负极材料

摘要： MXenes(M_(n+1)X_(n)T_(x))是一类二维无机化合物材料,它由几个原子层厚度的过渡金属氮化物、碳化物或碳氮化物构成.由于具有大的比表面积、快速充放电性能和小的体积变化等优点,MXenes受到越来越多研究人员的关注.研究者希望能够利用MXenes材料研发出具有优异电化学性能的锂离子电池负极材料,从而提高电池的能量密度和寿命.然而MXenes材料制备过程中产生的层间堆积和坍塌限制了其进一步的发展.目前,研究人员通过将MXenes与其他材料复合制备出具有新结构的材料,不仅可以扩大层间距,改善材料结构,还有助于改进材料的电化学性能.本文介绍了MXenes与碳纳米材料、过渡金属氧化物、过渡金属硫化物和硅等材料复合改性来提高材料电化学性能的研究策略,并探讨了MXenes和碱金属等材料复合实现稳定无枝晶的锂离子电池金属负极的方案.最后,阐述了MXenes应用在锂离子电池负极材料中面临的挑战,并作出了展望.

摘要： MXene因其二维层状结构在锂离子电池负极材料研究领域展现出独特的优势,然而MXene片层间有很强的范德瓦尔斯力,导致了其发生堆叠,制约了其储锂性能表现.基于冷冻干燥技术制备了不同PVA含量的Ti3 C2 Tx MXene气凝胶,构筑了具有三维结构的电解液输运通道.借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)对气凝胶的微观结构与形貌进行了表征.储锂性能评估表明P400样品具有最高的比容量,其值为252.702 mA·h/g,在200圈充放电循环后,比容量依然能够保持在154.410 mA·h/g.发现随着PVA引入量增加使MXene交联行为增强,Ti3C2Tx MXene气凝胶空隙增大,有序度提高,进而优化了离子输运行为,提高了其储锂性能.该工作为基于二维MXene纳米片构筑三维结构电极提供了基础设计指导,为开发多孔结构电极提供了设计思路.

摘要： 对石墨烯进行功能化处理,可得到具有合适层间距和较高离子扩散速率的理想石墨烯基电极材料,其作为钠离子电池负极材料有着重要的应用潜力。通过在石墨烯结构中进行原位插层反应,成功制备出聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)插层的石墨烯复合材料(PSS-rGO)。这种插层结构是基于石墨烯的π电子可以与PSS结构中的π电子相互作用,使得石墨烯层间距增大并抑制其堆积。同时,PSS中的磺酸钠基团可有效提高钠离子扩散速率,增强电极对钠离子的吸附能力,从而提升钠离子电池的循环性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、电化学工作站和多通道电池综合测试仪对样品进行测试分析。结果表明,PSS-rGO电极在5 A·g^(-1)的电流密度下循环6000圈后容量可保持在256 mAh·g^(-1),单圈衰减率为0.003%,表现出优异的循环性能。本研究为开发高比容、快速储钠以及长寿命的钠离子电池负极材料提供了可行思路。

摘要： 钠离子电池作为一种新型的能源储存技术得到越来越多的关注,尤其是在大规模储能领域具有明显的优势,有望部分取代锂离子电池。钠离子电池磷基负极材料具有高的理论容量和合适的储钠电位,因而受到广泛关注。但部分磷基材料导电性差和循环过程中体积变化大,使得其在产业化应用方面仍面临着严峻的挑战。本文针对磷基钠离子电池负极材料的研究进展,对红磷、黑磷、磷烯、金属磷化物的储钠机理、研究现状、改进策略进行了总结。目前,钠离子电池磷基负极材料的研究主要集中在导电材料复合和限域结构设计。另外,保护性/导电性涂层包覆、元素取代/掺杂改性、新型电解液的使用以及测试电化学窗口的调控也可改善磷基钠离子电池负极材料的电化学性能。富磷相的制备、储钠机理的确定、先进的检测技术和计算模拟的运用、电池配套组分和全电池的研究是未来金属磷化物钠离子电池负极材料的研究方向。

