种含锂化合物作为锂源,采用红外光谱、X线衍射方法和化学定量分析方法,比较不同锂源对合成LiBOB的产物纯度、电化学性能的影响.研究结果表明:由LiOH·H2O合成的粗产品1次纯化纯度为99.4％,2次纯化纯度为99.8％;由Li2C2O4合成的LiBOB杂相较多;由CH3COOLi.2H2O合成的LiBOB含水分较多.用不同锂源合成的LiBOB配制成0.7 mol/L LiBOB/(EC/PC/DMC=1∶1∶3,质量比)电解液,组装成LiM2O4/Li电池进行电池循环性能的测试.LiOH·H2O和Li2CO3作为锂源合成的LiBOB具有良好的电化学性能,Li2C2O4和CH3COOLi·2H2O作为锂源合成的LiBOB电化学性能较差.     

钛酸锂作负极锂离子电池体系研究

研究了以Li4Ti5O12为负极,分别以LiCo0.5Ni0.5Mn0.5O2,LiMn2O4或LiFePO4为正极的锂电池体系. 先筛选不同厂家的正负极材料,然后再匹配成电池做循环性能研究. 测试表明,经筛选的LiCo0.5Ni0.5Mn0.5O2,LiMn2O4与LiFePO4三种材料分别与Li4Ti5O12组成电池的初始容量分别为963、931、960 mAh;500次充放电循环后容量保持率分别为96.56%、87.69%、98.1%. 其中LiCo0.5Ni0.5Mn0.5O2体系的初始容量最高,LiFePO4体系的循环性能最好. 3种不同正极材料的钛酸锂锂离子电池在85 ℃环境下搁置4 h,电池形变少于5%.     

裂解聚合物锂盐制备Li4 Ti5 O12电极材料

通过采用裂解聚合物锂盐和TiO2前驱体制备了电导率较高的Li4Ti5O12电极材料. 该合成方法以聚合物锂盐为碳源和锂源,避免了向反应物中引入额外的碳源,减少了反应相,从而更有利于制得物相均一、粒度小的电极材料. 以该方法制得的Li4Ti5O12/C复合材料作为锂离子电池负极材料,具有高倍率充放电特性.     

锂盐LiBOB的性能研究

运用电化学阻抗谱和稳态直流极化法研究了LiBOB.(PEO)n聚合物电解质膜的性能;用恒电流充放电测试研究了以LiBOB作锂盐的电池的循环性能.结果表明,LiBOB具有好的导电性能,O与Li的摩尔比为16∶1时,LiBOB.(PEO)n膜室温下的电导率最高为5.8×10-6S/cm,锂离子迁移数t =0.39;LiBOB的大电流充放电性能有待改进.     

基于新型固态电解质的锂硫电池研究进展

相对于传统的锂离子二次电池,锂硫电池拥有高比容量、高能量密度、环境友好等优点,因而在未来的动力电池和储能电池等应用上被寄予厚望.近十年来,人们在维持电极结构稳定性,提高硫的利用率,延长电池循环寿命等方面开展了大量的研究工作.但目前锂硫电池仍处于实验室研制阶段,存在不少的瓶颈问题,其中包括单质硫和产物Li2S的绝缘性、多硫离子的穿梭效应、金属锂电极稳定性较差等等,这些问题都严重影响了锂硫电池的电化学表现.本文针对以上问题,首先从正极、负极、液态电解质三方面简单介绍常用的解决途径;然后重点综述基于新型固态电解质的锂硫电池设计以及相关的研究进展;最后分析了未来锂硫电池用电解质的研究和发展方向.     

改进的固相法制备电解质锂盐LiBOB及其纯度测定

用改进的固相法合成一种新型电解质锂盐——双乙二酸硼酸锂(LiBOB):首先将脱去结晶水的H2C2O4与LiOH·H2O研磨混匀,在60℃预热2h后分批加入H3BO3,然后,于真空条件下在70℃和100℃分别保温6h和3h,得到LiBOB粗产品。对LiBOB粗产品用重蒸乙腈进行2次纯化,分别对2次提纯后的LiBOB样品纯度进行测定。用经2次提纯后的LiBOB配制成0.7mol/LLiBOB-PC/EMC/DMC(V(LiBOB):V(EMC):V(DMC)=1:1:1)电解液,并在-40.0～60.0℃对其电导率进行测定。用该电解液体系组装电池,进一步测定电池的循环性能。研究结果表明:1次纯化后的样品纯度≥98.1%,2次纯化后的样品纯度≥99.6%;LiBOB所配制的电解液在较宽温度范围内的电导率较高,说明所制LiBOB已达到用作电池电解质锂盐的标准。     

