同步辐射X射线成像技术在锂离子电池研究中的应用

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作者 周开岭 席傲 +2 位作者 王山峰 袁清习 汪浩 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第11期1420-1433,共14页

锂离子电池因其出色的储能性能而在众多领域中得到广泛应用,采用先进的表征技术深入理解电池的工作原理、进一步提升其性能和安全性变得尤为重要,同步辐射X射线成像技术在该研究领域发挥的作用日趋关键。详细介绍了几种常用的同步辐射X... 锂离子电池因其出色的储能性能而在众多领域中得到广泛应用,采用先进的表征技术深入理解电池的工作原理、进一步提升其性能和安全性变得尤为重要,同步辐射X射线成像技术在该研究领域发挥的作用日趋关键。详细介绍了几种常用的同步辐射X射线成像技术,并结合实例分别探讨了它们在电池材料的物理化学特性及反应机理研究中的应用,展望了X射线成像技术在电池研究领域未来可能的应用方向。 展开更多

关键词 同步辐射 X射线成像 锂离子电池 先进表征技术 原位表征 谱学成像

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废旧锌锰电池资源化回收利用综述

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作者 陈瑞 杜鸣 《电池》 北大核心 2025年第5期990-997,共8页

目前锌锰电池主流回收方法包括人工分选、干法冶金与湿法冶金等。人工分选操作简易却效率低下;干法以常压焙烧、真空冶金和回转窑热解为代表,可实现金属挥发分离,但存在能耗高与设备投资大的局限;湿法涵盖酸浸和碱浸等工艺,锌锰浸出率超... 目前锌锰电池主流回收方法包括人工分选、干法冶金与湿法冶金等。人工分选操作简易却效率低下;干法以常压焙烧、真空冶金和回转窑热解为代表,可实现金属挥发分离,但存在能耗高与设备投资大的局限;湿法涵盖酸浸和碱浸等工艺,锌锰浸出率超过95%,但存在面临试剂消耗大、废水处理难及流程繁琐等问题。当前,回收产物的高值化利用成为研究方向,如将锌锰材料用于催化降解有机物、电催化反应和电极材料等,可提升经济与环境效益。今后应重点开发绿色浸出溶剂与智能分选浸出集成系统,并强化政策引导与产业链协同,推动锌锰电池回收向高效低碳与资源高值化转型。 展开更多

关键词 锌锰电池 资源化回收 湿法冶金 干法冶金

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新型硅碳负极材料在轨道交通车辆软包电池中的性能分析及应用展望

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作者 石磊 高阳 +4 位作者 王健 向蔚然 金圣杰 韩铎 王斯琦 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第2期106-111,共6页

[目的]含硅元素的负极材料在城市轨道交通车辆软包电池中的大规模应用面临诸多挑战,其主要问题是因硅元素体积膨胀导致其电性能失效。为解决此问题,需要对新型硅碳负极材料在软包电池中的性能进行更为深入的研究。[方法]对比了含普通硅... [目的]含硅元素的负极材料在城市轨道交通车辆软包电池中的大规模应用面临诸多挑战,其主要问题是因硅元素体积膨胀导致其电性能失效。为解决此问题,需要对新型硅碳负极材料在软包电池中的性能进行更为深入的研究。[方法]对比了含普通硅碳材料的Ah级软包电池(以下简称“N1电池”)、具有镶嵌型结构硅碳材料的Ah级软包电池(以下简称“N2电池”)的循环衰减特性。对这2种电池进行循环性能测试。拆解循环后的电池,对电池的负极材料进行测试,并分析了测试结果,以期从全电池层面验证硅负极结构的优化效果。[结果及结论]N1电池失效原因主要为负极中硅元素体积膨胀过大,引起活性物质脱落和电极断裂等问题,进而导致电池失去电接触。N2电池因纳米级别的硅均匀分散在碳基材料中并被碳元素包裹,在电池循环过程中,硅元素体积膨胀得到了很好的限制,使负极在整个电池循环过程中保持了结构完整性。N2电池的循环性能较N1电池更优。富锂-硅碳体系电池中镶嵌型结构硅碳材料具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 轨道交通车辆 软包电池 硅碳复合材料 电性能失效