摘要： 以纳米二氧化钛(TiO_(2))为钛源、无水乙酸锂(CH_(3)COOLi)为锂源、二水合乙酸锌(Zn(CH_(3)COO)_(2)·2H_(2)O)为锌源,采用独特的微波烧结结合溶胶凝胶法在650°C、750°C和850°C条件下制备了钛酸锌锂(Li_(2)ZnTi_(3)O_(8),LZTO)负极材料LZTO-650、LZTO-750和LZTO-850。通过X射线衍射试验对样品结构进行分析,通过扫描电子显微镜对材料的形貌进行表征。在充满氩气的手套箱内组装CR2032纽扣电池并对其电化学性能进行测试。结果表明,LZTO-750在200 mA·g^(-1)电流密度下循环100次后的放电比容量达到277.9 mA·h·g^(-1),在不同电流密度下的倍率性能也有效地得到了改善。因此,采用独特的微波烧结结合溶胶凝胶的方法在750°C的烧结温度下制备的LZTO-750具有优异的倍率性能,为其在锂离子电池中的应用奠定了坚实的基础。

摘要： 采用静电纺丝和退火法制备了具有一维核壳结构的SnSe@C复合材料,并对其作为钠离子电池负极材料进行了研究.得益于自身独特的结构设计,SnSe@C复合材料表现出优异的储钠性能,在1.0 A·g^(-1)高电流密度下500次循环后仍可提供283.8 mAh·g^(-1)可逆容量.利用X射线衍射仪、高分辨率透射电子显微镜和局域电子衍射表征了SnSe的钠离子存储机制.本文为金属硒化物复合材料的结构设计和动力学过程研究提供了新的思路.

摘要： 具有三维网络结构的NASICON型Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)材料,由于其稳定的电压平台,较高的理论容量(117 mA·h/g),被视为一种具有良好应用前景的钠离子电池负极材料。采用溶剂热和进一步热处理的方式,获得石墨烯包封Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)的复合材料[Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)/G],有效提高了Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)的电子导电性。在0.01~3.00 V电压区间,0.2 C倍率进行测试时,Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)/G复合材料在230圈循环后,其放电比容量保持在100.9 mA·h/g,容量保持率高达68.4%,即使在5 C倍率,其放电比容量仍可达65.2 mA·h/g。然而,纯相Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)的放电比容量仅为47.4 mA·h/g,容量保持率仅为44.7%,在5 C倍率时,其放电比容量仅为25.1 mA·h/g,证实石墨烯包封结构能显著提升Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)的循环稳定性和倍率性能。

摘要： 我们通过包覆炭化的方法制备得到了石墨烯包覆的天然球形石墨(G/SG)材料,并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及多种电化学测试手段考察了不同石墨烯含量的复合材料的形貌结构及电化学性能。我们发现,在不添加乙炔黑(AB)的情况下,G/SG复合材料表现出较高的首次库伦效率,很好的循环稳定性和高倍率性能。当石墨烯包覆量为1%时,材料50次循环后的可逆容量可与添加10%AB的天然石墨电极(SG)等同;当石墨烯包覆量为2.5%时,材料的比容量完全高于添加10%AB的石墨电极。材料电化学性能的改善归因于石墨烯的包覆。一方面,石墨烯的柔软可变性可以保证天然石墨颗粒在充放电过程中的结构完整性,从而有效改善材料的循环稳定性;另一方面,石墨烯的存在提高了电极的导电性,促进更好导电网络的形成。因此,石墨烯包覆天然球形石墨材料中,石墨烯不仅是活性物质,也发挥导电剂的作用。当添加5%的乙炔黑时,在50 mA·g^(-1)电流循环50次后,5%G/SG电极的可逆容量从381.1 mAh·g^(-1)提高到404.5 mAh·g^(-1),在1 A·g^(-1)电流时可逆容量从82.5 mAh·g^(-1)提高到101.9 mAh·g^(-1),这表明G/SG电极仍然需要乙炔黑导电剂。乙炔黑颗粒填充在复合材料的空隙中,通过点接触的形式连接到G/SG颗粒,与石墨烯协同作用形成了更加有效的导电网络。尽管石墨烯包覆和乙炔黑添加对天然石墨电极具有积极的影响,例如增加了天然石墨电极的导电性和储锂性能(包括可逆容量,倍率性能和循环性能),但随着石墨烯或乙炔黑的增加,电极密度通常会降低。因此,在实际应用中应考虑石墨负极材料的质量和体积容量的平衡。这些结果对天然石墨的进一步商业应用具有重要意义。我们的工作为天然石墨电极在锂电池中的电化学行为提供了一种新的认识,并且有助于制备更高性能的负极材料。

