立体碳包覆钛掺杂LiFePO_4的制备及高低温性能研究

以高价的Ti 4+为掺杂离子、聚乙烯醇(PVA)为碳源,通过高温固相法制备了原位立体碳包覆的LiFe0.96Ti0.02PO4/C正极材料.采用XRD,SEM,TEM及EDS对材料的微观结构进行了表征,通过循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电实验测试材料的电化学性能.结果表明,PVA的热解碳导电优良且最易于实现原位立体包覆LiFePO4,经过原位立体碳包覆和钛掺杂综合改性后,活性材料在不降低原有高温结构稳定性的前提下,具备了更优良的低温电化学性能和倍率性能:于0℃时0.1C和30℃时5C的放电比容量分别为128.7mAh/g和97.4mAh/g.     

Metal–air batteries: A review on current status and future applications

Metal–air batteries(MABs) have been paid much more attention owing to their greater energy density than the most advanced lithium-ion batteries(LIBs). Rechargeable MABs are considered as promising candidates for the next-generation of energy storage techniques for applications ranging from large-scale energy storage systems to electric vehicles and portable devices. However, there are still numerous scientific problems that must be overcome before their commercial application. With the aim of pr...     

锂离子电池用正极材料LiFe0.7Mn0.3PO4/C 的合成与表征

采用固相反应法在650℃合成了LiFe0.7Mn0.3PO4/C。采用X-射线衍射\扫描电镜和电化学测试对材料的结构、表面形貌和电化学性能进行了表征.结果表明,LiFe0.7Mn0.3PO4具有单一的橄榄石结构。碳的加入有效地改变了LiFe0.7Mn0.3PO4的表面形貌。LiFe0.7Mn0.3PO4/C的平均粒度在100-200nm,碳均匀地分布在LiFe0.7Mn0.3PO4的表面。与LiFe0.7Mn0.3PO4相比,LiFe0.7Mn0.3PO4/C具有更高的可逆容量和更好的循环性能以及优秀的倍率性能:0.1C时LiFe0.7Mn0.3PO4/C的可逆容量达到141mAh.g-1,60次循环后平均每周的容量损失只有0.19%,而LiFe0.7Mn0.3PO4平均每周的容量损失只有0.53%,表明碳的加入有效地改善了LiFe0.7Mn0.3PO4的电化学性能。     

锂-空气电池研究进展

 锂-空气电池是通过金属锂与空气中的O₂反应产生电能,它的理论比容量高达3828mAh/g,在电动汽车等领域展现出重要的应用前景。本文综述了近年来锂-空气电池领域的最新研究进展,对有机体系、有机-水混合体系与固态体系三类锂-空气电池的结构与原理进行了分析。总结了有机体系的多孔碳空气电极、催化剂、电解液等方面的研究工作。多孔碳的孔容是决定空气电极比容量最重要的结构参数,具有高孔容的多孔碳可以为放电过程中生成的氧化锂提供更多的储存空间,从而表现出高的比容量,多孔碳的比表面积与平均孔径对比容量也有重要的影响;合适的电催化剂可以有效的降低氧还原反应与析氧反应的过电压,从而提高能量效率;具有高极性、低黏度、低吸湿性、高溶解氧的电解液有利于改善电池的相关性能。总结了有机-水混合体系的隔膜、电解液等方面的研究工作。对有机相与水相电解液均具有良好抗化学腐蚀性的超级锂离子导通玻璃膜是目前有机-水混合体系研究的关键。总结了固态体系最新的研究进展。此外,展望了锂-空气电池领域今后的发展方向。     

新型固体电解质Li_3PO_4-LiAlO_2的合成及其电化学性能研究

采用固相合成法制备了Li3PO4-LiAlO2固态锂离子电解质材料.研究了摩尔配比、煅烧温度对产物相组成、颗粒形貌、电性能的影响.结果表明:当P/Al化学计量比为1∶1时,煅烧后试样中存在片状的γ-LiAlO2和球状的γ-Li3PO4两相,粒径约为0.5~1μm.当P/Al化学计量比为3∶1时,煅烧后试样主要是Al掺杂的球状γ-Li3PO4固溶体.此样品1 000℃煅烧后,离子电导率为6.4×10-5S/cm,说明Al掺杂能有效提高γ-Li3PO4无机固体电解质离子电导率.1 100℃煅烧后,样品锂离子电导率降低.循环伏安曲线研究表明,Al掺杂γ-Li3PO4无机固体电解质样品在饱和LiNO3水溶液中具有较好的可逆性,其电化学窗口达到1.5V.     

