锂离子电池电极界面特性研究方法

电极界面特性是影响锂离子电池充放电循环容量与稳定性的重要因素.本文总结了目前对电极界面特性进行研究的方法,主要包括传统的电化学方法、显微方法、谱学方法、电化学石英微晶天平等,重点论述了上述研究方法的原理、优缺点和在研究电极界面特性中的应用,以及这些方法相结合所取得的一些研究进展,并指出在今后的工作中,无论是对新材料的研...     

水分对锂离子电池性能的影响

水分对锂离子电池性能的影响;锂离子电池;电池电化学性能;SEI膜     

锂离子电池非水电解质中Li迁移特性

电解质是锂离子电池的重要组成部分之一，其中Li＋的迁移特性对电池性能具有显著影响。本文综述了用于锂离子电池的凝胶、聚合物和非水液态电解质中Li+迁移特性的研究进展，分析了影响Li＋迁移的主要因素，并提出了进一步的研究重点和新的研究方法。     

用于锂离子电池的聚合物电解质

本文主要依据最近5年来的相关文献，综述了锂离子电池用的聚合物电解质的研究进展。     

锂离子电池中固体电解质界面膜(SEI)研究进展

本文综述了锂离子电池中固体电解质界面膜(SEI膜)的研究进展.在总结SEI膜的形成机理及模型的基础上,讨论了对SEI膜可能的影响因素及其改性方法,以及各种表征技术、特别是原位分析技术在SEI膜研究中的实际应用.指出在今后的研究中,正极表面与电解液间的界面膜,以及引入水溶性粘合剂体系后正负极表面与电解液间的相互作用将成为人们关注的热点。     

锂离子电池用凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质是制备高功率密度和高能量密度、长循环寿命的聚合物锂离子电池的重要材料之一。凝胶聚合物电解质由聚合物基体、锂盐和增塑剂等组成。本文重点论述了凝胶聚合物电解质各组成成分的相互作用以及近几年聚合物基体与增塑剂的研究进展。此外,对凝胶聚合物电解质的性能改进进行了讨论,并对凝胶聚合物电解质的应用前景进行了展望。     

锂离子电池固态电解质的研究进展

和传统电解液相比,固态电解质热稳定性好,电位窗高,力学性能好且对环境友好;更重要地,由固态电解质组成的锂离子电池能量密度比传统锂离子电池更高,因而成为当前研究的热点。综述了几种主要固态电解质,包括无机固体电解质、固态聚合物电解质、凝胶电解质及复合型电解质的优势、研究进展以及面临的问题,并展望了未来固态电解质的发展趋势。     

锂离子电池LiBOB电解质盐研究

本文介绍了可用于锂离子电池的新型锂盐--双乙二酸硼酸锂(LiBOB)的基本性质,包括结构组成、合成方法、物理化学性能及其与结构的关系.综述了近年来在LiBOB新型电解质锂盐研究与探索方面的新成果,重点评价了BOB-阴离子对于石墨负极和金属氧化物正极材料表面的电化学性能.讨论了这种盐在锂离子系统中杂质和安全性等问题,归纳了其优缺点,指出今后电解质锂盐的研究发展方向.     

锂离子电池纳米正极材料

综述了锂离子电池纳米正极材料的研究进展,阐述了这种材料用于锂离子电池的优势和存在的问题,把纳米正极材料分为过渡金属嵌锂化合物、金属氧化物和金属硫化物和其它纳米正极材料。归纳了不同纳米正极材料的主要制备方法,探讨了材料的制备方法与其结构、形貌和电化学性能之间的关系,展望了纳米正极材料用于锂离子电池的未来前景。     

室温离子液体电解质与锂离子电池正极材料的相容性

室温离子液体作为新一代软功能介质材料,其电化学性质正在引起人们的广泛关注。本文综述了室温离子液体电解质在用于锂离子电池时与正极材料相容性的研究状况,总结了不同室温离子液体电解质与锂离子电池正极材料相容性的基本规律,从正极材料和室温离子液体两个方面探讨了改善室温离子液体/正极材料相容性的基本途径。     

Artificial solid-electrolyte interphase (SEI) for improved cycleability and safety of lithium–ion cells for EV applications

Since the SEI is one of the most vulnerable factors in the safety of the lithium–ion battery, improvement in the stability of the SEI will result in a safer battery with better performance characteristics. In this work an artificial SEI was formed on graphite and tin–copper anodes by electropainting and vacuum-insertion techniques. The artificial SEI was found to stabilize the structure of the Sn–Cu anode and led to a cycle life for the cell that was longer by a factor of five and irreversible capacity less than half that of the pristine anode.     