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孔结构对煤基活性炭电极材料电化学性能的影响(英文) 被引量：8

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作者 张传祥 张睿 +6 位作者 邢宝林 成果 谢应波 乔文明 詹亮 梁晓怿 凌立成 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期129-133,共5页

以太西无烟煤为前驱体,NaOH为活化剂制备电化学电容器电极材料。采用N2吸附法及电化学测试对活性炭的孔结构和电化学性能进行了表征。在1mol/L(C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯有机电解液体系中,研究了孔结构对活性炭电极材料的电化学性能的影响... 以太西无烟煤为前驱体,NaOH为活化剂制备电化学电容器电极材料。采用N2吸附法及电化学测试对活性炭的孔结构和电化学性能进行了表征。在1mol/L(C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯有机电解液体系中,研究了孔结构对活性炭电极材料的电化学性能的影响。结果表明:以NaOH为活化剂可制备出比表面积943mol/L～2479mol/L、比电容57F/g～167F/g的活性炭电极材料。活性炭电极材料的比电容不仅取决比表面积,而且与活性炭的孔径分布有关。孔径为2nm～3nm的中孔的存在可以有效降低电解液的扩散阻力,提高电极材料比表面积的利用率,从而使电容器的电化学性能得到增强。 展开更多

关键词 活性炭 电化学电容器 电化学性能 孔结构

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掺Cr改性MnO_2的制备及其电化学性能 被引量：24

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作者 冯杨柳 张密林 +2 位作者 陈野 景晓燕 韩莹 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期316-320,共5页

采用低温固相氧化还原反应法制备出掺Cr的纳米MnO2。通过X射线衍射仪对其结构进行表征, 结果表明: 所得样品为α MnO2 和γ MnO2 的混合晶相, 以纳米MnO2 作为超级电容器的电极材料的单电极活性物质测得其比电容为 95F/g, 掺入Cr的电极... 采用低温固相氧化还原反应法制备出掺Cr的纳米MnO2。通过X射线衍射仪对其结构进行表征, 结果表明: 所得样品为α MnO2 和γ MnO2 的混合晶相, 以纳米MnO2 作为超级电容器的电极材料的单电极活性物质测得其比电容为 95F/g, 掺入Cr的电极材料其比电容最大可达到 163F/g。循环伏安和恒流充放电测试结果表明,化学掺杂的配比对MnO2 电化学性能的影响较大。当Mn与Cr的摩尔比为 100∶1时, 材料具有较好的放电性能,其放电容量可提高 70%。表明化学掺杂Cr有利于提高MnO2 电极的电化学性能。 展开更多

关键词 超级电容器 掺铬二氧化锰 改性 固相反应

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锌铈液流电池研究进展 被引量：6

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作者 谢志鹏 蔡定建 杨亮 《有色金属科学与工程》 CAS 2014年第1期42-46,共5页

能源是经济发展和人们生活的重要物质基础.化石燃料的过度消耗加速了能源危机和环境污染的出现.新能源的利用是解决能源问题和环境问题的必然选择.太阳能、风能和潮汐能等新能源发电具有间歇性的特点,给电网的安全稳定运行带来很大的挑... 能源是经济发展和人们生活的重要物质基础.化石燃料的过度消耗加速了能源危机和环境污染的出现.新能源的利用是解决能源问题和环境问题的必然选择.太阳能、风能和潮汐能等新能源发电具有间歇性的特点,给电网的安全稳定运行带来很大的挑战.储能技术是新能源开发的关键技术.在各种储能技术中,电化学储能日益受到重视.液流电池是一种高效大规模储能系统.锌铈液流电池是已知的单电池电压最高的水溶液电解质电池.文中阐述了锌铈液流电池的工作原理,从正半电池反应、负半电池反应和隔膜3个方面综述了当前的研究进展.指出了锌铈液流电池研究中需重点关注的基础问题. 展开更多

