锂离子电池负极材料Li2.5Cu0.5N的Li脱嵌性质

使用基于平面波展开的第一原理赝势法,计算了锂离子电池非碳基负极材料Li2.5Cu0.5N在各种脱锂量下的Li脱嵌形成能以及相应的体积变化,讨论了脱锂前后材料的电荷密度,电子状态密度等电子性质.计算表明,Li2.5Cu0.5N晶体中LiN层的锂的脱出能要比LiCu层的锂小得多,即LiN层中的锂更容易脱嵌.结果还表明,各种脱锂量的Li脱嵌能大致在-2.72～-4.08 eV/Li之间.当脱锂量小于30%,材料的体积变化较小,随着脱锂量的增大,材料的体积变化较大.     

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.     

锂离子电池纳米碳负极材料的结构与嵌锂行为

采用了一种工业副产品的纳米碳粉作为锂离子电池的负极材料,对纳米碳粉进行了提纯,测定了纳米碳粉的纯度,并对提纯后的纳米碳粉进行了电化学嵌锂性能的研究·充放电实验结果表明,该碳材料首次放电比容量为358 3mA·h/g,首次循环可逆容量为336 4mA·h/g,循环9次后可逆容量保持率为76 1%·TEM观察纳米碳粉的形貌,表明纳米碳粉为球形,直径在30nm左右;XRD测定纳米碳粉的结构,纳米碳粉的d002值介于石墨和软碳材料的d002值之间,为0 3481nm·     

负极预嵌锂对锂离子电容器性能的影响

采用SLMP(stabilized lithium metal powder)研究预嵌锂过程对锂离子电容器性能的影响.通过高倍率光学显微镜研究加入电解液后预嵌锂负极的变化;通过对比不同嵌锂含量对半电池与全电池性能的影响,分析得出含量对锂离子超级电容器的容量、能量密度和功率密度的影响,发现超稳态锂粉的质量分数在14%左右时,锂离子电容器可以获得较好的性能.     

锂离子电池Sn-Co/C负极材料的制备与性能研究

采用高温碳化裂解技术,并通过高能球磨处理,制备得到改性的高容量Sn-Co/C负极复合材料.采用X射线衍射技术测试材料的物相结构、利用扫描电镜测试材料的表面形貌.同时利用恒电流充放电和交流阻抗技术测试材料的电化学性能.结果表明,高能球磨处理后,Sn-Co/C出现非晶、纳米晶的混合组织.电极的首次放电和充电容量分别为1098.9 mAhg-1和771.3mAhg-1,经40次循环后容量仍保持在425.1 mAhg-1;改性Sn-Co/C具有更高的锂离子扩散系数,这有利于提高合金材料的充放电性能.     

煤基炭材料用作锂离子电池负极

以煤为前驱体，经700－1000℃炭化制得煤基炭材料，用X射线衍射和恒电流法研究了炭材料微晶结构的变化以及放电性能。研究发现，随着热处理温度的增加，煤基炭材料的微晶结构逐渐变得规整，首次放电容量下降。     

铁氧化物锂离子电池负极材料研究进展

铁氧化物锂离子电池负极材料具有比容量高、资源丰富、价格便宜和环境友好等优势,是目前高容量负极材料的研究热点之一.然而,铁氧化物负极材料巨大的体积效应、较差的循环性能以及大的首次可逆容量损失,影响了其在锂离子电池中的应用.目前研究最多的铁氧化物负极材料是α-Fe₂O₃和Fe₃O₄,理论容量分别为1007 mA·h·g^-1和924 mA·h·g^-1.关于其电化学性能的改进方法,包括制备不同形貌与尺寸的纳米结构材料以及铁氧化物/碳纳米复合材料.介绍了铁氧化物锂离子电池负极材料的储锂机理及其存在的问题,综述了各类铁氧化物负极材料的制备方法、影响因素及电化学性能,并对铁氧化物负极材料的进一步研究、发展应用予以展望.     

稻壳制备锂离子电池炭负极材料

研究了炭化温度、升温速率以及碱处理浓度对稻壳制备锂离子电池负极材料结构及充放电性能的影响。通过差热热重分析曲线(DT-TGA)、元素分析、X射线粉末衍射(XRD)以及电化学性能测试手段对材料进行了表征。结果表明:在最佳实验条件下,材料首次充电容量为678mA.h/g,首次放电容量为239mA.h/g,循环10次的容量保持率为86.2%。     

锂离子电池锑基负极材料的研究进展

综述了锂离子电池锑基负极材料——金属锑簿膜、锑基合金、锑基复合氧化物的研究进展,重点介绍了锑基合金材料的不同制备方法,并阐述了锑基负极材料的研究进展与开发前景。     

锂离子电池负极材料力学行为研究进展

 可充电锂离子电池被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。随着其应用领域的快速发展,迫切需要进一步提高其能量密度。本文综述对目前广泛研究的高能量密度负极材料（如硅、锗）在充/放电过程中力学行为的研究进展;基于最新实验手段及数值模拟方法,介绍负极材料由于电化学-力学耦合所造成的变形和破坏,并讨论相关技术在其他电池系统研究中的应用。     

锂离子电池界面电容充放电深度的计算与分析

采用理论计算并结合实验验证的方法讨论脉冲电流法提取锂离子电池(LIB)电路模型参数中静置时间的影响.首先,给出双脉冲激励下LIB二阶电路模型全响应解析解,并计算界面电容瞬态电压随时间演化规律;然后,定义界面电容充放电深度,给出计算公式,分析静置时间长短对界面电容充放电深度影响.最后,采用Solartron1470E-1455电化学工作站对15AH-NCM LIB进行充放电测试和电化学阻抗谱测试,实验结果验证了数值计算的正确性.     