温度对石墨电极性能的影响

运用电化学阻抗谱(EIS)并结合循环伏安法(CV)研究了石墨电极25和60 ℃时在1 mol·L-1 LiPF6-EC(碳酸乙烯酯):DEC(碳酸二乙酯):DMC(碳酸二甲酯)电解液中, 以及60 ℃时在1 mol·L-1 LiPF6-EC:DEC:DMC+5%VC(碳酸亚乙烯酯)电解液中的首次阴极极化过程. 发现高温下(60 ℃)石墨电极在1 mol·L-1 LiPF6-EC:DEC:DMC电解液中可逆循环容量衰减的主要原因在于其表面无法形成稳定的固体电解质相界面(SEI)膜. 实验结果显示, VC添加剂能够增进高温下石墨电极表面SEI膜的稳定性, 进而改进石墨电极的循环性能.     

Solubilization of SEI lithium salts in alkylcarbonate solvents

The SEI (Solid Electrolyte Interphase) at the surface of electrodes in lithium-ion batteries is composed of various lithium compounds, organic or mineral, which have a direct impact on cycling performance. The main lithium species constituting the SEI and selected in this study are lithium fluoride LiF, lithium carbonate Li₂CO₃, lithium hydroxide LiOH, lithium oxide Li₂O, lithium methoxide LiOCH₃ and lithium ethoxide LiOC₂H₅. Their solubilities were determined in ethylene, propylene, dimethyl, diethyl and vinylene carbonates (EC, PC, DMC, DEC and VC) and in one of their mixtures commonly used in lithium-ion batteries (EC/PC/3DMC) by mean of atomic absorption spectroscopy (AAS). These solutions were also investigated by EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) and conductimetry measurements. Results show that while solubilization properties differ between LiF and other lithium compounds considered, their association pattern in solution is identical and solutions are mainly constituted of quadrupolar aggregates.     

温度对LiCoO2中锂离子嵌脱过程的影响

摘要 运用EIS研究了LiCoO2正极在1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中0~30℃范围内阻抗谱特征、SEI膜阻抗、电子电阻和电荷传递电阻等随温度的变化。结果表明,LiCoO2正极的EIS谱特征与温度有关,随温度的升高其低频区域在1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中分别于10和20℃出现反映锂离子固态扩散的斜线。LiCoO2正极在 1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中,锂离子迁移通过SEI膜的离子跳跃能垒平均值分别为37.74和26.55KJ/mol;电子电导率的热激活化能平均值分别为39.08和53.81KJ/mol;嵌入反应活化能平均值分别为68.97和73.73KJ/mol。     

High-temperature combustion synthesis and electrochemical characterization of LiNiO2, LiCoO2 and LiMn2O4 for lithium-ion secondary batteries

Lithium nickelate (Li_0.88Ni_1.12O₂), lithium cobaltate (LiCoO₂) and lithium manganate (LiMn₂O₄) were synthesized by fast self-propagating high-temperature combustion and their phase purity and composition were characterized by X-ray diffraction and inductively coupled plasma spectroscopy. The electrochemical behaviour of these oxides was investigated with regard to potential use as cathode materials in lithium-ion secondary batteries. The cyclic voltammograms of these cathode materials recorded in 1 M LiClO₄ in propylene carbonate at scan rates of 0.1 and 0.01 mV s^–1 showed a single set of redox peaks. Charge-discharge capacities of these materials were calculated from the cyclic voltammograms at different scan rates. The highest discharge capacity was observed in the case of Li_0.88Ni_1.12O₂. In all the cases, at a very slow scan rate (0.01 mV s^–1) the capacity of the charging (oxidation) process was higher than the discharging (reduction) process. A strong influence of current density on the charge-discharge capacity was observed during galvanostatic cycling of Li_0.88Ni_1.12O₂ and LiMn₂O₄ cathode materials. LiMn₂O₄ can be used as cathode material even at higher current densities (1.0 mA cm^–2), whereas in the case of Li_0.88Ni_1.12O₂ a useful capacity was found only at lower current density (0.2 mA cm^–2). For the fast estimation of the cycling behaviour of LiMn₂O₄, a screening method was used employing a simple technique for immobilizing microparticles on an electrode surface. Electronic Publication     