关键词 稀土储能材料 新能源 液流电池 铈

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掺磷酚醛树脂炭嵌锂性能研究 被引量：2

7

作者 李宝华 李开喜 +3 位作者 吕永根 吕春祥 吴东 凌立成 《电化学》 CAS CSCD 2002年第4期415-419,共5页

以添加不同含量五氧化二磷的热塑性酚醛树脂为前驱体 ,经热固化后升温至 70 0℃裂解制备掺磷树脂裂解炭 .X射线衍射考察了裂解炭的微晶结构变化 ;恒电流技术研究了裂解炭的充放电性能 .实验表明 ,五氧化二磷的加入使树脂裂解炭微晶结构... 以添加不同含量五氧化二磷的热塑性酚醛树脂为前驱体 ,经热固化后升温至 70 0℃裂解制备掺磷树脂裂解炭 .X射线衍射考察了裂解炭的微晶结构变化 ;恒电流技术研究了裂解炭的充放电性能 .实验表明 ,五氧化二磷的加入使树脂裂解炭微晶结构发生了很大改变 ,随着磷含量的增加微晶层间距减小 ,而且更加无序 ;其放电可逆容量随五氧化二磷掺杂量的增加先增而后减 ,当P2 O5含量为 9wt%时 ,可逆容量达到最大值 (5 2 8mA·h·g- 1) ,是未掺杂 (2 30mA·h·g- 1)的 展开更多

关键词 嵌锂性能 酚醛树脂裂解炭 掺磷 锂离子电池 炭负极 材料

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热处理温度对中间相炭微球电化学性能的影响 被引量：2

8

作者 宋士华 侯翠岭 魏健宁 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期74-77,86,共5页

采用甲醛聚合改性煤沥青,运用热聚合工艺制备出中间相炭微球(MCMB),并对MCMB进行高温热处理.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电池测试仪等对MCMB的微观结构和电化学性能进行研究.结果表明,高温热处理可有效改善MCMB中碳原... 采用甲醛聚合改性煤沥青,运用热聚合工艺制备出中间相炭微球(MCMB),并对MCMB进行高温热处理.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电池测试仪等对MCMB的微观结构和电化学性能进行研究.结果表明,高温热处理可有效改善MCMB中碳原子排列和微晶结构的有序化程度.并随着热处理温度的提高,MCMB的可逆容量、不可逆容量和首次充电容量降低,库仑效率和充放电效率升高,循环性能增加.1 400℃热处理后,MCMB的充放电效率最高,循环性能最优. 展开更多

关键词 中间相炭微球 热处理 电化学性能

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中国锌锰一次电池专利信息分析 被引量：2

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作者 朱科 石继仙 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期300-302,共3页

为了解锌锰一次电池在中国的专利状况,全面检索了该电池在中国的专利申请。从专利申请的总体状况、申请趋势、法律状态、研发团队、国家和地区分布等进行了数据统计分析。国内的申请总量超过国外,但需加强管理与保护的战略。

关键词 锌锰一次电池 专利 统计分析 检索

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碳纳米管超级电容器的研制和应用 被引量：7

10

作者 王晓峰 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期27-30,34,共5页

文章通过催化裂解法制备碳纳米管材料并采用泡沫镍作为基体制备成电极并采用有机电解液组装了600 F超级电容器,电容器比能量和比功率分别达到0.8 Wh/kg 和1 k W/kg。还采用完全相同的工艺组装了60 F超级电容器并探讨了5 V超级电容器组... 文章通过催化裂解法制备碳纳米管材料并采用泡沫镍作为基体制备成电极并采用有机电解液组装了600 F超级电容器,电容器比能量和比功率分别达到0.8 Wh/kg 和1 k W/kg。还采用完全相同的工艺组装了60 F超级电容器并探讨了5 V超级电容器组对锂离子电池GSM(全球移动通讯)脉冲放电性能的改善以及复合电源系统在移动通讯领域的应用前景。 展开更多

