天然石墨在室温离子液体电解液中的嵌脱锂性质

室温离子液体是现代化学中的先进液态功能材料之一,用作锂离子电池电解液具有导电性好、不燃烧和易回收等突出优点,是未来动力锂离子电池理想的电解液组分[1].然而,由于离子液体的造价高、粘度大且与电极活性物质的浸润性差,将其用于锂离子电池还需要大量的基础研究工作[2]. 本文研究了天然石墨负极材料在室温离子液体电解液中的电化学嵌脱锂性质,选用多种有机电解液添加剂改善了离子液体电解液与石墨类负极材料的相容性,报道了一种在锂离子电池中有应用前景的室温离子液体电解液体系.1　实验部分　等摩尔的溴化三甲基己基铵(TMHABr)和二(…     

电纺纤维基材料在水系锌离子电池中的应用

水系锌离子电池因其成本低、理论能量密度高和本征安全等,在储能电站、柔性可穿戴电池等领域极具发展潜质.静电纺丝技术可以实现锌离子电池相关材料在纳微米尺度上的掺杂、复合和结构设计,实现其在宏观性能上提高,抑制/减缓锌离子电池中枝晶生长、结构坍塌和析氢/氧等问题.因此,静电纺丝纤维基材料具有组分可调控性广、柔性自支撑能力强和规模化生产能力好等特点,使其在水系锌离子电池中得到广泛的研究和应用.根据静电纺丝技术特点和水系锌离子电池的储能特性,总结分析了静电纺丝纤维基材料在电极活性材料和电极隔膜中的研究进展,并对静电纺丝技术在水系锌离子电池中存在的问题和发展方向进行评述.     

锂离子动力电池内阻模型与实验研究

首先,根据多孔电极理论,建立了锂离子动力电池的仿真模型.对仿真模型的分析可知,影响电池内阻的内部因素为锂离子在电极活性材料中的固相扩散系数及由极片的电子电导率、电解液的离子电导率和活性材料的电子电导率组成的电池总电导率.分别设计制作磷酸铁锂和石墨半电池,使用恒电流间歇滴定法(GITT)对半电池进行固相扩散系数的测量.使用交流阻抗法(EIS)对半电池进行总电导率的测量.对比半电池实验数据和磷酸铁锂锂离子动力电池实验数据可知,电池的极化内阻由锂离子在电极活性材料中的固相扩散系数决定;电池的欧姆内阻由电池的总电导率决定.     

MH/Ni电池正负极材料研究进展(I)--正极材料

MH/Ni电池是一种正在发展中的新型高容量绿色二次电池 .电池采用正极限容设计 ,负极过量 ,因此电池的容量主要由正极来决定 .本文评述了目前 MH/Ni电池中所用镍电极材料的分类、晶体结构、制备方法以及国内外的研究现状 .     

全钒液流电池电极材料的研究进展

介绍了全钒液流电池的结构、原理、特点及其发展过程，对制约全钒液流电池发展的电极材料这一关键组成作了论述.从电极材料的对比分析、电极改性方法的介绍及其电化学性能的优化机制等方面，综述了钒电池电极材料的发展过程及现状.     

二次锂离子电流炭电极材料的制备

对经不同离子交换的聚苯乙烯阳离子交换树脂进行了高温炭化处理，制备成具有高度分散状态的金属－炭复合材料。考察了将这些金属－炭复合材料作为二镒锂离子电池炭电极的电化学行为。实验结果表明，掺杂不同离子的炭电极具有充、放 电的不可逆性、其充、放电容量也有明显的差别。采用聚苯乙烯阳离子交换树脂制备二次锂离子电池炭电极材料时，炭化处理的温度并不是越高越好。在一定温度范围内，低温处理样品的充、放电容量反面高于高     

室温离子液体用作锂离子电池电解液时的电性质

室温离子液体(RTIL)具有液程宽、热稳定性好、不可燃、无蒸气压、导电性好、易回收等突出的优点,用于锂离子电池可以很好地解决电池在高能量密度下的安全性问题,使锂离子电池在电动车或其它大型动力系统中的应用成为可能．本研究了LiCoO2电极在1mol／L LiTFSI／TMHATFSI离子液体电解液中的电化学行为,探讨了温度和电流密度对电极电化学性能的影响,测定了锂离子通过电极和电解液相界面的迁移活化能,解释了影响LiCoO2电极性能的内在原因．     

