碳纳米管复合导电剂的应用研究

锂离子电池及其相关技术的发展对容量、充放电倍率特性、循环寿命和加工适用性等提出了更高的要求。目前最常用的负极和正极材料与电解液相容性差，充放电过程中结构变化大易剥落导致电池循环稳定性差。鉴于碳纳米管大的长径比、良好的导电性能、优异的力学性能和化学惰性，很适于用作导电剂提升电池性能。本文主要研究了碳纳米管复合材料用作导电剂，并制作成品锂离子电池检测其性能。主要取得了两项实用成果：（1）获得碳纳米管复合导电剂的制备方法，而且采用简单的机械搅拌就可以将复合导电剂进行有效均匀分散，易于进行规模化应用；（2）用碳纳米管复合材料作导电剂，与目前常用的导电剂导电碳黑相比，锂离子电池循环寿命提高一倍以上。     

改性球形天然石墨锂离子电池负极材料的研究

将天然鳞片石墨制成球形石墨,在其表面包覆一层纳米非石墨化碳材料制成具有核壳结构的改性球形石墨。实验结果表明:此法显著提高了天然石墨的振实密度、可逆容量(达365mAh·g-1 ),首次库仑效率( >93% )和循环稳定性(循环500次后,容量保持率>80% )。分析并讨论了负极材料的结构及其与电化学性能的关系。     

SiO／CNTs：新型锂离子电池负极材料

通过化学气相沉积方法原位制备了氧化硅／碳纳米管（SiO／CNTs）极材料．扫描电镜（SEM）测试结果表明,碳纳米管沉积在氧化硅表面,形成笼状结构,将氧化硅粒子紧密包裹．SiO／CNTs负极材料的初始充放电容量分别为1171和789mAh／g,经过80次充放电循环后,可逆容量为500mAh／g．在循环过程中,碳纳米管和氧化硅之间的紧密接触使得SiO／CNTs复合材料保持了稳定的导电网络,循环性能得以提高．     

利用沸腾床反应器制备碳纳米管

碳纳米管自1991年被日本NEC的Iijima发现以来,已经引起物理、化学和材料科学领域学者的广泛关注,并成为研究热点,理论和实验研究表明,碳纳米管具有独特的电学和力学性质,其导电性与管本身的直径和管的螺旋度有关,随着这些参数的变化,碳纳米管可表现出导体或半导体的性质。扬氏模量的测量表明,碳纳米管具有极高的强度,这些都预示着它具有广泛的应用前景。     

5 V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的自蔓延燃烧合成及性能

通过自蔓延燃烧方法合成了性能优良的高电位5V锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,利用傅立叶红外光谱(FTIR)、热分析(DSC/TG)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法对前驱物及样品的结构和物化性质等进行了分析和表征,考察了材料的电化学性能。结果表明,所制备样品具有单一的尖晶石相结构,具有4.7V充放电平台;在3.5V到5.2V之间进行充放电性能测试具有131mAh·g-1以上的可逆容量;在2C倍率下循环100次后的容量保持率为96%以上。     

Ni-Fe/4A分子筛催化剂可控制备大内径碳纳米管

以乙醇为碳源,Ni-Fe/4A分子筛为催化剂,采用化学气相沉积法制备大内径碳纳米管(LIDCNTs)。研究了Ni/Fe的物质的量比(n_Ni∶n_Fe)、碳纳米管(CNTs)的制备温度、催化剂的煅烧温度和4A分子筛载体对CNTs内径的影响。采用TEM、SEM、XRD和BET对LIDCNTs和还原后的催化剂进行了分析。结果显示,LIDCNTs的内径随着CNTs的制备温度、催化剂的煅烧温度的升高和n_Ni∶<     

Cu/La2O3 催化裂解乙炔制备碳纳米纤维

用沉淀法制备了Cu/La2O3催化剂,将其用于催化裂解乙炔制备了碳纳米纤维(CNFs).考察了反应温度和反应时间对CNFs产率的影响.用SEM和微机差热天平分别对CNFs的形貌和抗氧化性能进行了研究.实验结果表明:于650 ℃反应3 h, CNFs产率为1.4 g·(g Cat.)-1;CNFs形态规则,表面光滑,直径300 nm～700 nm,长度达几十微米;CNFs燃烧温度515 ℃～544 ℃.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究现状

介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶体结构及电化学反应特性,并从LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法、离子掺杂及表面包覆等方面对其研究现状进行了综述。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2相对于LiCoO2而言具有较高的热稳定性、放电比容量及循环性能,是一种较理想的锂离子电池正极材料,但是其高温及大电流环境下的循环及倍率性能仍然有待改进。     

锂离子电池三元正极材料电解液添加剂的研究进展

三元层状氧化物{Li[Ni_xCo_yM_z]O₂（0 < x,y,z < 1,M＝Mn,缩写NMC;M＝Al,缩写NCA）}具有能量密度高、循环性能好、价格适中等优异的综合性能,是目前锂离子电池（LIBs）中最具应用前景的一类正极材料.随着纯电动汽车（EVs）及混合电动汽车（HEVs）的快速发展,人们对LIBs的能量密度、循环寿命以及安全性要求不断提高.然而,在传统电解液体系中,三元正极材料在高电压、高温下会发生剧烈的结构变化和界面副反应,给实际应用带来巨大挑战,尤其是高镍三元材料的循环寿命和安全性.其中,开发适配的电解液添加剂是提高锂离子电池电化学性能最经济有效的方法之一.从物质本征结构出发,综述了近5年来包括碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代物、新型锂盐、含P、含B、含S、腈类等及其复合物作为电解液添加剂在NMC及NCA正极材料中的应用及作用机理,并进行总结与展望.     

程序升温氧化法测定碳纳米管的纯度

利用不同形态碳有不同氧化温度的特性，采用程序升温氧化法，以铂电阻丝热导池为检测器，以纯氧为载气和反应气，通过对碳纳米管(CNTs)与其中夹杂的其它形态碳氧化后生成的二氧化碳气体谱图的测量，达到对CNTs纯度进行定量分析的目的。在氧化升温速度为10℃／min，氧气流量30mL／min～35mL/min的实验条件下，测定用催化裂解法制备的多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)的纯度(纯化后纯度)分别为98．81％和79．47％。