关键词 碳纳米管 超级电容器 有机电解液 锂离子电池 GSM脉冲放电

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掺杂型炭材料在锂离子电池中的应用 被引量：13

11

作者 唐致远 刘春燕 徐国祥 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 2001年第1期72-75,71,共5页

对五种掺杂型炭材料的结构特征及其在锂离子电池中的嵌入机理作一综述。同时提出 ,除了炭材料的改性以外 ,硼、硅、磷和矾等四种元素在炭材料中的掺杂也将是未来锂离子电池发展的方向。

关键词 掺杂型 炭材料 嵌入 锂离子电池 结构特征

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锂离子电池负极碳材料的表面改性与修饰 Ⅲ.人工施加的固体电解质膜对锂碳负极电池性能的改善 被引量：14

12

作者 马树华 景遐斌 王佛松 《电化学》 CAS CSCD 1997年第3期293-296,共4页

研究了人工施加的无机固体电解质晶体膜对锂碳负极电池性能的影响作用，结果表明碳电极的容量及首次充放电效率相对于未改性电极都得到了一定程度的提高，显示了以这层外界人工施加的晶体膜替代由电极体系本身所形成的钝化膜之有效性．... 研究了人工施加的无机固体电解质晶体膜对锂碳负极电池性能的影响作用，结果表明碳电极的容量及首次充放电效率相对于未改性电极都得到了一定程度的提高，显示了以这层外界人工施加的晶体膜替代由电极体系本身所形成的钝化膜之有效性．扫描电子显微镜的研究直观地显示了这层人工施加膜的均匀、致密性质． 展开更多

关键词 锂离子电池 表面改性 修饰 锂电池 碳材料 负极

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锂离子二次电池用负极炭材料的掺硼改性 被引量：3

13

作者 张永刚 王成扬 闫裴 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期248-251,共4页

掺杂法是进行锂离子二次电池用炭负极材料改性与修饰的方法之一 ,通过对国内外以硼作为掺杂原子进行炭负极材料改性的方法的总结 ,举例分析了浸渍法、包埋法和共混法掺硼的特点 ,并指出了目前掺硼工艺中存在的硼在炭材料中的分散不均匀... 掺杂法是进行锂离子二次电池用炭负极材料改性与修饰的方法之一 ,通过对国内外以硼作为掺杂原子进行炭负极材料改性的方法的总结 ,举例分析了浸渍法、包埋法和共混法掺硼的特点 ,并指出了目前掺硼工艺中存在的硼在炭材料中的分散不均匀和硼含量较低的两大问题。此外 ,总结介绍了前人关于硼与炭材料相互作用的机理 ,从理论上分析探讨了掺杂硼炭材料的特点以及掺杂硼炭材料用作锂二次电池负极的电化学性能。并且指出添加硼元素后 ,炭负极材料的各种容量都有所提高 。 展开更多

关键词 锂离子 二次电池 负极炭材料 改性 硼 掺杂法 浸渍法 包埋法 电化学性能

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PAA黏结剂用于高比容量锂离子电池磷@碳负极 被引量：2

14

作者 周朝辉 王莉 +3 位作者 李建刚 何向明 尚玉明 王建龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2017年第6期1328-1332,共5页

磷-碳复合材料用于锂离子电池负极材料,具有比容量高、安全性好、价格低廉的优点,有望应用于高比能量电池,但是其锂化前后较大的体积变化对极片工艺提出了挑战。本文探讨了聚丙烯酸(PAA)黏结剂在高比容量磷-碳复合基锂离子电池负极极片... 磷-碳复合材料用于锂离子电池负极材料,具有比容量高、安全性好、价格低廉的优点,有望应用于高比能量电池,但是其锂化前后较大的体积变化对极片工艺提出了挑战。本文探讨了聚丙烯酸(PAA)黏结剂在高比容量磷-碳复合基锂离子电池负极极片中的应用,并与PVDF黏结剂进行了比较。研究表明,PAA黏结剂制备的电极具有相对更优的极片外观和电化学性能,极片的首次库仑效率可以达到85.5%,平均循环库仑效率高达99.7%。其中黏结剂与集流体间的黏接强度是影响电极性能的主要原因。本研究有助于推动新型高比容量磷基负极的应用,为高比能量二次电池技术的研发提供理论和实验依据。 展开更多