钾离子电池高容量铋基合金负极材料研究进展

钾具有储量丰富、成本低、较低的电极电势且与锂元素相似的物理化学性质,因此,钾离子电池有望成为在低速电动车和规模储能等应用领域中部分替代锂离子电池的有力竞争者.由于钾原子半径和质量较大,导致电极材料在嵌钾/脱钾过程中存在较大的体积变化及固体电极中的低离子扩散速率和较差的反应动力学.合金负极具有高的理论比容量、合适的电极电势等优点,是极具前景的钾离子电池负极材料.铋负极的理论储钾容量较高,但充放电过程中存在体积变化、电极材料的粉化等问题.近年来,人们对钾离子电池高容量铋基负极材料及与之相匹配的电解液进行了广泛的研究.本文总结了铋基材料作为高容量负极材料在钾离子电池的应用,对材料结构设计、合成方法和新型电解液等进行综述,同时对合金负极材料的未来发展方向和应用前景进行了展望.     

扣式锂离子电池的制备及性能测试综合实验设计

把扣式锂离子电池的制备及性能测试设计成化学综合实验,建立了基于正极材料的合成、正极片的制备及电池组装和性能测试的综合性开放实验.该实验以化学材料合成和电化学理论为基础,通过该实验可了解正极材料的合成方法,电池的基本结构以及电池性能的测试方法.     

二次锂离子电池炭电极材料的制备

对经不同离子交换的聚苯乙烯阳离子交换树脂进行了高温炭化处理 ,制备成具有高度分散状态的金属炭复合材料。考察了将这些金属炭复合材料作为二次锂离子电池炭电极的电化学行为。实验结果表明 ,掺杂不同离子的炭电极具有充、放电的不可逆性 ,其充、放电容量也有明显的差别。采用聚苯乙烯阳离子交换树脂制备二次锂离子电池炭电极材料时 ,炭化处理的温度并不是越高越好。在一定温度范围内 ,低温处理样品的充、放电容量反而高于高温处理样品     

MH／Ni电池正负极材料研究进展（Ⅰ）：正极材料

ＭＨ／Ｎｉ电池是一种正在发展中的新型高容量绿色二次电池。电池采用正极限容设计、负极过量,因此电池的容量主要由正极来决定。本评述了目前ＭＨ／Ｎｉ电池中所用镍电极材料的分类,晶体结构、制备方法以及国内外的研究现状。     

室温离子液体对水热生长纳米α-Fe2O3形貌与电性能的影响

纳米Fe2O3是一种多用途型功能材料,已被广泛应用于气敏、染料、催化等方面,近年来,作为有重要应用前景的锂离子电池电极材料引起了人们的关注[1].本文探讨了室温离子液体对水热生长纳米Fe2O3的形貌、结构及其用作锂离子电池负极材料时嵌脱锂性质的影响.     

新能源专业钛酸锂负极的制备与锂电性能测试实验教学设计

综合实验课程以“锂离子电池”这一研究和发展热点为主题,依托新能源专业,以工程实际问题为切入点,采用固相合成法制备了锂离子电池用钛酸锂负极材料,并进行表征和电化学性能测试。教学设计围绕以学生为中心、以成果为导向的理念,与新能源材料合成与制备、材料分析测试方法等课程相结合。教学内容涉及材料制备与表征、电极制备与电池组装、性能测试与结果分析。该教学实验的设计和实践有助于学生深化理论理解,掌握基本的锂离子电池制作流程和测试方法,进一步认识所学课程在新能源领域发展中的重要作用,提高专业认同感、自主思考能力和创新意识。     

