共溶剂对石墨电极界面SEI膜成膜机制和膜性能的影响

在锂离子电池负极材料中 ,石墨类炭材料具有优良的嵌脱锂性能、充放电电位平台低且平稳、循环性能稳定等突出优点 ,仍然是目前锂离子电池的首选负极材料 .本文选用具有良好贮锂结构的人工石墨为研究对象 ,组配了 6种常用的电解液体系 ,考察了石墨电极在不同化学组成的液体非水电解质体系中的电化学嵌脱锂性能 ,确定了电极界面SEI膜的化学组成 ,探讨了共溶剂对电极界面SEI膜成膜机制和膜性能的影响 .以碳酸乙烯酯 (EC)为主体溶剂 ,分别与共溶剂组分二甲基碳酸酯 (DMC)、二乙基碳酸酯 (DEC)、二甲氧基乙烷 (DME)按1∶1混合 ,使用无水L…     

改性球形微晶石墨用作锂离子电池负极材料的研究

为了改善用作锂离子电池负极材料的球形微晶石墨的电化学性能,采用液相浸渍工艺在石墨颗粒表面上包覆一层树脂炭.结果表明:经包覆后,石墨颗粒表面更为光滑,其首次充放电循环效率从包覆前的81.0%提高到了92.7%,且首次可逆比容量也有所增加.     

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(…     

中间相炭-天然石墨球复合材料的制备及电化学性能

以煤焦油为原料在天然石墨球表面包覆一层中间相炭制备复合炭材料,研究中间相炭、天然石墨球和复合炭材料作为锂离子二次电池炭负极材料的电化学性能,并考察不同温度热处理得到的复合炭材料的电化学性能。研究结果表明：复合炭材料同时具有中间相炭及天然石墨球的优点;随着热处理温度的升高,复合炭材料的充放电容量有所降低,于700℃处理2 h的性能最佳,首次充电容量达378 mA.h/g,首次充放电效率为91.3%。复合炭材料在Li/C扣式电池中的循环性能得到提高,50个循环后容量保持率为96%。     

PVDF与海藻酸钠黏结剂对石墨负极电化学性能的影响

应用循环伏安和恒电流充、放电等电化学方法,并结合微观测试技术对比了油性黏结剂（PVDF）和水性黏结剂（海藻酸钠）对石墨负极电化学嵌脱锂性能的影响．结果表明,黏结剂的种类对电极的电容、库效率、倍率充、放电性能以及电化学循环性能均有影响．     

锂离子电池负极材料包覆型天然石墨的研究

合成并研究了一种包覆一层氢氧化铁的天然石墨材料 ,它可作为一种新型锂离子电池负极材料。对其电化学性能测试表明 ,当所用电解质为 1m ol/L L i PF6 (EC与 DEC的体积比为 3:7)以 0 .2 5 5 m A.cm- 2充放电时 ,其可逆比容量可超过 35 0 m Ah.g- 1 ,并且具有较好的循环性能。对这种材料进行了 X光衍射分析 (XRD) ,扫描电镜测量 (SEM) ,差重 -热重分析 (DTA- TGA)。从材料的结构、充放电特性和可逆性等方面 ,对锂在该包覆型碳材料中的嵌入机理进行了初步探讨。对该材料的结构分析表明所包覆的氢氧化铁分布较为均匀 ,特别是在天然石墨的端面上包覆的氢氧化铁及其在第一次充放电期间与锂反应生成的固体电解质界面 (SEI)膜 ,能够固定石墨片 ,防止其发生滑移和剥落 ,从而对材料的电化学性能产生良好的影响     

特种石墨尾料用作锂离子电池负极的研究

特种石墨尾料具有低灰分、较高的石墨化度和较大的碳微晶尺寸等特点,有望用于锂离子电池的负极材料。通过XRD、SEM和比表面分析仪对特种石墨尾料石墨化处理前后样品的微观结构进行了分析对比,评价了其电化学性能,探讨了特种石墨尾料用于锂离子电池负极材料的可行性及对其进行石墨化处理的必要性。结果表明,特种石墨尾料可以直接用作低端负极材料的生产原料;经过高温石墨化处理后,负极材料的循环性能、首次库仑效率和可逆容量均得到不同程度提升,应用范围进一步扩大。     

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.     

锂离子电池合金负极材料研究进展

合金类材料具有高比容量和高安全性等优势,是极具潜力的锂离子电池负极材料。合金负极不同的脱嵌锂机制显著影响着锂枝晶生长、锂离子输运及体积膨胀等行为。介绍了不同合金负极的脱嵌锂机制,并从热力学、动力学角度分析了锂沉积形核过程及锂在电极内部输运过程的影响因素,总结了合金负极控制锂沉积行为及体积膨胀的研究进展和未来发展方向。     

高性能锂离子电池SiO/C复合负极材料研究

以SiO为硅源,柠檬酸为碳源,通过高能球磨和高温热解制备了一种循环性能优异的锂离子电池SiO/C复合负极材料.采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的物相和形貌进行了表征.具有孔状结构的柠檬酸热解碳对纳米SiO不仅具有良好的包覆效果,也能有效缓冲电化学嵌脱锂过程中硅颗粒释放出来的体积变化.电化学性能测试表明,SiO/C复合负极材料电极循环100次后容量仍高达803.1mA.h/g,容量保持率为89%.     

