一区二区三区三上|欧美在线视频五区|国产午夜无码在线观看视频|亚洲国产裸体网站|无码成年人影视|亚洲AV亚洲AV|成人开心激情五月|欧美性爱内射视频|超碰人人干人人上|一区二区无码三区亚洲人区久久精品

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

提高Li2C2O4作為鋰離子電池正極預(yù)鋰化添加劑的預(yù)鋰化性能

鋰電聯(lián)盟會長 ? 來源:鋰電聯(lián)盟會長 ? 作者:鋰電聯(lián)盟會長 ? 2022-12-02 10:55 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

研 究 背 景

預(yù)鋰化已被證明是解決新型負(fù)極(硬碳、硅基負(fù)極)首圈庫倫效率低的有效方法,與使用金屬鋰或含鋰試劑的預(yù)鋰化方法相比,在正極中直接加入含鋰化合物的預(yù)鋰化方法操作簡單、適用范圍廣并且與電池生產(chǎn)工藝兼容。 目前,已報(bào)道的正極預(yù)鋰化添加劑如Li3N,Li3P,Li2S,Li2O2等,具有較高的理論比容量,但對空氣和濕度非常敏感,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。與上述無機(jī)正極預(yù)鋰化添加劑相比,一些有機(jī)鋰鹽(如Li2C2O4、Li2C4O4和Li2C6O6等)具有良好的空氣穩(wěn)定性,使它們更適合正極生產(chǎn)工藝,并且這類有機(jī)小分子鋰鹽在首次充電過程中分解產(chǎn)生氣體,產(chǎn)生的氣體可在電池生產(chǎn)過程中排出,因此不會降低電池的能量密度。 在這些有機(jī)小分子鋰鹽中,草酸鋰(Li2C2O4)具有525 mA h g-1的高理論容量和良好的空氣穩(wěn)定性,被認(rèn)為是一種極具吸引力的正極預(yù)鋰化添加劑。然而,其實(shí)際容量遠(yuǎn)低于理論值,并且其有較高的脫鋰電位(>4.7 V),無法與大多數(shù)商用正極材料相匹配,這極大地阻礙了其商業(yè)應(yīng)用。

文 章 簡 介

基于此,來自華中科技大學(xué)的李會巧教授在國際知名期刊Nano Research上發(fā)表題為“Boosting the capability of Li2C2O4as cathode pre-lithiation additive for lithium-ion batteries”的觀點(diǎn)文章。該文章通過減小粒徑、引入合適的導(dǎo)電劑和催化劑成功將其脫鋰電位由4.778 V至4.288 V,并且通過設(shè)計(jì)雙層電極結(jié)構(gòu)以保證草酸鋰與催化劑間的有效接觸,成功地提高了Li2C2O4作為正極預(yù)鋰化添加劑的預(yù)鋰化能力,為補(bǔ)鋰技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用提供了一種新的解決思路。

d3149640-71ea-11ed-8abf-dac502259ad0.png

TOC:一種提高Li2C2O4作為正極預(yù)鋰化添加劑的預(yù)鋰化能力的策略。通過調(diào)整Li2C2O4的形貌,改善電極的電子傳導(dǎo),引入納米形貌催化劑,使Li2C2O4的脫鋰電位由4.778 V降至4.288 V,可與大多數(shù)商業(yè)正極材料相匹配。

本 文 要 點(diǎn)

要點(diǎn)一:減小粒徑,提高草酸鋰容量利用率商用草酸鋰(C-LCO)首圈充電容量為436 mA h g-1,首圈放電容量僅為6 mA h g-1,第二圈充放電容量分別為19 和 6 mA h g-1,說明草酸鋰僅在首圈充電過程中釋放容量,可作為預(yù)鋰化添加劑使用。通過草酸鋰的分解方程式可以得到其理論比容量為525 mA h g-1,C-LCO的不完全分解和高的脫鋰電位歸因于其較大的顆粒粒徑(~80 μm)和較差的導(dǎo)電性。 在該工作中,通過重結(jié)晶成功地減小草酸鋰粒徑,重結(jié)晶草酸鋰(R-LCO)首圈充電容量達(dá)529 mA h g-1,容量利用率達(dá)100%。因此,通過減小粒徑可以提高了草酸鋰的容量利用率,但其較高的脫鋰電位仍會限制其作為正極預(yù)鋰化添加劑的應(yīng)用范圍。