高能量密度全固态锂金属电池Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12基锂硼负极的制备及性能

采用熔融态金属锂与高纯硼粉复合制备了锂硼复合材料并应用于固态电解质(Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂, LLZTO)制作对称电池，对比研究了锂硼复合固态对称电池与锂金属固态对称电池的电化学性能。结果表明:锂硼复合固态电池界面阻抗(约6 Ω/cm2)小于金属锂固态电池的界面阻抗(约103 Ω/cm2)，说明锂硼复合电极和固态电解质接触良好；在400 μA/cm2的电流密度下进行充放电测试，锂硼复合固态对称电池可以稳定循环250次以上，而金属锂固态电池很快失效；锂硼复合固态对称电池在0.1 mAh保持容量下的临界电流密度达到2 700 μA/cm2，在0.1 mA/cm2电流密度下的面容量可达12 mAh/cm2。研究表明该锂硼复合固态对称电池具有优异的循环性能。     

液相法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12

Li4Ti5O12负极材料因其在充放电过程中"零应变"的优势,得到了广泛关注,成为锂离子电池负极材料的研究热点.采用液相法制备了Li4Ti5O12负极材料.通过正交实验,确定了Li4Ti5O12的最佳制备工艺条件:烧结温度为750℃;烧结时间为8 h;LiOH.H2O为锂源;原料中锂钛的物质的量比为0.85.该条件下制备的材料具有较好的电化学性能,首次放电比容量可达到191.61 mAh/g.     

蔗糖辅助燃烧法制备纳米锂离子电池正极材料Li1.1 Mn2 O4

采用蔗糖辅助燃烧法制备了富锂型锂离子电池正极材料Li1.1Mn2O4, XRD表明合成的Li1.1Mn2O4样品具有完整的尖晶石结构. SEM显示样品是由纳米粒子组成. 0.5 C 初始放电比容量为115 mAh/g, 10 C放电比容量可达109 mAh/g. 10 C倍率下循环200次容量保持率为90%. 实验结果表明该材料倍率和循环性能均优良.     

苯甲酸锂、对苯二甲酸锂及均苯三甲酸锂的电化学性能

采用苯甲酸、对苯二甲酸、均苯三甲酸分别与氢氧化锂进行简单中和反应生成相应的苯甲酸锂、对苯二甲酸锂、均苯三甲酸锂.将这些盐作为有机负极嵌锂材料,研究其电化学性能.结果表明,苯甲酸锂、对苯二甲酸锂、均苯三甲酸锂电极材料在0.1C倍率下首次放电容量分别为250、340、268 mAh/g,50次循环后,其放电容量分别为75、100、60 mAh/g,表明对苯二甲酸锂电极材料循环前后放电容量最高.通过溶解性实验表明对苯二甲酸锂最难溶解在有机电解液中.对苯二甲酸锂能够通过O~-—Li…O~-键作用形成二维"大分子链"的结构,能有效抑制溶解.实验结果显示,对苯二甲酸锂电极材料有望成为锂离子电池有机负极材料.     

聚合物锂离子二次电池

聚合物锂离子二次电池是一种新型锂离子电池，既具有锂离子电池的优点又具有易于薄型化和改变形状的特点，符合便携式电器小型化趋势的要求，已成为电池研究开发的又一热点，本从贝尔塑料锂离子电池出发，着重综述了凝胶电解质锂离子电池应用研究现状。     

Lithium secondary batteries using an asymmetric sulfonium-based room temperature ionic liquid as a potential electrolyte

A new asymmetric sulfonium-based ionic liquid, 1-butyldimethylsulfonium bis（trifluoromethylsulfonyl） imide （S114TFSI）, was developed as electrolyte material for lithium secondary battery. Its cathodic potential was a little more positive against the Li/Li＋, so vinylene carbonate （VC） was added into the LiTFSI/S114TFSI ionic liquid electrolyte to ensure the formation of a solid electrolyte interface （SEI）, which effectively prevented the decomposition of the electrolyte. The properties of the Li/LiMn2O4 cell containing S114TFSI-based electrolyte were studied and the cycle performances were compared to those with a conventional organic electrolyte （1 mol/L LiPF6/DMC：EC=1：1（w/w）） at room temperature. Electrochemical impedance spectroscopy （EIS） and X-ray diffraction （XRD） were conducted to analyze the mechanisms affecting the cell performances at different temperatures. The lithium secondary bat- tery system, using the above ionic liquid electrolyte material, shows good cycle performances and good safety at room temperature, and is worthwhile to further investigate so as to find out the potential application.     