采用新颖喷墨打印技术制备的薄膜LiCoO2电极及其电化学性能

采用喷墨打印技术制备了LiCoO2薄膜电极. 用X射线衍射、扫描电镜(SEM)、循环伏安和恒电流充放电试验对薄膜电极进行结构表征和电化学性能测试. SEM结果表明, 所制备的薄膜电极表面粒子分布均匀, 厚度约为1.27 μm. 经过轻微热处理(450 ℃, 30 min)的薄膜LiCoO2电极呈现出稳定的充放电循环性能. 当以20 μA/cm2进行充放电时, 第50次循环容量保持率约为首次放电容量(81 mA·h/g)的87%, 10次循环后的充放电过程的充放电效率均接近100％.     

锂离子电池电解液低温导电性能的研究

本文研究了用于锂电池的LiPF6＿乙烯碳酸酯(EC)＿甲基乙酸酯(MA)电解液体系,测定了该体系在不同的溶剂配比和盐浓度下于20℃～-50℃时的电导率,给出该体系性能最佳的溶剂配比和盐浓度,以此进行循环伏安和充放电测试,并与商用电解液(LiPF6 EC 二乙基碳酸酯(DEC)进行了比较.     

新型锂离子电池电解液添加剂的合成与应用

设计并合成了一系列基于苯环和环状碳酸酯的有机分子双(2,3-环碳酸甘油酯)对苯二甲酸酯、三(2,3-环碳酸甘油酯)均苯三甲酸酯和四(2,3-环碳酸甘油酯)均苯四甲酸酯,采用倍率测试、恒流充放电测试、交流阻抗测试和扫描电子显微镜测试等手段研究了这些添加剂对锂离子电池性能的影响.通过对循环20周前后球化石墨电极形貌的对比,发现含均苯四甲酸酯和均苯三甲酸酯的电解液球化石墨电极表面相对于空白电解液可形成一层致密而稳定的固体电解质中间相膜(SEI),从而优化电极-电解液的界面性能,且电池电阻增加较小;在测试电池的倍率性能时发现,均苯四甲酸酯的加入可以改善电池的倍率性能,而对苯二甲酸酯的加入则未能改善电池的循环性能.     

新型成膜电解液添加剂亚硫酸丁烯酯的电化学行为

合成制备了一种新的环状亚硫酸酯类有机溶剂——亚硫酸丁烯酯(BS). 量子化学计算结果表明, 亚硫酸丁烯酯有机溶剂分子的总能、LUMO值比碳酸丙烯酯有机溶剂的低, 具有较强的得电子能力, 不易被氧化. 其作为添加剂与碳酸丙烯酯(PC)混合应用于锂离子电池中, 可有效地抑制PC在石墨电极中的共插入, 能显著改善循环性能.     

掺杂ZnCl2对酚醛树脂炭化物结构与性能的影响

对可溶性酚醛树脂进行ZnCl₂掺杂,详细讨论了ZnCl₂的掺杂对酚醛树脂炭材料结构和性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)及表面吸附实验(BET)等测试手段,对掺杂ZnCl₂后的炭化物进行了结构表征及电化学性能测试.结果表明,掺入ZnCl₂后炭化物的微晶尺寸和层间距变大,微粒大小趋于均匀,微粒及微粒内部孔径均为纳米级,孔径明显增大,比表面积大幅度地增加.用该热(裂)解材料作电极,其可逆容量达745mA·h/g.