d33e39a0-71ea-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖1. 商用草酸鋰(C-LCO)和重結(jié)晶草酸鋰(R-LCO)電化學(xué)性能和結(jié)構(gòu)表征。 要點(diǎn)二:引入合適的導(dǎo)電劑和催化劑,降低Li2C2O4的脫鋰電位材料的導(dǎo)電性會影響其電化學(xué)性能,本工作選用四種不同的導(dǎo)電劑(乙炔黑、碳納米管、Supper P及科琴黑)研究其對R-LCO脫鋰電位的影響。研究發(fā)現(xiàn),采用科琴黑能夠有效降低R-LCO脫鋰電位至4.549 V,這歸因于其具有更高的比表面積和更小的粒徑,能夠更好地與R-LCO接觸、包裹R-LCO并形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。盡管采用科琴黑作為導(dǎo)電劑,R-LCO脫鋰電位可降至4.549 V,但與現(xiàn)有商用正極材料匹配時(shí)仍然過高。 眾所周知,催化劑可以降低反應(yīng)活化能,提高反應(yīng)活性,Ni、Co、Mn是電池中常用的金屬元素,因此本工作采用MnO2、NiO以及MnO2作為催化劑,研究其對R-LCO脫鋰電位的影響。研究表明,催化劑的加入均能不同程度降低R-LCO的脫鋰電位,并且催化劑的形貌也會影響其催化性能。其中,片狀納米花結(jié)構(gòu)的NiO催化劑具有更好的分散性,能更好地與R-LCO及科琴黑導(dǎo)電劑接觸,從而能更有效地降低R-LCO的脫鋰電位至4.288 V,使其可與現(xiàn)有商用正極材料相匹配。

d36120fa-71ea-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖2. 使用不同導(dǎo)電劑的電化學(xué)性能和BET、SEM和EIS表征。

d3935656-71ea-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖3. 不同催化劑的結(jié)構(gòu)表征及使用不同催化的電化學(xué)性能。 要點(diǎn)三:雙層電極結(jié)構(gòu)保證草酸鋰與催化劑的有效接觸當(dāng)使用傳統(tǒng)的混合電極,即磷酸鐵鋰、草酸鋰、導(dǎo)電劑以及催化劑直接共混時(shí),由于正極材料的大量加入,影響了草酸鋰、導(dǎo)電劑和催化劑三者間的接觸,降低的催化劑的催化效果,使草酸鋰的利用率僅為58%。因此,本項(xiàng)工作提出采用雙層電極結(jié)構(gòu),即一層磷酸鐵鋰正極層和一層草酸鋰補(bǔ)鋰層,在這種結(jié)構(gòu)中,草酸鋰與催化劑的接觸不受正極材料加入的影響,能夠保證草酸鋰與催化劑間的有效接觸,使草酸鋰的利用率達(dá)到100%。 此外,電化學(xué)性能證明,Li2C2O4的添加不會影響磷酸鐵鋰正極結(jié)構(gòu)和性能,Li2C2O4可以將全電池(磷酸鐵鋰為正極、硬碳為負(fù)極)的容量從79.0 mA h g-1增加到140.0 mA h g-1,并且可以顯著提高全電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

d3a1d230-71ea-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖4. 混合電極和雙層電極的電化學(xué)性能及電極結(jié)構(gòu)示意圖。

d3afa1bc-71ea-11ed-8abf-dac502259ad0.png

圖5. 全電池的電化學(xué)性能。 要點(diǎn)四:結(jié)論在這項(xiàng)工作中,我們通過減小Li2C2O4的粒徑,將其容量從436 mA h g-1增加到525 mA h g-1,容量利用率從83%提高至100%。此外,我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電劑和催化劑的種類和分散性對脫鋰電位具有很大影響,通過優(yōu)化導(dǎo)電劑的類型,引入納米形態(tài)的NiO、MnO2等作為催化劑,成功地將Li2C2O4的脫鋰電位由4.778 V降至4.288 V,可適用于現(xiàn)有的商用正極材料。 當(dāng)采用Li2C2O4作為正極預(yù)鋰化添加劑時(shí),我們設(shè)計(jì)的雙層電極的結(jié)構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)的混合電極,這種雙層結(jié)構(gòu)可以保證Li2C2O4、催化劑和導(dǎo)電劑的有效接觸。同時(shí)電化學(xué)性能證明,Li2C2O4的添加不會影響LiFePO4正極結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能,Li2C2O4可以將全電池(磷酸鐵鋰為正極、硬碳為負(fù)極)的容量從79.0 mA h g-1增加到140.0 mA h g-1,并且可以顯著提高全電池的循環(huán)穩(wěn)定性。我們的工作成功地提高了Li2C2O4作為正極預(yù)鋰化添加劑的預(yù)鋰化能力,為補(bǔ)鋰技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用提供了一種新的解決思路。

審核編輯 :李倩

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 鋰離子電池
    +關(guān)注

    關(guān)注

    85

    文章

    3398

    瀏覽量

    79041
  • 正極材料
    +關(guān)注

    關(guān)注

    4

    文章

    327

    瀏覽量

    19643

原文標(biāo)題:李會巧教授, Nano Research觀點(diǎn):提高Li2C2O4作為鋰離子電池正極預(yù)鋰化添加劑的預(yù)鋰化性能

文章出處:【微信號:Recycle-Li-Battery,微信公眾號:鋰電聯(lián)盟會長】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點(diǎn)推薦

