李用
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吕小慧
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苏方远
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贺艳兵
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李宝华
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杨全红
,
康飞宇
新型炭材料
采用CTAB为表面活性剂将氧化石墨烯和炭黑均匀分散,经水热过程将二者组装到一起,进而高温热处理得到石墨烯/炭黑杂化材料。该材料是一种具有独特结构和良好性能的石墨烯/炭黑杂化材料作为锂离子电池二元导电剂。炭黑颗粒均匀分布在石墨烯表面,可防止石墨烯片层团聚并进一步提高电子导电效率。由于炭黑可增加对电解液的吸附,促进电极内部锂离子的传输过程,最终提高锂离子电池的倍率性能。结果表明,使用质量分数5%900℃热处理之后的二元导电剂的LiFePO4,在10 C时比容量为73 mAh/g,优于使用10%炭黑导电剂时的LiFePO4(10 C比容量为62 mAh/g)。按照整个电极质量计算,前者的比容量性能比后者提高了近25%,同时在循环性能方面,前者的稳定性也优于后者。
关键词:
石墨烯/炭黑杂化材料
,
二元导电剂
,
锂离子电池
,
倍率性能
吴军雄
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秦显营
,
梁葛萌
,
韵勤柏
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贺艳兵
,
康飞宇
,
李宝华
新型炭材料
基于静电喷雾沉积技术制备了硅-纳米炭纤维-石墨烯杂化膜(Si/CNF/G),其中纳米硅颗粒包覆在多孔炭基体中,由纳米硅和多孔炭组成的二次结构被镶嵌在由纳米炭纤维和石墨烯组成的三维交联炭网络中,最终构成无粘结剂的硅/碳复合整体电极.Si/CNF/G三维杂化膜用作锂离子电池电极时,表现高的可逆比容量、长的循环寿命和良好的倍率性能.0.2 A·g-1恒定电流密度下,首次可逆比容量为957 mAh·g-1,经100圈循环容量保持率为74.4％;2 A·g-1恒定电流密度下,可逆比容量为539 mAh·g-1.多孔炭基体可有效缓冲硅的体积变化,促进形成稳定的固态电解质界面;纳米炭纤维和石墨烯构建的三维炭网络既稳定了电极的整体结构,又可为电子和离子提供快速传输通道.
关键词:
锂离子电池
,
硅/碳负极
,
电化学性能
,
静电喷雾沉积
康飞宇
,
贺艳兵
,
李宝华
,
杜鸿达
新型炭材料
通过评述炭材料在能量储存和转化领域的研究和发展现状,如:炭材料是燃料电池重要的催化剂载体、双极板和气体扩散层材料,也是太阳能电池构建碳-硅PN结、全碳PN结以及透明导电膜的核心材料,锂离子电池和超级电容器的关键电极材料.另外,炭材料在气体存储、蓄能蓄热、核能、风能等领域也具有重要的应用.认为:炭材料形态结构多样性及其所具有的诸多优异物理和化学特性,是其在能量储存和转化领域中广泛应用的根本.提出:炭材料必须向纳米化、有序化、复合化方向发展,实现功能炭材料的可控制备、纳米结构调控、复合材料的优化设计与制备对能量转化和存储器件升级,炭材料必将获得更加广阔的发展和应用空间.
关键词:
炭材料
,
能量储存
,
能量转化
贺艳兵
,
唐致远
,
宋全生
,
陈玉红
,
刘强
材料导报
介绍了锂离子电池燃烧或爆炸的起因和热稳定性添加剂的作用机制,综述了锂离子电池热稳定性添加剂的研究进展,探讨了解决热稳定性添加剂对锂离子电池负面影响的方法,同时展望了其研究开发方向.
关键词:
锂离子电池
,
热稳定性添加剂
,
SEI膜
,
电解液
唐致远
,
贺艳兵
,
刘元刚
,
刘强
,
阳晓霞
腐蚀科学与防护技术
doi:10.3969/j.issn.1002-6495.2007.04.009
用循环伏安、扫描电子显微镜和循环检测装置研究了表面状况不同的铜箔集流体对锂离子电池性能的影响.结果表明,电解液在毛面铜箔表面发生还原反应的程度比在光面铜箔表面显著,其阳极溶解电位比光面铜箔约低0.8 V,且溶解需要的能量较少,相对耐腐蚀性较差.光面铜箔集流体锂离子电池的容量循环衰减要比毛面铜箔小,且随着循环的进行,后者的容量衰减趋势明显加剧.
关键词:
锂离子电池
,
毛面铜箔
,
光面铜箔
董海勇
,
贺艳兵
,
李宝华
,
康飞宇
新型炭材料
以氧化石墨烯为模板剂,N-甲基吡咯烷酮( NMP)为溶剂,通过溶剂热法制备高结晶度、片状结构钛酸锂/石墨烯复合电极材料( NMP-LTO/G)。与未添加氧化石墨烯的样品NMP-LTO相比,样品NMP-LTO/G的片状结构更好,结晶性与电化学性能明显提高。讨论氧化石墨烯作为模板剂的作用机理；基于双亲性结构特征和表面活性剂的特点,在复合材料制备过程中,氧化石墨烯与碱性条件、有机溶剂等产生协同作用,有利于高结晶度片状结构NMP-LTO/G复合材料形成。
关键词:
钛酸锂
,
石墨烯
,
模板剂
,
片状形貌
,
高结晶性
陈玉红
,
唐致远
,
贺艳兵
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00442
用交流阻抗法研究了锂离子电池结构、充电状态以及温度对层状锂钴镍锰氧化物反应动力学的影响. 结果表明: 与未卷绕的2032电池相比, 卷绕的18650电池在高频出现了感抗. 根据不同电位下的阻抗谱可以推断层状锂钴镍锰氧化物的脱锂过程分为三个阶段, 2.0～2.7V为克服晶格结构作用力阶段, 2.7～3.65V为锂离子多层钝化膜的形成过程, 3.65～4.25V为多层钝化膜与溶液界面的双电层形成过程. 温度的升高加快了电荷传递速度和锂离子扩散速度, 计算得到电荷传递活化能和锂离子扩散活化能分别为20.48、48.67kJ/mol, 且后者是电化学反应的控制步骤.
关键词:
锂离子电池
,
cathode materials
,
lithium cobalt nickel manganese oxide
,
electrochemical impedance spectroscopy
陈玉红
,
唐致远
,
贺艳兵
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2007.03.013
用交流阻抗法研究了锂离子电池结构、充电状态以及温度对层状锂钴镍锰氧化物反应动力学的影响.结果表明:与未卷绕的2032电池相比,卷绕的18650电池在高频出现了感抗.根据不同电位下的阻抗谱可以推断层状锂钴镍锰氧化物的脱锂过程分为三个阶段,2.0～2.7V为克服晶格结构作用力阶段,2.7～3.65V为锂离子多层钝化膜的形成过程,3.65～4.25V为多层钝化膜与溶液界面的双电层形成过程.温度的升高加快了电荷传递速度和锂离子扩散速度,计算得到电荷传递活化能和锂离子扩散活化能分别为20.48、48.67kJ/mol,且后者是电化学反应的控制步骤.
关键词:
锂离子电池
,
正极材料
,
锂钴镍锰氧化物
,
交流阻抗