镁掺杂氧化锰电极材料用于高性能水系镁离子二次电池

水系镁离子二次电池在低成本与高安全性储能设备中应用前景广阔。虽然氧化锰被认为是水系镁离子电池中一种有潜力的电极材料,但其电子导电性低和循环性能差的问题极大地阻碍了氧化锰电极材料实际应用。本文提出了一种新颖的氧化锰电极材料的镁掺杂工程技术,同时对构建的镁掺杂氧化锰电极材料的电子结构和电化学性能进行了深入研究。DFT理论计算证明了镁掺杂对调节氧化锰电子结构的重要作用,并且原位拉曼结果也证实了镁掺杂氧化锰在充放电过程中可逆的相变过程。因此,该电极材料展现出高比容量（419.8 mAh·g?1）,以及优越的循环性能（1000次循环后容量几乎没有衰减）。基于这种镁掺杂氧化锰电极材料,我们成功组装了一种软包装型水系镁离子二次电池,该储能器件具有优越的电化学储能性能,实现了水系镁离子二次电池的高比能与长续航特性,揭示了其在高性能能源技术领域中的巨大应用潜能。     

纳米材料在锂离子电池中的研究进展

锂离子电池的核心是选择高能储锂电极材料,纳米材料以其独特的物理化学性能应用作为锂离子电池电极材料,具有减小极化,增大充放电电流密度,提高放电容量和循环稳定性等优点,有利于高性能、高容量和高功率电池的发展。纳米电极材料具有非常广阔的应用前景,但目前已有的研究基本处于实验开发阶段,且主要集中在制备方法上,其微观结构和电化学性能沿需进一步研究探讨。     

CuO作为锂离子电池负极材料的研究进展

负极材料是影响锂离子电池性能的主要因素,CuO材料由于其理论比容量高(670mAh/g)、化学和热稳定性好、易合成、资源储量丰富及环境友好等优点备受人们的关注.主要对CuO材料作为锂离子电池负极材料的储锂机理、制备方法和对材料进行改性提高其电化学性能的方法进行综述,展望了CuO电极材料的研究趋势和发展前景.     

新型离子液体基多金属氧酸盐的合成及表征

通过离子交换和酸碱中和的两步反应制备了系列质子含量不同的离子液体基多金属氧酸盐.利用红外光谱、X射线粉末衍射技术以及热分析方法对所合成的离子液体基多金属氧酸盐的结构进行了表征.实验结果表明,通过控制离子液体与杂多酸的反应计量比,可实现对所合成出的离子液体基多金属氧酸盐组成的有效控制.这种氢离子可调的离子液体基多金属氧酸盐有望作为新型电极材料在电化学领域得以进一步应用.     

量子化学原理在锂离子电池研究中的应用

锂离子电池的发展强烈地依赖于相关材料的性能,因此对材料进行理论设计以寻找具有特定性能的材料以及对电池充放电过程中有关现象的理论解释已经成为材料研究的迫切要求.量子化学和现代计算技术的发展,已基本上能满足这一要求.本文综述了近年来量子化学原理在锂离子电池研究中的应用.重点评述了量子化学原理在锂离子电池电极材料平均插锂电压的预测、锂的嵌入-脱嵌机理研究、锂离子电池正极材料晶格畸变的研究以及其它物理化学性质的理论计算中的应用.     

微纳结构硅在锂离子电池中的研究现状

近年来,随着人们对能量需求的日益增大,已商业化应用的石墨电极已经很难满足高性能电子产品对高能量密度的需求,因此发展高能量密度的锂离子电池显得尤为重要。在已研究的先进材料中,硅已被证明存在巨大的储能潜力,其理论比容量（约4 200 mA·h·g^-1）远高于已商业化应用的石墨类电极材料。对锂离子电池中硅电极材料的微纳结构、制备方法、电化学性能及相关机理进行了总结,目的是研究不同结构的硅电极材料对电池性能的影响,以找到性能较为优异的硅电极结构。结果表明,在已被研究的硅基复合材料中,核壳结构和多壁纳米管结构硅电极材料在电化学性能方面均体现出了明显的优势。最后简要分析了硅基电极材料发展中存在的问题,并对其研究前景进行了展望。     

锂离子电池隔膜材料中离子扩散问题的随机行走模拟

基于自主开发的随机行走模拟软件对锂离子电池隔膜材料中离子扩散问题进行了模拟研究.系统地考察了驱动电势、隔膜平均孔径以及隔膜骨架与离子之间的弱相互作用等因素对锂离子扩散行为的影响.结果表明,锂离子在隔膜材料中的扩散受离子驱动电势和孔道平均孔径影响较大.该研究为锂离子电池设计与优化提供一定的理论参考.