摘要： 通过冷冻干燥与镁热还原相结合的简单方法,设计制备了一种新型硅基/石墨烯复合材料(HD-P-Si/GS).通过X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜研究了HD-P-Si/GS的物相组成、表面形貌及微观结构,并系统分析了HD-P-Si/GS的电化学性能.结果表明:多孔纳米硅高度分散在三维石墨烯导电网络中,这种石墨烯包覆多孔硅结构的设计能够有效缓解硅体积变化引起的过度应力,并为电子传输提供三维通道,提高复合材料的电导率.将HD-P-Si/GS复合材料用作锂离子电池负极获得了良好的循环稳定性及倍率性能.在1000 mA/g的高电流密度下,HD-P-Si/GS负极经过200次循环后仍可提供约703 mAh/g的高可逆比容量.

摘要： 以钛酸四丁酯、乙酸锌、醋酸锂、苯胺为原料,通过溶胶⁃凝胶和化学氧化聚合的方法制备了钛酸锂锌/聚苯胺复合材料。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电化学测试等手段对材料进行了表征及分析。结果表明,复合材料中的聚苯胺为无定型结构,且未引入杂质。当聚苯胺的质量分数为5.3%、电流密度为0.1 A/g时,首次放电比容量为330.0(mA·h)/g;恒流充放电100圈后,仍然可保持281.3(mA·h)/g的高放电比容量。

摘要： 锂离子电池在电动车领域的应用,对负极材料提出高功率、高安全性的要求,碳负极材料高倍率充电易产生锂枝晶,Li4Ti5O12理论容量低(175mAh/g),电压高,全电池的能量密度低,影响电动车的续航能力,2011年.J.Goodenough教授研究了TiNb2O7材料的电化学嵌脱锂性能,有望取代钛酸锂成为新一代的高功率型负极材料(Ti-Nb-O).

摘要： 通过对石墨化针状焦进行酚醛树脂包覆,提高其用作锂离子电池负极材料时的首次库仑效率和循环性能.结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微技术(SEM)等分析手段研究发现:未包覆的石墨化针状焦的首次充电容量和首次库仑效率分别为269mA.h/g和55.0％;而经过w=10％酚醛树脂包覆的石墨化针状焦,其首次充电容量和首次库仑效率分别提高到327mA·h/g和69.9％,且经20次充放电后的充电容量能稳定在299mA.h/g,循环效率接近100％,表明酚醛树脂包覆能较好地改善石墨化针状焦的电极性能.

摘要： 研究了针状焦、沥青焦原料的物化性质对其石墨化样品的微结构及其用作锂离子电池负极材料电极性能的影响机制.研究结果表明:因针状焦在制备过程中存在沥青的净化以及中间相的形成、融并和有序排列过程导致在相同石墨化条件下,针状焦比沥青焦更易于石墨化;经2800°C石墨化处理后,针状焦的d002、La、Lc值分别为0.3373nm、56.05nm、27.11nm,而石墨化沥青焦的La、Lc仅为石墨化针状焦的53.4％;石墨化针状焦经反复充放电40次后,其嵌锂容量能稳定在301mA h/g,而石墨化沥青焦却只有240mAh/g.

摘要： 针状焦由于具有价格低廉、来源广泛、石墨化后电性能好等优点,已经在锂离子电池负极材料中得到了广泛的应用.为改善由针状焦合成的人造石墨在锂离子电池中与电解液的相容性,提高其循环寿命,以酚醛树脂为包覆剂对针状焦进行了包覆改性,再进过碳化、石墨化制备得到了包覆改性人造石墨负极材料.研究了其电化学性能,确定了最佳的包覆量.