关键词 磷基负极材料 极片膨胀 PAA黏结剂 电化学性能

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喷雾造粒制备纳米硅-硬碳复合材料及其性能 被引量：4

15

作者 潘福森 沈龙 +2 位作者 童磊 聂顺军 李虹 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期132-136,共5页

采用砂磨机湿法研磨从鳞片石墨上剥落少量石墨烯和添加碳纳米管构建负极材料中的导电网络,通过喷雾干燥制备纳米硅-硬碳复合材料。借助激光粒度仪、XRD、SEM等分析制备的硅碳复合材料的结构与形貌。用制备的负极材料制备纽扣式半电池,... 采用砂磨机湿法研磨从鳞片石墨上剥落少量石墨烯和添加碳纳米管构建负极材料中的导电网络,通过喷雾干燥制备纳米硅-硬碳复合材料。借助激光粒度仪、XRD、SEM等分析制备的硅碳复合材料的结构与形貌。用制备的负极材料制备纽扣式半电池,并在不同模式下测试其电化学性能。结果表明,碳酸锂添加量为3%(质量分数)时,复合材料的性能最优,首次充放电容量为1279.9 mAh/g,效率高达84.5%,在200 mA/g电流密度下循环50次后容量仍能保持在68.8%。 展开更多

关键词 锂离子电池 负极材料 纳米硅碳 纳米硅-硬碳 硅酸锂

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制备椰壳基活性炭用于锂硫电池 被引量：2

16

作者 郭玉强 陈克 +5 位作者 刘敏 张娜 赵小琴 马伟 刘树和 陈永 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期318-320,共3页

以椰壳为碳源、KOH为活化剂，在不同的碱碳比下制备具有微孔结构的活性炭。当碱碳比为5和4时，制备得比表面积分别为2918m。／g和3125m。／g的活性炭，碘吸附值分别为2718．613mg／g和2831．014mg／g。将硫与制得的活性炭以质量比7：3... 以椰壳为碳源、KOH为活化剂，在不同的碱碳比下制备具有微孔结构的活性炭。当碱碳比为5和4时，制备得比表面积分别为2918m。／g和3125m。／g的活性炭，碘吸附值分别为2718．613mg／g和2831．014mg／g。将硫与制得的活性炭以质量比7：3进行复合，作为正极组装锂硫电池。以100mA／g的电流在1．5～2．8V充放电，碱碳比为5和4的活性炭组装的电池的首次充放电容量分别为1250．8mAh／g和l301．0mAh／g。 展开更多

关键词 活性炭 椰壳 比表面积 锂硫电池 电化学性能

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硬炭微球的制备及其储锂性能研究 被引量：1

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作者 郭玉强 陈克 +5 位作者 马伟 徐赛男 刘敏 赵峰惠 付贵林 陈永 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第6期164-167,共4页

以二乙烯基苯(DVB)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模版剂,通过自组装,制备聚苯乙烯微球。经过氧化和高温炭化转换成硬炭微球。考察了硬炭微球作为锂离子负极材料的电化学性能。结果表明硬炭微球的首次放... 以二乙烯基苯(DVB)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模版剂,通过自组装,制备聚苯乙烯微球。经过氧化和高温炭化转换成硬炭微球。考察了硬炭微球作为锂离子负极材料的电化学性能。结果表明硬炭微球的首次放电比容量为505 mA·h/g,40次循环后保持在304 mA·h/g。 展开更多

关键词 锂离子电池 负极材料 硬炭微球 自组装

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锂离子电池分数阶模型的多参数在线辨识方法 被引量：1

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作者 侯爽 冬雷 +3 位作者 杨耕 贾彦博 张殷耀 马宏伟 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第S01期78-88,共11页

