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水系可充电锂离子电池电解液的研究进展

与使用有机电解液的传统锂离子电池相比,基于水溶液电解质的可充电锂离子电池具有更低的成本和更好的安全性能。锂离子电池在离子电导率较高的水溶液电解质中具有较好的电化学性能。其中,电极材料的合  (本文共12页) 阅读全文>>

长安大学
长安大学

混合水系锂离子电池二氧化硅胶体电解液的性能研究

锂离子电池系统(LiBs)具有能量密度大、功率密度高、循环寿命长、重量轻等优点已经被证明是一种最有前途的固定电源,这吸引了科学家的注意并展开了广泛的研究。尽管具有了卓越的性能,但是LiBs在电解液的制备时采用的剧毒、易燃的有机溶剂在使用不当时会产生安全隐患。而且,由于电解液对水分和空气很敏感,导致了制造工艺的复杂和昂贵。这些具有挑战性的问题依旧制约着锂离子电池在大规模储能系统的应用。1994年,Dahn报道了一种新型的可充电锂离子电池,用基于水的电解液替代了有机电解液,这种新的改进系统即水系可充电锂离子电池(ARLBs)。最近,混合水系锂离子电池(ReHABs)的概念被提出了,这种电池采用LiMn2O4作为正极、锌箔为负极和含有Zn2+和Li+的水系电解液。但是为了确保这一体系可以投放到市场前必须要解决几个技术问题。首先,ReHABs在长期充放电过程中在Zn负极的一侧发生可逆的氧化还原反应而容易发生锌沉积而形成树突晶体,会穿透隔...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科学通报》2013年32期
科学通报

水系锂离子电池的研究进展

采用水电解质溶液的锂离子电池(简称水系锂离子电池)虽然能量密度较低,但可解决采用有毒、易燃有机溶剂电解液锂离子电池所涉及的安全性和高成本问题,同时有望克服现有水系可充电电池(如铅酸和镍氢电池...  (本文共13页) 阅读全文>>

中国海洋大学
中国海洋大学

锂二次电池电极材料的研究

从提高锂离子电池的能量密度的角度出发,负极材料不仅要有高的比容量而且还要有低的充电电压。一氧化锰(MnO)的理论比容量较高(755.6mAh·g~(-1))、电动势值相对较低(1.032V vs Li/Li~+)、密度大(5.43g·cm~(-3))、价格低廉且环境友好,所以在各类过渡金属氧化物中更适合作为锂离子电池的负极材料。但是研究发现MnO的导电性差,在充放电过程中体积膨胀效应大(170%的体积变化)而使其比容量在循环过程中快速地衰减。本文通过两种简易方法将高导电率TiN与掺氮MnO复合,掺氮MnO可高效储锂,TiN则构成电子传输网络的刚性骨架并缓冲掺氮MnO在充放电过程中的体积膨胀收缩。本文首先通过高温固相法制备了不同摩尔比的N-MnO/TiN复合物,并运用TEM、EDS、XRD、XPS和电化学等手段对样品进行表征和测试。研究结果表明氮元素掺入MnO的晶格中且N-MnO与TiN形成了部分固溶体。通过电化学阻抗测试发现,随...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

锂离子电池硅碳复合负极材料的结构设计与电化学性能

探索和开发高能量密度、长循环寿命、高安全性锂离子电池,是便携式电子产品、电动车和储能电站等技术领域的迫切需求。作为锂离子电池中的一个关键组成部分,负极材料很大程度上决定了其容量和性能。硅负极材料具有高理论容量(4200 mAh g~(-1)、Li_(4.4)Si)、反应电位适中、原材料丰富等特点,是最具有潜力的新型合金化反应类负极材料。然而,硅材料在锂合金化/去合金化过程中严重的体积效应和较差的导电性,导致了容量衰减和倍率性能差等问题,阻碍了硅材料的商业化应用。因此,本文的研究目标是设计和开发新一代有实际应用价值的硅碳复合负极材料,并通过材料的结构调控来提高其电化学性能。本文采用了工艺简单、可规模化生产的方法,制备了多种具有包覆结构的硅碳复合材料,并深入探讨如何通过调节制备工艺和原材料来实现结构设计,以获得电化学综合性能更优异的硅碳复合材料。主要研究内容如下:首先,本研究通过等离子球磨的方法,以纳米硅粉和普通石墨为原材料,利用等...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

苏州大学
苏州大学

高容量或高倍率锂离子电池材料的合成与相应全电池的组装研究

锂离子电池因其轻便、能量密度高、性能稳定,成为便携式储能设备和新能源汽车的热门选择。作为锂离子电池负极材料,二氧化钛(Ti O2)和钛酸锂(Li4Ti5O12)具有良好的倍率性能,四氧化三铁(Fe3O4)和硅基材料具有较高的容量,受到人们广泛关注。改进锂离子电池电极材料的合成方法进而提高锂离子电池性能具有重要意义。本论文合成了不同组分和结构的钛基负极材料、改性的Fe3O4和硅基负极材料,研究了其锂电存储性能。利用所制备的负极材料,进行锂离子全电池组装,并对全电池的组装工艺、电解液体系和添加剂、锂化时间等进行了探索性研究。主要包括以下内容:1.用尿素辅助的方法制备了碳氮共掺杂的介孔Ti O2纳米球,由于该材料具有均一的纳米尺度和多孔结构,并且碳氮掺杂可以提高TiO2的导电性和结构稳定性,使其在锂离子电池中表现出优异的锂电存储性能。2.采用水热方法制备碳点修饰的Ti O2纳米带和多孔结构的Ti O2纳米带,对比研究了二者的锂电存储性...  (本文共219页) 本文目录 | 阅读全文>>