摘要： 介绍了锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元材料等锂离子动力电池正极材料的选择，论述了锂离子动力电池负极材料的开发进展。

摘要： 针状焦具有石墨微晶排列整齐、取向性好、耐热冲击性强、电导率高，易石墨化等优点，是生产锂离子电池负极材料，以煤系针状焦为原料,加入一定比例硼酸,在惰性气氛中进行1000°C碳化,2800°C石墨化.通过对原料、直接石墨化、催化石墨化针状焦三种样品进行扫描电子显微镜法(SEM),X射线衍射光谱法(XRD)等表征,研究硼的催化石墨化作用对其形貌特征及石墨微晶结构的影响.结果表明,经硼催化石墨化的针状焦石墨化程度增加,晶体结构趋于完善.电化学性能测试表明,经硼催化后,首次充放电循环效率为92.9％,不可逆比容量降低到27.1m Ah/g,经过30次循环后,比容量维持在348.8m Ah/g左右,相较于未经加硼酸处理的石墨化产物,比容量有16％左右的提升.

摘要： 采用RS485现场总线技术和网络技术,在MCGS WWW网络版组态软件平台上,设计了一套以工控机为主机的锂电池负极材料石墨化过程实时测控系统.系统的485现场节点整流变压器高压侧电气参数智能采集模块和变压器电动有载调节机构控制器分别完成变压器电气参数的采集和档位控制.设计并实现了一种基于线性光电耦合的二阶低通滤波器,整流器输出电压与电流及其他模拟信号经二阶低通滤波器处理后,由智能采集板卡采样.提出了一种能匹配设定功率曲线的变压器档位自动调控算法,可实现石墨化过程的优化控制.系统主机通过光纤接入企业局域网程控交换机,使系统具有远程监视功能.120多炉次的实际运行效果表明,石墨化过程实时测控系统稳定可靠、操作方便,产品质量稳定,平均炉次的电耗比原系统降低了6％.

摘要： 针对国内艾奇逊石墨化炉生产过程的配电功率控制仍然采用自动化水平低的手动调节方式这一现状,设计研究了一种石墨化炉配电功率自动控制系统.该系统以工业控制计算机作为控制主机,易控(INSPEC)组态软件作为开发平台,使用阿尔泰公司PCI8620多功能接口卡采集石墨化炉控制系统的模拟量和开关量信号,根据设定的配电功率曲线自动完成石墨化炉实际配电过程.控制系统能自动完成所有工艺参数的输入,实现参数的实时采集、处理、存盘、提取、显示、报表生成,以及故障自检测报警等功能.系统在重庆某企业锂离子电池负极材料石墨化生产线的运行效果表明,系统操作方便,性能可靠,界面友好,能满足企业工艺要求,可有效降低电耗,提高石墨产品质量,具有显著的工程应用价值.

摘要： 以针状焦作为核心,外层包覆酚醛树脂的复合材料作为锂离子电池的负极材料,通过对比不同包覆量的复合材料的表面形貌、结构及其电化学性能的研究,得出结论:树脂对于针状焦具有较好的包覆作用,有利于锂离子的嵌入脱出,改善了电化学性能.

摘要： 随着生产技术的进步，国内针状焦生产规模逐渐扩大，价格逐渐降低，使针状焦大规模用作锂离子电池负极材料成为可能。以石墨化针状焦为原料,研究了粉碎方式和沥青包覆对石墨化针状焦形貌、振实密度和储锂性能的影响规律和机理.结果表明,石墨化针状焦经过气流粉碎后呈破碎状,而经过机械涡旋粉碎后呈球形或椭球形,且表面光滑.随着机械涡旋粉碎次数的增加,颗粒粒径D50逐渐减小,振实密度ρ先增加后减小;当粉碎3次时D50为16.2μm,ρ达到最大值0.909g/cm3.沥青包覆形成的核壳结构可以显著改善石墨化针状焦的电化学性能,包覆后的石墨化针状焦首次放电容量和充放电效率分别323mA·h/g和89.5％,经过50次循环后的容量保持率达88.2％.