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.     

包覆和掺杂对锂离子电池石墨负极材料的影响

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:表面包覆法和掺杂其它元素等。通过改性处理,可有效降低石墨的比表面积,从而大幅度提高石墨负极材料的首次可逆容量和库仑效率,改善电池的循环性能。     

锂电池负极材料石墨片的简单制备及其性能

以石墨铅笔的笔芯为原料,通过简单涂抹的方法成功制备类似石墨烯纳米片的薄片结构.对该石墨片材料在0.1 C（1 C=372 mA/g）电流密度下进行电化学性能测试,并与铅笔芯直接碾磨制备的石墨材料进行比较,结果发现,石墨纳米片的充放电曲线显著不同,首次可逆比容量为402 mA·h/g,高于石墨材料的比容量和碳的理论比容量.经过20圈循环后,可逆比容量下降为367 mA·h/g,为首次比容量的91.3%.石墨片材料具有较好的循环稳定性和较高的比容量,主要是因为石墨片具有二维片状纳米结构,比表面积很大,锂离子可同时储存在纳米片的正反两面和侧面.     

N-phenylmaleimide as a New Ploymerizable Additive for Overcharge Protection of Lithium-ion Batteries

1 Results In persuit of better safety controls of lithium batteries,much efforts has been focused on the development of the internal and self-actuating overcharge protection additives.We report a novel electropolymerizable electrolyte additive for overcharge protection of lithium batteries. Electrochemical properties and overcharge behavior of NPM as a new polymerizable electrolyte additive for overcharge protection of lithium ion batteries are studied by cyclic voltammetry,charge-discharge measurements...     

Ni~(2+)离子掺杂聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物结构和性能

制备了Ｎｉ~(２＋)离子掺杂的聚苯乙烯阳离子交换树脂,并对其进行碳化处理,分析了树脂 碳化产物的组成和结构,同时还考察了树脂碳化产物作为二次锂离子电池碳电极材料时的电 化学性能．实验结果表明：Ｎｉ～（２＋）离子掺杂的聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物与相同条件下处 理的未掺杂离子的树脂碳化产物相比,氢、氧含量有所提高,而硫含量则有所降低;Ｎｉ~（２＋）离子掺 杂提高了聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物的石墨化程度,并且促进了碳化产物中层片石墨 微晶结构的增长和有序排列;Ｎｉ~（２＋）离子掺杂有效的提高了树脂碳化产物作为锂离子电池碳负极 材料的电化学性能．与未掺杂离子的树脂碳化产物相比,Ｎｉ~（２＋）离子掺杂的树脂碳化产物组装的 锂离子电池充放电容量平均提高了约２０（ｍＡ·ｈ）／ｇ,同时还显著降低了电池第一次充放电时的 不可逆性．     

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...     

The Film-forming Properties of Propylene Carbonate (PC) on Graphite Anodes

1 Results Propylene carbonate (PC) is well known having a series of excellent properties including low melting point,wide liquid-phase range and wide electrochemical window.In addition,PC is well compatible with different cathode materials.However,the poor compatibility of PC with graphite anode limits the utilization of PC solvent into lithium ion batteries.It is generally accepted that PC molecules co-intercalate into graphite interlayer with solvated Li ions and cause exfoliation of graphite structur...     

石墨纤维增强铝基复合材料表面稀土成膜过程

采用含稀土Ce盐的化学溶液浸泡工艺在石墨纤维增强铝基(Gr/Al)复合材料表面制备无毒、无污染稀土耐蚀膜层,并对不同时间稀土Ce盐在Gr/Al复合材料表面的成膜情况进行研究.铝基体和石墨纤维表面均覆盖稀土膜层,此类稀土膜呈现"干泥"状,覆盖于Gr/Al复合材料表面.EDS面扫描结果表明:Al、O、C、Si、Ce和Mg是组成膜的主要元素;成膜30 min,稀土Ce质量分数达14.44%;成膜120 min,稀土Ce质量分数增加到47.48%.通过对其成膜过程进行研究,提出了膜层微裂纹的形成机制,其电化学成膜机理符合"微阴极成膜机理".由于稀土转化膜的存在,腐蚀过程中析氢和吸氧反应均受到抑制,同时还抑制阳极反应的发生.     

非均匀成核法在石墨表面改性研究中的应用

采用非均匀成核法,将Al(OH)3包覆在天然鳞片状石墨表面,制备出包覆Al(OH)3的天然鳞片状石墨,探讨了影响石墨表面包覆效果的关键因素,结果表明,pH值,处理温度和涂层物质前驱体的加入量是影响包覆效果的关键因素。通过SEM对石墨试样的表面形貌观察表明,改性石墨表面均匀地包覆了一层Al(OH)3。     

锂离子二次电池铜锡合金负极研究进展

与碳负极材料相比,锡基合金材料具有高容量、高密度的优势,有望成为新一代高容量锂离子电池的首选负极材料。Cu-Sn合金是研究最为广泛的锡基合金材料之一。综述了近年来该领域的研究进展,并对其发展方向进行了展望。