Aromatic carbon coated tin composites as anode materials for lithium ion batteries

Aromatic carbon coated tin composites (A/Sn) have been prepared by thermal decomposition of the stannous 1,8-naphthalenedicarboxylate precursors, which is a reformative preparation method. Sugar carbon coated tin composites (S/Sn) also are prepared as a contrast with the A/Sn composites. The morphology and composition of the products were characterized by Scanning Electricity Microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). Their electrochemical performance as anode materials for lithium ion batteries were investigated; the results indicated that these materials exhibited good performance, and the cycle stability of A/Sn composites is especially superior to the S/Sn composites due to its special carbon resource.     

锂离子电池碳负极中边缘碳及表面碳原子含量的理论计算

通过理论分析与计算得到边缘碳及表面碳原子含量的表达式。分析了石墨微晶结构与成键特征,研究了石墨微晶中边缘碳原子与基平面碳原子的电化学特性。结果表明:边缘碳原子比基平面碳原子更易于与其他原子或基团形成较为稳固的联接,电化学反应活性较高;在首次充电过程中,边缘碳原子附近电解质的分解与SEI膜成膜反应速度较快,有利于形成联接较为紧密的SEI膜;建立了紧密堆砌的正六棱柱颗粒模型,推导出理想石墨中边缘碳原子及表面碳原子含量与微晶参数、颗粒尺寸之间的关系式。通过引入适当因子,修正了实际石墨颗粒与理想石墨在结构、形貌、孔隙率等方面的差别,得到的表达式可适用于石墨、无定形碳及改性碳等多种碳材料碳原子含量的计算。     

锂离子电池三维多孔硅/银复合材料负极设计及性能

以商品单质硅为原料,利用金属辅助化学刻蚀方法结合化学镀方法制备了三维多孔硅/银复合负极材料,采用X射线粉末衍射仪、场发射扫描电镜及比表面与孔隙度分析仪对其组成、结构、比表面积及孔隙率进行研究,随后对其电化学性能进行研究.结果表明,三维多孔硅呈现狭缝型的介孔,平均孔径宽度为12.5 nm,比表面积达到6.083 m2/g...     

锂离子电池炭负极的结构与特性及其电化学性能

通过计算边缘碳原子及表面碳原子含量计算,研究边缘碳及表面碳原子含量对炭材料的电化学性能的作用机理。导出炭材料的结构与物理特性对炭材料的嵌锂性能的影响。通过对不同形貌、粒径、比表面积及有序程度的人造石墨、中间相炭微球及热解炭的电化学性能的研究,验证该机理的正确性。应用这一机理分析对人造石墨进行热处理改性,以及在人造石墨表面包覆无定形炭的改性作用。研究结果表明:边缘碳及表面碳原子的含量对固体-电解质中间相(SEI)膜的形成以及SEI膜的均匀、稳定性具有重要的作用,从而影响炭材料的首次不可逆容量及循环性能。     

Facile synthesis of CoFe2O4 nanoparticles anchored on graphene sheets for enhanced performance of lithium ion battery

Recently, metal oxides as high capacity anode materials had been investigated for lithium ion batteries.However, the fast capacity fading upon cycling leaded poor durability, which hindered their application as higher energy density of lithium ion battery. In this paper, a nanostructured nanocomposite with graphene supported CoFe_2O_4 nanoparticles(NPs) was prepared via simple hydrothermal reaction. The uniform CoFe_2O_4 NPs were anchored on graphene sheets, which brought a good performance on cyclability. Combined with the optimization of graphene content, the anode delivered a better capacity retention of 944 m A h g~(-1)over 50 cycles at current density of 100 m A g~(-1)and the good reversible capacity as 990 m A h g~(-1)when the rate returned from 5 A g~(-1)to 0.1 A g~(-1)after 60 cycles. The present work provided a desired structure for conversion anode materials or other electrode materials of large volume change.     

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     

Li3N film modified separator with homogenization effect of lithium ions for stable lithium metal battery

Lithium metal anode with high theoretical capacity is considered to be one of the most potential anode materials of the next generation. However, the growth of lithium dendrite seriously affects the application of lithium metal anode and the development of lithium metal batteries(LMBs). Herein, an ultrathin Li₃N film modified separator to homogenize the lithium ions and protect the lithium metal anode was reported. Due to the intrinsic properties of Li₃N, the functional sep...