锂离子电池分数阶模型由于含有表征老化机理的参数,被用于电池老化研究并期望据此实现在线的电池老化过程探究。在电池的有限使用工况和产品级检测条件下实现对该模型尽可能多的老化参数的在线辨识,将有助于该模型的在线应用。基于此,提... 锂离子电池分数阶模型由于含有表征老化机理的参数,被用于电池老化研究并期望据此实现在线的电池老化过程探究。在电池的有限使用工况和产品级检测条件下实现对该模型尽可能多的老化参数的在线辨识,将有助于该模型的在线应用。基于此,提出1种基于反向传播神经网络的多参数在线辨识方法。首先通过分析典型工况下参数灵敏度确定在线辨识的参数集,然后基于电池老化规律设计网络以及网络训练算法以提高辨识速度和准确性,同时设计验证方法以保证辨识参数的收敛性,仿真和实验结果验证在线辨识方法的辨识速度和准确性。 展开更多

关键词 锂离子电池 参数辨识 反向传播神经网络

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醚基电解液中CoS_(2)/NC作为钠离子电池高性能阳极的原因分析 被引量：2

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作者 边煜华 刘朝孟 +4 位作者 高宣雯 李健国 王达 李尚倬 骆文彬 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1500-1509,共10页

高性能钠离子电池负极材料的开发迫在眉睫,过渡金属硫化物具有较高的储钠比容量和良好的氧化还原反应可逆性等优点,但是存在充放电过程中的容量快速衰减问题。和电极材料的改性相比,通过优化电解液来提高电极的电化学性能是一种更加方... 高性能钠离子电池负极材料的开发迫在眉睫,过渡金属硫化物具有较高的储钠比容量和良好的氧化还原反应可逆性等优点,但是存在充放电过程中的容量快速衰减问题。和电极材料的改性相比,通过优化电解液来提高电极的电化学性能是一种更加方便、环保且有效的策略。本文研究了CoS_(2)/NC在乙二醇二甲醚(DME)和碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯(EC/DEC)两种电解液中作为钠离子电池负极材料的电化学和反应动力学差异,发现在与中间产物Na_(2)S_(6)副反应更少的DME电解液中,表现出优异的倍率性能、循环性能。通过紫外光谱证明了Na_(2)S_(6)在DME电解液中更高的稳定性,利用电化学阻抗测试和不同扫速下的循环伏安测试对电极材料的电子传输和离子扩散速率进行分析,证明了CoS_(2)/NC与电解液的副反应来自于中间产物多硫化钠与电解液的反应,中间产物在电解液中的稳定性是影响CoS_(2)/NC电化学性能的主要原因之一。我们的工作研究了多硫化钠在两种典型的电解液中的稳定性不同导致的电化学性能差异,并为过渡金属硫化物阳极和电解液之间的相互作用补充了新的见解。 展开更多

关键词 CoS_(2) 多硫化钠 电解液 钠离子电池负极

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石墨烯作为导电剂在碱性锌锰电池中的应用 被引量：4

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作者 徐燕玲 唐录 胡春益 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期273-275,共3页

将石墨烯作为导电剂的组分,用于碱性锌锰(碱锰)电池。当导电剂占正极的质量6%时,电池的综合电性能和高温贮存性能最佳;导电剂中添加25%的石墨烯,可提高LR6电池新电和高温贮存后的电性能,且有助于改善导电剂的分散性。石墨烯作为负极添加... 将石墨烯作为导电剂的组分,用于碱性锌锰(碱锰)电池。当导电剂占正极的质量6%时,电池的综合电性能和高温贮存性能最佳;导电剂中添加25%的石墨烯,可提高LR6电池新电和高温贮存后的电性能,且有助于改善导电剂的分散性。石墨烯作为负极添加剂,当添加量为0.1%时,电池的电性能和贮存性能最佳,尤其是大电流性能提升了7%。 展开更多

关键词 碱性锌锰(碱锰)电池 石墨烯 导电剂

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