纳米储锂材料和锂离子电池

简单综述了锂离子电池的基本原理和发展现状，对中国科学院物理研究所固体离子学课题组在纳米储锂材料方面的研究进展做了介绍。用HRTEM等手段研究了纳米SnO、纳米Si以及纳米SnSb合金在Li入脱嵌过程中结构的变化。着重介绍了一种具有纳米微孔的球形硬碳材料和纳米SnSb合金钉扎的复合负极材料，在高功率密度和高能量密度锂离子电池方面具有广阔应用前景。     

一代材料，一代电池：正极材料研究推动锂离子动力电池的升级换代

一代材料,一代电池。锂离子电池正极材料的研究不断推动着动力电池的升级换代。第一代动力电池的正极材料为锰酸锂LiMn₂O₄,其低温性能好、成本低和安全性高,但电池能量密度不够高。第二代动力电池正极材料为磷酸铁锂LiFePO₄和三元正极材料镍钴锰NCM/镍钴铝NCA。磷酸铁锂正极材料的优势是长寿命、低成本、高安全性。三元锂正极材料的特点是大容量、高能量密度、快充效率高。第三代动力电池的正极材料是高电压镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄和镍酸锂LiNiO₂,主要解决第二代面临的低成本和长续航不能兼顾的问题以及更长里程问题。文章首先回顾第一、二代的锰酸锂、磷酸铁锂和三元正极材料的研究历程、优缺点及发展近况,之后介绍和展望下一代高电压镍锰酸锂和镍酸锂正极材料。     

纳米储锂材料和锂离子电池

简单综述了锂离子电池的基本原理和发展现状,对中国科学院物理研究所固体离子学课题组在纳米储锂材料方面的研究进展做了介绍.用HRTEM等手段研究了纳米SnO、纳米Si以及纳米SnSb合金在Li入脱嵌过程中结构的变化.着重介绍了一种具有纳米微孔的球形硬碳材料和纳米SnSb合金钉扎的复合负极材料,在高功率密度和高能量密度锂离子电池方面具有广阔应用前景.     

SINGLE-ION CONDUCTIVITY IN POLY (LITHIUM PROPIONATE METHYL SILOXANE)

Poly(lithium propionate methyl siloxane )as a single-ion carrier source was synthesized. The crosslinked film showed lower lithium ionic conductivity at room temperature (about 10~(-10) S/cm). However,the lithium ionic conductivity was obviously increased by blending with high polar polymers such as polyethylene oxide, poly (methylsiloxane - co- ethylene oxide) and poly (methylsiloxane- g- ethylene oxide). In the blend system a high conductivity of 10~(-7)-10~(-5) Scm~(-1) at room temperature was obtained and the single-ion conductivity was deeply influenced by the content of the poly (lithium propionate methyl siioxane). The dc ionic conductivity of the flexible crosslinked films is more stable over time.     

拉曼光谱在锂离子电池研究中的应用

综述拉曼光谱(Raman spectroscopy)在锂离子电池碳负极材料、尖晶石LiMn2O4和LiFePO4正极材料、聚合物和室温熔盐电解质以及电极/电解质界面膜研究中的应用,分析了非原位拉曼测试手段与原位拉曼测试手段的优缺点,展望了这一领域目前有待解决的问题和可能应用的新技术.     

新型锂离子电池聚合物电解质的制备

应用倒相法,以PVDF-HFP(偏氟乙烯-六氟丙烯)的混合物为基体制备锂离子电池电解质基质,制得的多孔PVDF基质薄膜具有优良的化学性能及机械性能,其拉伸强度为10²kg/cm²,吸附锂离子电池电解液(1mol/LLiPF₆的EC/DEC溶液)的能力达到自身重量的350%以上,吸液后其室温电导率在10-3S/cm以上,用它组装成原理电池以后呈现了良好的电化学性能.     

Concentrated dual-salt electrolytes for improving the cycling stability of lithium metal anodes

Lithium(Li) metal is an ideal anode material for rechargeable Li batteries, due to its high theoretical specific capacity(3860 mAh/g), low density(0.534 g/cm~3), and low negative electrochemical potential(-3.040 V vs. standard hydrogen electrode). In this work, the concentrated electrolytes with dual salts, composed of Li[N(SO_2F)_2](Li FSI) and Li[N(SO_2CF_3)_2](Li TFSI) were studied. In this dual-salt system, the capacity retention can even be maintained at 95.7%after 100 cycles in Li|Li FePO_4 cells. A Li|Li cell can be cycled at 0.5 mA/cm~2 for more than 600 h, and a Li|Cu cell can be cycled at 0.5 m A/cm~2 for more than 200 cycles with a high average Coulombi efficiency of 99%. These results show that the concentrated dual-salt electrolytes exhibit superior electrochemical performance and would be a promising candidate for application in rechargeable Li batteries.     

锂离子电池相关材料的Raman光谱学研究

锂离子电池是目前综合性能最好的可充电池。本文总结我们实验室用Raman光谱学研究锂离子电池相关材料的一些结果 ,包括聚合物电解质的微结构和离子输运机制 ,低温热解碳负极材料的结构表征和锂离子在其中的嵌入 /脱出机理 ,元素替代引起正极材料LiMn2 O4的结构变化以及在充放电过程中电极 /电解质界面形成的钝化层的性质及其对电池性能的影响     

一类阴离子自由基液态电极材料研究

将碱金属溶于含有芳香化合物的醚类溶剂,碱金属的一个电子转移给芳香化合物形成一个碱金属离子和一个阴离子自由基,同时溶于醚类溶剂得到一类具有高电子电导率和离子电导率的蓝黑色液体.当碱金属为钠、芳香化合物为联苯、醚类溶剂为乙二醇二甲醚时,其电子电导率和离子电导率分别为8.4×10~(-3)S.cm~(-1)和3.6×10~(-3)S.cm~(-1),电极电位为0.09 V vs.Na/Na~+,适合作为负极材料,具有原材料低廉、易于制备等优点.我们将该液体作为负极,分别以苯醌和蒽醌(AQ)溶液作为正极构建了一种新型二次电池,结果表明以AQ溶液作为正极的电池具有长循环寿命、低成本的优势.该阴离子自由基液态负极材料的提出为开发新型的储能电池提供了新思路.     

锂电池中负极表面固体电解质膜的SERS研究

本文对锂电池中负极材料表面固体电解质膜 (SEI膜 )的SERS谱进行了研究 :极化低电位下对贵重金属的研究表明 ,非水电解质溶液中痕量水的存在将对SEI膜产生重要影响。在微量水存在的情况下 ,RCOCO2 Li不是SEI膜的稳定成份 ,Li2 CO3、LiF、LiOH或LiOH·H2 O等物种才是其稳定组成。进一步的研究表明 :SEI膜的某些谱带具有不同的光吸收特性 ;它是对外界条件非常敏感的一种表面膜。通过对比分析 ,SEI膜的特征谱带得到了进一步归属 ,并对其形成机理做了讨论。