金属草酸盐基负极材料——离子电池储能材料的新选择

商业化锂离子电池石墨负极和锂盐过渡金属氧化物正极材料的储锂容量都已接近各自的理论值,探索下一代高能量密度电极材料是解决现阶段锂离子电池容量限制的关键。近年来,新型金属草酸基负极材料,借助其在金属离子电池中多元化储能机制诱发的较高储能效应在碱金属离子电池绿色储能材料领域备受关注。本文就金属草酸基材料在锂、钠、钾金属离子电池方面的最新研究进行了综述,着重介绍了材料的晶型结构、多元化储能机制及储能过程中的动力学特征,简单阐述了材料在电化学储能中存在的问题,分析了金属草酸基负极材料在形貌晶型控制、界面碳复合改性和金属元素掺杂方面的改性策略。最后,预测了金属草酸基负极材料在碱金属离子电池体系的发展方向。     

钠基固体电解质及其在能源上的应用

由于以钠基固体电解质为核心的新型钠电池体系具有低成本和高安全性,在能源领域应用潜力巨大。高离子电导率和稳定性是钠基固体电解质应用于新型钠电池体系的前提。近年来,人们通过对制备方法改进和掺杂改性等方面的研究显著提高了钠基固体电解质的离子电导率和稳定性。此外,新型钠电池体系亟需解决固体电解质与电极间的界面接触性差和界面稳定性差等问题。本文首先总结了β″-Al₂O₃、NASICON型、硫化物类和聚合物类钠基固体电解质的研究进展,然后介绍了钠基固体电解质在以钠-硫电池,有机/水混合系钠-空气电池和全固态钠离子电池为代表的新型钠电池体系中的应用情况,并对界面问题和采取的解决策略进行系统论述。基于固体电解质的新型钠电池体系在能源上的大规模应用还需要电池材料、界面和电池设计等多方面的研究同时突破。     

金属二氧化碳电池的研究进展

化石燃料的大量使用造成二氧化碳排放与日俱增和气候严重恶化,为了解决这一问题,科学家们通过各种物理和化学方法来降低大气中二氧化碳的含量,但是效果并不是很明显.金属二氧化碳电池既能够捕捉二氧化碳,还可以作为清洁的储能装置,同时对金属二氧化碳电池的开发与研究也推动着电动汽车产业向更加经济、环保、可持续的方向发展.基于上述优点,金属二氧化碳电池近几年迅速发展.主要介绍了锂、钠、铝、镁二氧化碳电池的研究进展,并对锂、钠二氧化碳/氧气电池的电化学性能进行对比,提出了目前金属二氧化碳电池所面临的问题,并给出了解决方案.最后,评述了金属二氧化碳电池未来的发展方向.     

激光拉曼光谱对LiFePO4/C正极材料包覆碳结构的研究

利用激光拉曼光谱对LiFePO4/C锂离子正极材料碳外壳的石墨化程度进行了研究,对不同碳源合成的样品进行激光拉曼光谱比较,并结合X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、选区电子衍射、电阻率测试等多种检测手段,对材料的性质结构和形貌进行了研究.结果发现,相比对应sp3杂化峰和sp2杂化峰的峰面积比,对应非等向性sp2杂化峰和对应规则sp2杂化峰的ID/IG分布更加均匀,其显示的石墨化程度与材料导电性在一定程度上有相似规律,但同一材料的拉曼光谱信号因受碳包覆均匀性的影响出现较大差别,且相对于单独用柠檬酸或蔗糖做碳源的样品,利用两者混合物做碳源的样品的ID/IC值和sp3杂化峰和sp2杂化峰的峰面积比值均较高.在扫描电镜和透射电镜图中,可以观察到二次和一次颗粒包覆不均匀的现象,这有可能是导致同个样品中不同点数据不均匀的原因.但是较大的离散性还是影响了拉曼光谱在此类检测中的客观准确性.     

模板法合成有孔的锂离子电池正极材料LiFePO_4/C

<正>橄榄石型LiFePO4因其具有170mAh·g-1的理论容量,3.4V的放电平台,良好的循环性能和热稳定性能,无毒和价格低廉等优点,自1997年被Goodenough等[1]首次报道以来受到人们广泛关注[2-3],并被认为在动力电池应用上极有潜力[4]。但此材料的电导率低及扩散性能差[1],限制其大规模应用。针对上述缺点研究人员对LiFePO4的改性研究主要包括:包覆碳[5-7]和金属粉末[8]、掺杂金属离     

模板法制备孔状锂离子电池电极材料*

模板法为孔状锂离子电池材料的制备开辟了一条新的途径,近几年已经成为材料制备领域研究的热点之一。本文介绍了模板法在制备孔状锂离子电池材料上的新进展,阐述了模板法的原理、分类以及制备过程。最后总结了孔状锂离子电池材料的特点和目前存在的问题,并展望了该领域的发展趋势。