锂离子电池电极材料包覆项目的产业化_百度文库
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锂离子电池电极材料包覆项目的产业化
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于n掺杂c包覆li4ti5o12锂离子电池负极材料的制备与性能的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：V01.36 2015年5月高等学校化学学报CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSmESNo.5 981—988doi:10.7503/ejeuN掺杂C包覆Li4TisOl2锂离子电池负极材料的制备与性能史楠楠,姜雪,张莹,程魁,叶克,王贵领,曹殿学(哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,哈尔滨150001)摘要以TiO:和Li:CO,分别作为钛源和锂源,聚苯***(PANI)作为碳源和氮源,通过球磨辅助高温固相法合成N掺杂c包覆“。Ti,O。:.通过x射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、元素分析仪(EA)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等对材料的结构和形貌进行了表征,并将合成材料制成电极片组装成扣式电池,测试其电化学性能.结果显示,钛源的处理对样品的性能有影响,通过对’ri02预包覆合成的N掺杂c包覆Li。Ti,O。:具有优异的电化学性能,在碳、氮源的包覆比例(PANI与u。Ti,O。:的质量比)为5%时效果最佳:1 C放电时其比容量为157.6 mA·h/g,20 C放电时其比容量仍可达到119.6 mA·h/g;在10 c充放电循环100次后,其比容量保持率为97.8%,表明N掺杂c包覆Li。Ti,O。:具有优异的倍率性能和循环稳定性.关键词N掺杂;C包覆;聚苯***;钛酸锂;负极材料中图分类号0646 文献标志码A随着传统能源的消耗殆尽及环境问题的日益严重,寻找新型高性能的清洁能源已成为全球性趋势¨。1.近年来,锂离子电池因具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、无记忆效应及对环境友好等优点而受到广泛关注M’7|.碳材料具有容量高、成本低等优点,已成为目前商业化动力型锂离子电池最常用的负极材料.然而碳材料嵌锂电位较低(&1 V w.【∥“+),与金属锂电位相近,充放电过程中容易形成锂枝晶,刺穿隔膜造成短路,从而带来了一定的安全隐患;同时在该电位下电解液容易在电极材料表面分解形成一层钝化膜,使得电池首次充放电效率低,而电解液分解所产生的气体会增大电池内阻,导致电池容量降低旧1.此外,碳材料在“+脱嵌过程中的体积变化为8%~13%,长时间循环会导致颗粒间接触逐渐减少,降低电池寿命.与碳材料相比,尖晶石Li。Ti,O,:在充放电过程中晶体结构保持高度稳定性,被称为零应变材料,具有较高的库仑效率和较长的循环寿命旧1;Li。Ti,O,:的嵌锂电位较高(1.55 V铘.ⅣLi+),安全性高¨叫;另外,“+扩散系数为2x10。8 cm2/s,比一般碳材料高出一个数量级,在快速充放电过程中能加快Li+的迁移.因此,尖晶石Li。Ti,O。:成为一种广受关注的锂离子电池负极材料,有望代替一般碳材料成为新型动力汽车电池和储能元件的理想负极材料.但是,由于Li。Ti,O,:本身电子导电性差,在增大充放电电流过程中容量衰减较快.改善Li。Ti,O,:材料的导电性,提高其倍率性能成为亟待解决的问题.目前,用于改善Ij。Ti,O,:电子导电性和离子导电性的方法主要有通过离子掺杂Cu2+,A13+,zr2+,Br一等¨卜141部分取代Li,Ti或O位,提高“。Ti50。:的导电性;通过表面包覆导电相Au、碳材料及TiN等¨n1。刊改善材料表面的导电性,减小颗粒之间的接触电阻,从而改善电池电化学性能;通过N掺杂C包覆来提高材料的界面稳定性,改善电子导电性,从而提高电池的循环性能及倍率性能u¨驯.本文用聚苯***(PANI)同时作为碳源和氮源,采用简单的球磨辅助高温固相法合成N掺杂c包覆收稿日期:.网络出版日期:.基金项目:黑龙江省博士后基金(批准号:LBH—Z13059)资助.联系人简介:曹殿学,男,博士,教授,主要从事燃料电池、锂离子电池及超级电容器电极材料研究E—mail:caodianxue@hrbeu.万方数据982 高等学校化学学报的“。Ti,O,:;研究了不同包覆比例、包覆工艺对所制备u。Ti,O,:电化学性能的影响.结果表明,对TiO:进行预处理更有利于提高Li。Ti,O,。的倍率性能和循环性能.1 实验部分1.1试剂与仪器TiO:(天津市光复科技发展有限公司);Li:CO,(天津市光复精细化工研究所);乙醇(天津市致远化学试剂有限公司);N-***吡咯烷***(NMP,阿拉丁试剂有限公司);聚苯***(石家庄冀安亚太新材料科技有限公司);PVDF(深圳市***树新村材料有限公司);所用试剂均为分析纯.