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国内外锂电池正负极材料最新研究进展

作者:中国储能网新闻中心 来源:INESA 发布时间:2020-12-26 浏览:
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中国储能网讯:日本京都大学在锂电池正极材料上取得进展

文章信息

技术领域:锂电池正极材料

开发单位:京都大学 Toshiyuki Matsunaga

文章名称:Aierxiding Abulikemu, Toshiyuki Matsunaga, et al. Rocksalt type Li2Nb0.15Mn0.85O3 without structure degradation or redox evolution upon cycling. Journal of Alloys and Compounds, 2020.

技术突破:岩盐型Li2Nb0.15Mn0.85O3相比于其他Li2MnO3基富锂正极材料具有更佳的容量保持率,在多次循环后仍可保持98%的库伦效率。

应用价值:可用于长周期循环寿命和高可逆容量的富锂正极材料。

层状Li2MnO3基富锂正极材料的电压和容量衰减现象是影响其应用的主要问题。近年来,已有大量这方面的研究。

图1.  (a) 充放电性能 (b) 10 mAg-1 恒定电流循环100次后Li2Nb0.15Mn0.85O3材料的dQ/dV 图像

来自日本京都大学的研究人员对岩盐型Li2Nb0.15Mn0.85O3进行了大量的分析研究,其首次充电过程是与Li2MnO3进行氧化还原反应的,结果表明相比于其他Li2MnO3基富锂正极材料具有更佳的容量保持率。该材料虽在初次循环中存在电压衰减与超电势现象,但强X射线衍射表明,即使存在大量的锂空位,其仍可保持岩盐结构且无尖晶石变质或阳离子有序化的趋势。XAS结果进一步表明从第二个循环开始此材料没有明显的氧气氧化还原活性,且氧化还原循环中Mn的范围几乎没有变化。总之,岩盐型Li2Nb0.15Mn0.85O3在多次循环后仍可保持98%的库伦效率。因此,无序的富锂正极材料可在室温条件下保持较长的周期循环寿命与高可逆容量,并且电压衰减问题未来可以容易地在实际应用中得到解决。

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湖南大学在锂电池负极材料上取得进展

文章信息

技术领域:锂电池负极材料研究

开发单位:湖南大学 Pengbin He

文章名称:Daxiong Wu, Pengbin He, et al. Porous bowl-shaped VS2 nanosheets/graphene composite for high-rate lithium-ion storage. Journal of Energy Chemistry, 2020.

技术突破:基于一种新型溶剂热方法以制备单层碗状NH3嵌入的VS2纳米层,制备出的H-VS2/rGO具有出色的倍率性能和更长的循环稳定性:在电流密度为1/10A g−1时,平均容量高达868/525 mAh g−1,在150/500次电流密度为0.2/1A g−1的循环后,可逆容量为1177/889 mAh g−1。

应用价值:研发的新型溶剂热方法可为单分散超薄VS2纳米片的制备起到指导作用。

二维层状二硫化钒由于具有较高的理论容量,是一种很有前景的锂离子电池(LIB)负极材料。然而,合成单分散超薄VS2纳米片仍然存在困难。

图1 . (a)单分散碗状VS2纳米片的溶剂热生长过程示意图;(b)H-VS2以及 H-VS2@rGO复合材料的形成;(c) 相应结构的示意结构

来自湖南大学的科研人员研发出一种新型溶剂热方法以制备单层碗状NH3嵌入的VS2纳米层。这种独特结构的形成是由阻止(001)或(002)晶面在晶体中的生长结合热力学熟化过程引起。Ar/H过程中的的退火处理产生了多孔单层VS2(H-VS2),随后其与氧化石墨烯整合(结合还原过程)形成多孔单分散H-VS2 / rGO复合材料。作为一种锂离子电池负极材料,H-VS2 /rGO具有出色的倍率性能和更长的循环稳定性:在电流密度为1/10A g−1时,平均容量高达868/525mAh g−1,在150/500次电流密度为0.2/1A g−1的循环后,可逆容量为1177/889 mAh g−1。如此优异的电化学性能可归功于用于锂存储的活性位点的增加,体积比的降低,多孔结构引起的锂离子扩散缩短以及石墨烯纳米片的保护作用。

关键字:锂电池

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