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锂离子电池硅氧化物负极首次库伦效率的影响因素与提升策略 被引量：5
1
作者 李辉阳 朱思颖 +3 位作者 李莎 张桥保 赵金保 张力 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2342-2358,共17页
硅氧化物(SiO_(x),0<x≤2)具有高的比容量和低的嵌锂电位,且体积膨胀率显著低于纯硅负极,因而被认为是替代传统石墨负极材料的理想选择之一.然而SiO_(x)负极在首次嵌锂过程中表面形成的固体电解质界面膜(SEI)以及大量的不可逆产物,... 硅氧化物(SiO_(x),0<x≤2)具有高的比容量和低的嵌锂电位,且体积膨胀率显著低于纯硅负极,因而被认为是替代传统石墨负极材料的理想选择之一.然而SiO_(x)负极在首次嵌锂过程中表面形成的固体电解质界面膜(SEI)以及大量的不可逆产物,造成其首次库伦效率偏低,严重阻碍了SiO_(x)负极的实际应用.本文从SiO_(x)的结构模型出发,系统阐述了SiO_(x)负极的嵌锂机理以及首次库伦效率低的原因;归纳了SiO_(x)负极首次库伦效率的提升策略及其研究进展;并对提升SiO_(x)负极首次库伦效率的未来发展方向进行了展望. 展开更多
关键词 锂离子电池 硅氧化物 首次库伦效率 结构设计 预锂化
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石油焦锂离子电池负极材料电化学性能研究 被引量：3
2
作者 刘曙民 刘天波 +2 位作者 赵雷 冯震恒 王际童 《炼油技术与工程》 CAS 2024年第2期11-16,31,共7页
负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素,人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低,空隙度低,灰分、硫、金属元素含量低,导电率高,易石墨化。此次研究选择3种普通石油焦,并通过石墨化制备人造石墨。对3种石油焦原样... 负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素,人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低,空隙度低,灰分、硫、金属元素含量低,导电率高,易石墨化。此次研究选择3种普通石油焦,并通过石墨化制备人造石墨。对3种石油焦原样和石墨化样品进行分析表征,比较其各种性能,研究石油焦石墨化后的变化,并通过电化学分析验证石油焦石墨化后其性能是否达到商用锂电池负极材料水平。实验结果表明:在2750℃石墨化处理后,相较于原石油焦样品,3种石墨化样品结构重排,拥有更明显的规整层状结构;含碳量提升,其他例如氢、氧等杂元素和金属元素含量下降;均显现出较低的电极电位和稳定的充放电平台,首次库伦效率分别为85.00%、78.20%、82.96%。经过150次循环后,比容量分别保持在273.00、259.00、226.20 mAh/g,库伦效率接近100%,是锂离子电池负极材料的潜在前驱体。 展开更多
关键词 石油焦 锂离子电池 负极材料 电化学性能 石墨化程度 首次库伦效率 比容量
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无钴富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)的表面改性及电化学性能研究
3
作者 朱守聪 施志聪 《材料研究与应用》 CAS 2024年第2期241-247,共7页
无钴富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)因高比容量、低成本等优点备受关注,是极具潜力的下一代锂离子电池正极材料。然而,Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)材料存在首次库伦效率低、倍率性能差及容量衰减等问题,限制了其进... 无钴富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)因高比容量、低成本等优点备受关注,是极具潜力的下一代锂离子电池正极材料。然而,Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)材料存在首次库伦效率低、倍率性能差及容量衰减等问题,限制了其进一步发展。