摘要： 本发明涉及负极活性材料，包含含有MaSibC基质的金属‑硅‑碳类粒子，其中所述MaSibC基质中的M是选自由Li、Mg、Na、Ca和Al组成的组中的至少一种，0.3≤a≤1且1≤b≤2。由于MaSibC基质，在对电池进行充放电期间，不可逆相的形成能够最小化，使得能够改善电池的初始效率，并且由于改善的导电性、物理强度和化学稳定性，能够改善电池的容量和寿命特性。

摘要： 本发明涉及负极活性材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：制备包含SiO

摘要： 本发明涉及一种负极活性材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：准备包含SiOx(0.5

摘要： 本发明提供可提供使充放电容量密度和充放电循环特性进一步提高的锂离子二次电池的锂离子二次电池用碳材料、锂离子二次电池用负极合剂、锂离子二次电池用负极以及锂离子二次电池。上述锂离子二次电池的制造方法包括：混合工序，将含有酚醛树脂和二氧化硅粒子的树脂组合物混合而得到混合物；喷雾工序，将上述混合工序中得到的混合物喷雾而形成液滴；第一热处理工序，对上述喷雾工序中得到的液滴实施第一热处理而生成碳前体；以及，第二热处理工序，对上述第一热处理工序中得到的碳前体实施温度比第一热处理工序高的第二热处理而生成含有碳和由SiOx（0＜X＜2）表示的氧化硅的碳材料。

摘要： 根据本发明，提供一种含有羟基当量为规定值以下的含酚性羟基的树脂的二次电池负极用树脂组合物。本发明的一个方式的二次电池负极用树脂组合物含有：羟基当量为300g/eq以下的含酚性羟基的树脂；和沸点温度或热分解温度超过上述含酚性羟基的树脂的自缩合温度的磷酸酯或磷酸衍生物。

摘要： 本发明涉及一种用于涂覆负极活性材料的组合物、一种用于二次电池的负极活性材料、一种包含所述负极活性材料的负极、和一种包含所述负极的锂二次电池。具体地，包括单宁酸的用于涂覆负极活性材料的组合物、表面涂覆有单宁酸基涂膜的用于二次电池的负极活性材料、包括所述负极活性材料的用于二次电池的负极、和包括所述负极的锂二次电池可以在负极活性材料的充电/放电中减少体积膨胀并防止损坏。因此，包括本发明的负极的二次电池最终改善了电阻和寿命特性。

摘要： 本发明涉及：一种制备负极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：通过将碳质核和沥青混合并进行第一热处理形成复合粒子，以及将所述复合粒子和沥青混合并进行第二热处理；一种负极活性材料；一种负极；以及一种二次电池。

摘要： 本发明涉及一种锂二次电池用负极材料，其中，母材粒子含有以硅为主体的A相、或者由过渡金属元素与硅的金属间化合物所构成的B相与A相的混合相中的任意一个，所述A相或混合相是微晶或非晶质。在该母材粒子表面的一部分附着有碳材料，残余的表面上形成含有硅氧化物的覆膜。采用了本发明的锂二次电池用负极材料的锂二次电池，充放电循环特性良好，且不可逆容量小，与现有的将碳材料用作负极材料的锂二次电池相比，容量大幅度提高。

摘要： 一种锂离子二次电池用负极材料，其包含复合粒子，并且拉曼测定的R值大于或等于0.03且小于或等于0.10，通过压汞法得到的细孔直径大于或等于0.1μm且小于或等于8μm的范围内的细孔容积为大于或等于0.2mL/g且小于或等于1.0mL/g，其中，所述复合粒子包含以取向面成为非平行的方式集合或结合的多个扁平状石墨粒子、以及球状石墨粒子。

摘要： 提供一种用于锂二次电池的负极材料的添加剂，其中该添加剂改进锂二次电池的电池容量和初始效率。具有化学式量6或更大的基团的富勒烯衍生物用作锂二次电池的添加剂。把具有化学式量6或更大的基团的富勒烯衍生物加入用于锂二次电池的负极材料、用于锂二次电池的负极和使用含该负极材料的负极的锂二次电池中。富勒烯衍生物中的具有化学式量6或更大的基团优选为选自碱金属原子、硫属元素、卤原子、脂族烃基、芳香烃基、杂环基团、含氧的特征基团、含硫的特征基团和含氮的特征基团的一种基团。