乙炔黑(电池级,深圳市比源电子有限公司);C—LTO(电池级,深圳贝特瑞新能源材料有限公司).x射线衍射仪(XRD,Rigaku D/max-2550/PC,日本Rigaku公司);元素分析仪(FLASH EA 1112,美国Thermo公司);扫描电子显微镜(SEM,JEOL JSM-6480,日本JEOL公司);透射电子显微镜(TEM,CM 200 FEG,荷兰Philips公司);X射线光电子能谱仪(XPS,ESCALAB250Xi,美国Thermo公司);拉曼光谱仪(Raman,LabRAM Aramis,法国Hofiba公司);超级净化手套箱(Superl220/750/900,米开罗那中国有限公司);蓝电(LAND)电池测试系统(CT mA,武汉金诺电子有限公司);VMP3/Z电化学工作站(法国Bio—Logic公司).1.2实验过程采用商业化的TiO:,Li:C03和PANI为原材料,通过2种包覆工艺对“。Ti,O。:进行合成及改性,如Scheme 1所示.先通过球磨使原料混合均匀,再用两步煅烧法使碳源和氮源PANl分解,并在合成Li。Ti,O。:表面进行包覆.煅烧过程均在管式炉中氩气气氛下进行,为了便于区分,将低温煅烧使PANl分解的过程称为预烧;高温煅烧合成Li。Ti,O。:理想晶型的同时进行掺杂和包覆的过程称为终烧.方案一:首先,按一定计量比称取TiO:,Li:CO,及PANI粉末的混合物(PANI与Li。Ti,0。:的理论质量比分别为1:10,1:20,1:30),使用一定量乙醇与NMP体积比为1:1的混合物为分散剂,球磨4 h后干燥,研磨;然后,将球磨混合后的粉末于350 oC保持6 h进行预烧,降温、研磨后,将上述前驱体升温到800℃保持12 h进行终烧,.1,-.3.方案二:与方案一相比不同点在于先将TiO:与PANI进行球磨混合,在350℃保持6 h进行预烧,降温、研磨后,按计量比添加【j:CO。在上述分散剂中二次球磨,干燥、研磨后在800 oC保持12 h进行终烧,最终制得N掺杂c包覆Li。T.1,LCNT-2,LCNT-3.反应体系中n(Li):n(Ti)=0.84,多余的锂源用于弥补高温煅烧过程中Li:CO,的分解损耗.将TiO:和Li:CO。按比例混合,在氩气气氛下800 oC煅烧12 h制备纯“。Ti,O,:作为空白对照,记作P.LTO.Ball milledL12C03+PANI刚-lB1播放器加载中，请稍候...
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V01.36 2015年5月高等学校化学学报CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSmESNo.5 981—988doi:10.7503/ejeuN掺杂C包覆Li4TisOl2锂离子电池负极材料的制备与性能史楠楠,姜雪,张莹,程魁,叶克,王贵领,曹殿学(哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,哈尔滨150001)摘要以TiO:和Li:CO,分别作为钛源和锂源,聚苯***(PANI)作为碳源和氮源,通过球磨辅助高温固相法合成N掺杂c包覆“。Ti,O。:.通过x射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、元素分析仪(EA)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等对材料的结构和形貌进行了表征,并将合成材料制成电极片组装成扣式电池,测试其电化学性能.结果显示,钛源的处理对样品的性能有影响,通过对’ri02预包覆合成的N掺杂c包覆Li。Ti,O。:具有优异的电化学性能,在碳、氮源的包覆比例(PANI与u。Ti,O。:的质量比)为5%时效果最佳:1 C放电时其比容量为157.6 mA·h/g,20 C放电时其比容量仍可达到119.6 mA·h/g;在10 c充放电循环100次后,其比容量保持率为97.8%,表明N掺杂c包覆Li。Ti,O。:具有优异的倍率性能和循环稳定性.关键词N掺杂;C包覆;聚苯***;钛酸锂;负极材料中图分类号0646 文献标志码A随着传统能源的消耗殆尽及环境问题的日益严重,寻找...
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一种石墨烯包覆锂离子电池石墨负极材料的方法及其应用
申请（专利）号：
申请日期：
公开(公告)日：
公开(公告)号：
主分类号：
H01M4/36,H01M4/00,H,H01,H01M,H01M4
H01M4/36,H01M4/00,H01M4/587,H01M4/00,H01M10//00,H,H01,H01M,H01M4,H01M10,H01M4/36,H01M4/00,H01M4/587,H01M4/00,H01M10//00
申请（专利权）人：
常州第六元素材料科技股份有限公司
发明（设计）人：
主申请人地址：
213000 江苏省常州市武进区武进经济开发区西太湖大道9号
专利代理机构：
北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249
国别省市代码：
一种石墨烯包覆锂离子电池石墨负极材料的方法，包括如下步骤：（1）将石墨超声分散于溶剂中，得到石墨悬浮液；（2）将氧化石墨超声溶解于溶剂中，得到氧化石墨烯溶液；（3）按氧化石墨烯与石墨的质量比为（0.01～0.3）：1，将氧化石墨烯溶液加入石墨悬浮液，超声混匀，然后除去溶剂，得到干燥的固体粉末；（4）在惰性气氛下，步骤（3）所得的固体粉末于600～1000℃处理1～4h，冷却即得到石墨烯包覆的锂离子电池石墨负极材料。
法律状态：
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