为解决此问题,采用柠檬酸溶液表面处理结合再重新煅烧方法,通过在其表面包覆一层尖晶石相,对Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)开展了表面改性研究,并对改性前后样品进行物理表征和电化学测试分析。结果表明,改性前后的Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)正极材料,形貌基本一致,均为尺寸100—400 nm的不规则颗粒,改性后的粉末颗粒边缘略有不平整。使用柠檬酸溶液表面处理后,Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)材料形成了内部为层状相、表面为尖晶石相的结构。尖晶石相的存在不仅为锂离子扩散提供了三维离子扩散通道、提高倍率性能,还可充当正极材料表面与电解液间的保护层,提高首次库伦效率,改善循环性能。改性后的Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_(2)的首次库伦效率为92.4%,可逆比容量为292 mAh·g^(-1),与改性前相比分别提高了13.8%和22 mAh·g^(-1),并且在不同倍率下的可逆比容量和长循环容量保持率均有明显提升,表明其具有更好的倍率性能和更优的循环稳定性能。本研究提出了一种无钴富锂锰基正极材料表面改性方法,该改性方法操作简单、效果明显,可应用于不同组分的富锂正极材料,为富锂锰基正极材料的进一步发展提供了新的思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 富锂正极材料 富锂锰基正极材料 表面改性 首次库伦效率 尖晶石相 电化学性能 可逆比容量
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锡-金属氧化物多相复合储锂负极材料的研究进展 被引量：5
4
作者 刘雨轩 张涵茵 +2 位作者 鲁忠臣 胡仁宗 朱敏 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期358-368,共11页
金属锡(Sn)作为锂离子电池负极材料具有比石墨负极更高的比容量和更可靠的安全性,得到了广泛关注研究。首先简述了Sn基负极的储锂特性及要实现大规模应用仍需解决的关键基础问题;其次指出了将锡与其他相材料进行多相复合、合理调控电极... 金属锡(Sn)作为锂离子电池负极材料具有比石墨负极更高的比容量和更可靠的安全性,得到了广泛关注研究。首先简述了Sn基负极的储锂特性及要实现大规模应用仍需解决的关键基础问题;其次指出了将锡与其他相材料进行多相复合、合理调控电极材料的物相组成与尺度和分布是一种提高锡基负极材料循环性能的重要措施。主要综述了Sn与金属氧化物(包括嵌锂活性相、非活性相等)多相复合体系负极材料的研究进展,重点介绍了微纳金属氧化物与Sn的协同作用对复合电极材料电化学性能的改善作用。最后强调如何进一步提高Sn-金属氧化物多相复合材料的首次库伦效率仍是需要深入研究的重要方向。 展开更多
关键词 锂离子电池 多相复合 锡-金属氧化物 循环稳定性能 首次库伦效率
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预锂化在SiO_(x)@C负极材料中的应用研究
5
作者 张正裕 白哲 +3 位作者 何洁龙 吴佳霓 蓝利芳 李军 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期170-174,共5页
通过正硅酸乙酯水解、蔗糖热解包覆制备了锂离子电池SiO_(x)@C负极材料。为了减少SiO_(x)@C在首次循环中的不可逆容量损失,采用SiO_(x)@C与金属锂片直接接触的方法对其进行预锂化,考察了不同预锂化处理时间对材料电化学性能的影响,研究... 通过正硅酸乙酯水解、蔗糖热解包覆制备了锂离子电池SiO_(x)@C负极材料。为了减少SiO_(x)@C在首次循环中的不可逆容量损失,采用SiO_(x)@C与金属锂片直接接触的方法对其进行预锂化,考察了不同预锂化处理时间对材料电化学性能的影响,研究了预锂化处理前后材料表面形貌和组成成分的变化,分析了预锂化处理在材料中的作用机理。结果表明,预锂化处理3min后,SiO_(x)@C的首次库伦效率已达到99.2%,高于未预锂化的63.9%,而且仍然表现出较高的循环稳定性。通过SEM、XPS、容量微分曲线、交流阻抗谱等分析,发现预锂化处理过程中SiO_(x)@C已发生不可逆转化反应,并在材料表面形成了SEI膜,从而达到减少首次循环中不可逆容量损失的目的。 展开更多
关键词 锂离子电池 SiO_(x)@C负极材料 预锂化 不可逆容量 首次库伦效率
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