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.     

重新堆积和钴离子掺杂的MoS2负极材料的合成与性能研究

以原料MoS2为前驱体,经正丁基锂剥离和水热处理,制备出重新堆积的MoS2和钴离子掺杂的MoS2.利用XRD、TEM、SEM和EDS等分析手段对样品的形貌和化学组成进行表征.结果表明:重新堆积的MoS2和钴离子掺杂的MoS2的晶型均为2H-MoS2,但结晶度都比原料的差.重新堆积的样品的组成仍为MoS2,Co2+掺杂的...     

水－乙二醇体系中氯化氢的电池热力学

测定了２９３．２～３２３．２Ｋ间的７个温度下电池ＧＥ｜Ｈ２Ｏ（１－ｗ）＋Ｅｎ（ＯＨ）２（ｗ）＋ＨＣｌ（ｍ）｜ＡｇＣｌ－Ａｇ的电动势，由此求得了上述７个温度下，ｍ＝０．００２０，０．００５０，０．０１００，０．０５００，０．１０００ｍｏｌ／ｋｇ的ＨＣｌ在０～９０％乙二醇—水二元混合溶剂中的平均活度系数γ±与Ｐｉｔｚｅｒ参数；ＨＣｌ自水向各组成Ｅｎ（ＯＨ）２—Ｈ２Ｏ混合溶剂中的标准迁移自由能，标准迁移熵和标准迁移焓．最后从分子间相互作用的角度对ＨＣｌ在该混合溶剂中的热力学行为给予了理论解释．     

氯化亚锡作为还原剂在废旧锂离子电池有价金属浸出回收中的应用研究

The reductant is a critical factor in the hydrometallurgical recycling of valuable metals from spent lithium-ion batteries (LIBs). There is limited information regarding the use of SnCl₂ as a reductant with organic acid (maleic acid) for recovering valuable metals from spent LiCoO₂ material. In this study, the leaching efficiencies of Li and Co with 1 mol·L?1 of maleic acid and 0.3 mol·L?1 of SnCl₂ were found to be 98.67% and 97.5%, respectively, at 60°C and a reaction time of 40 min. We investigated the kinetics and thermodynamics of the leaching process in this study to better understand the mechanism of the leaching process. Based on a comparison with H₂O₂ with respect to leaching efficiency, the optimal leaching parameters, and the activation energy, we determined that it is feasible to replace H₂O₂ with SnCl₂ as a leaching reductant in the leaching process. In addition, when SnCl₂ is used in the acid-leaching process, Sn residue in the leachate may have a positive effect on the re-synthesis of nickel-rich cathode materials. Therefore, the results of this study provide a potential direction for the selection of reductants in the hydrometallurgical recovery of valuable metals from spent LIBs.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4/Ag的合成及表征

以醋酸锂、醋酸锰和硝酸银为原料,采用柠檬酸络合燃烧法制备LiMn₂O₄/Ag复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电以及交流阻抗技术分析和检测合成产物的物相、形貌及电化学性能.结果表明:LiMn₂O₄/Ag复合材料由LiMn₂O₄和金属Ag组成,银均匀地分布在LiMn₂O₄颗粒中;与LiMn₂O₄相比,LiMn₂O₄/Ag复合材料具有更高的比容量、更高的库伦效率和更低的极化;Ag的添加可提高LiMn₂O₄的循环性能,尤其是高倍率充放电循环性能.