Synthesis and Electrochemical Properties of Nanostructured Cathode Materials for Lithium Batteries

1 Results For electrode materials in lithium batteries,a high surface area can provide higher electrode/electrolyte contact areas,thus eventually causing the shorter diffusion paths with the particles,and provides more facile intercalation for Li ions[1-4].In addition,reduced strain of intercalation and contributions from charge storage at the surface may also contribute to Li capacity,compared with bulk counterparts.In this regard,I am going to talk about the preparation and electrochemical properties o...     

晶态锂离子固体电解质的最新研究进展

锂离子电解质是高功率密度和能量密度、长循环寿命和安全性能良好的锂离子电池的关键材料之一,对锂电池的发展起着非常重要的作用。简单介绍了几种主要类型锂离子晶态固体电解质材料的研究情况,并详细概括了最近晶态锂离子固体电解质的研究热点材料——类石榴石结构的Li5La3M2O12（M=Ta,Nb）锂离子导体,最后对以Li5La3M2O12（M=Ta,Nb）锂离子导体为代表的晶态锂离子固体电解质的研究做出了展望。     

Silane as Electrolyte Additives for Lithium Ion Batteries

1 Results In order to overcome the inherent incompatibility of PC with graphite in the lithium ion battery system, improve their electrochemical performance at low temperature,phenyl tris-2-methoxydiethoxy silane (PTMS) has been studied as an additive to the PC-based electrolyte of lithium ion batteries with graphite anode. From the cyclic voltammogram for the graphite anode in the PC-based electrolyte,we find that in the case of the electrolyte without the additive,there is a large irreversible peak ne...     

锂在苯碳黑中的电化学插入反应

利用循环伏安法对锂在苯碳黑中的插入过程进行了研究。结果表明,锂在苯碳黑中的首次插入过程伴随着一些不可逆反应,这些不可逆反应是由于电解质溶液中的溶剂化离子的插入引起的。在碳表面也存在的不可逆反应。随着具有石墨结构成分的增加,在碳中有了明显的锂插入反应。经1000℃以上温度处理过的碳黑锂的迁出电位在0.1左右,从而能代替锂作二次锂电池阳极材料。     

锂离子电池负极材料Li2MgSi的Li脱嵌性质研究

使用基于平面波展开的第一原理赝势法,研究了锂离子电池负极材料Li2MgSi在各种脱锂量下的锂脱嵌形成能、相应的体积变化、能带结构、电子态密度以及电荷密度分布.计算结果表明:脱锂量越大需要的能量越大,随脱锂量的变化,平均一个锂的脱嵌形成能在-1.21～-1.61 eV之间.脱锂过程中,体积先膨胀后收缩,整个过程中体积变化很大,是导致材料循环性能较差的重要原因.在脱锂过程中材料显示了由半导体性到金属性又到半导体性的特征.     

In Situ XRD and XAS Investigation of Cathode Materials in Li-ion Battery

1 Results Lithium ion batteries have been widely used in modern portable electronics,such as cellular phones and notebook computers,because of their low cost,long life,and high energy density.In the lithium ion batteries,the cathode provides lithium ion source and plays a critical role to determinate the performance of battery.Lithium transition metal oxides have been investigated as active cathode materials due to their high potential versus Li/Li and large proportion of the lithium ions can be insert...     

复合金属氧化物正极材料 Li(CoxNiyMn1-x-y)O2高功率锂离子动力电池的试制及电化学性能的研究

用化学方法合成用于锂离子动力电池正极的新型高电压高容量复合金属氧化物材料Li(Co_xNi_yMn_1-x-y)O₂试制了具有良好热稳定性的高功率 8 Ah 锂离子动力 电池。在研究了该电池的电化学性能后, 研制了用于混合动力电动车辆的电池系统并进行了车载实验。结果表明该 电池系统在深度放电条件下不仅显现出十分优越的循环性能和一致性, 经过模拟工况测试后的数据还表明单体电池升温最高仅为 5℃, 即电池系统还具有良好的热稳定性, 因此该电池系统是适合用于混合动力电动汽车的。     

Li/LiFePO<Subscript>4</Subscript> battery performance with a guanidinium-based ionic liquid as the electrolyte

A new guanidinium-based ionic liquid (IL) was investigated as a novel electrolyte for a lithium rechargeable battery. The viscosity, conductivity, lithium redox behavior, and charge-discharge characteristics of the lithium rechargeable batteries were investigated for the IL electrolyte with 0.3 mol kg⁻¹ lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI) salt. Li/LiFePO₄ cells incorporating the IL electrolyte without additives showed good cycle properties at a charge-discharge current rate of 0.1 C, and exhibited good rate capabilities in the presence of a mass fraction of 10% vinylene carbonate or gamma-butyrolactone.