    探究P2/O3相堆疊結(jié)構(gòu)對鈉離子電池正極材料性能的影響

    的優(yōu)化,通過調(diào)控P2/O3相堆疊結(jié)構(gòu),抑制O型堆疊的形成,實(shí)現(xiàn)P型堆疊主導(dǎo)的電化學(xué)過程,提升鈉離子的擴(kuò)散動力學(xué),進(jìn)而顯著提高
    的頭像 發(fā)表于 05-27 10:13 ?623次閱讀
    探究P<b class='flag-5'>2</b>/<b class='flag-5'>O</b>3相堆疊結(jié)構(gòu)對鈉<b class='flag-5'>離子</b><b class='flag-5'>電池</b><b class='flag-5'>正極</b>材料<b class='flag-5'>性能</b>的影響

    侯配玉教授:設(shè)計(jì)富錳基雙相復(fù)合物正極材料以緩解姜-泰勒效應(yīng),提升鋰離子電池比能量

    態(tài)降低,加劇了歧化反應(yīng)和姜泰勒畸變??紤]到傳統(tǒng)O3型富層狀氧化物中錳離子氧化態(tài)主要為+4,因此在O2
    的頭像 發(fā)表于 02-19 14:07 ?973次閱讀
    侯配玉教授:設(shè)計(jì)富<b class='flag-5'>鋰</b>錳基雙相復(fù)合物<b class='flag-5'>正極</b>材料以緩解姜-泰勒效應(yīng),提升<b class='flag-5'>鋰離子電池</b>比能量

    FIB-SEM技術(shù)在鋰離子電池的應(yīng)用

    鋰離子電池材料的構(gòu)成鋰離子電池作為現(xiàn)代能源存儲領(lǐng)域的重要組成部分,其性能的提升依賴于對電池材料的深入研究。
    的頭像 發(fā)表于 02-08 12:15 ?635次閱讀
    FIB-SEM技術(shù)在<b class='flag-5'>鋰離子電池</b>的應(yīng)用

    黃學(xué)杰/張恒/Armand發(fā)布Li4SiO4/S儲能材料,加速鐵儲能應(yīng)用

    。鋰離子電池循環(huán)容量衰減的主要原因在于活性的流失。為了彌補(bǔ)這一損失,研究者們已探索了多種策略來向電池體系中補(bǔ)充活性。其中,最為常見的方法是在正極
    的頭像 發(fā)表于 01-16 09:23 ?906次閱讀
    黃學(xué)杰/張恒/Armand發(fā)布<b class='flag-5'>Li4SiO4</b>/S儲能材料,加速鐵<b class='flag-5'>鋰</b>儲能應(yīng)用

    研究論文::乙烯碳酸酯助力聚合物電解質(zhì)升級,提升高電壓金屬電池性能

    1、 導(dǎo)讀 >> ? ? 該研究探討了乙烯碳酸酯(VC)添加劑在聚丙烯酸酯(PEA)基固態(tài)聚合物電解質(zhì)中的作用。結(jié)果表明,VC添加劑顯著提升了電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率和遷移數(shù),同時(shí)提高
    的頭像 發(fā)表于 01-15 10:49 ?688次閱讀
    研究論文::乙烯碳酸酯助力聚合物電解質(zhì)升級,提升高電壓<b class='flag-5'>鋰</b>金屬<b class='flag-5'>電池</b><b class='flag-5'>性能</b>

    篩選理想的預(yù)正極應(yīng)用于無負(fù)極金屬鋰電池

    循環(huán)中死的生成和持續(xù)的副反應(yīng)等,都會造成AF-LMBs的容量快速衰減。因此,引入預(yù)正極來補(bǔ)充額外的活性
    的頭像 發(fā)表于 12-24 11:07 ?1044次閱讀
    篩選理想的<b class='flag-5'>預(yù)</b><b class='flag-5'>鋰</b><b class='flag-5'>化</b><b class='flag-5'>正極</b>應(yīng)用于無負(fù)極金屬鋰<b class='flag-5'>電池</b>

    T#2-Li0.69CoO2:耐用、高容量、高倍率鋰離子電池正極材料

    研究背景 隨著對高能量密度和可持續(xù)能源存儲解決方案的需求不斷增加,鋰離子電池因其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用而成為現(xiàn)代能源存儲系統(tǒng)的核心。然而,傳統(tǒng)的層狀過渡金屬氧化物(LTMO?)如O3-LiCoO2
    的頭像 發(fā)表于 12-18 09:56 ?834次閱讀
    T#<b class='flag-5'>2-Li0.69CoO2</b>:耐用、高容量、高倍率<b class='flag-5'>鋰離子電池</b><b class='flag-5'>正極</b>材料

    鋰離子電池正極為什么用鋁箔負(fù)極用銅箔?

    ,導(dǎo)電性排名靠前的依次為銀銅金鋁。其中銀和金雖然導(dǎo)電性出色但由于其成本高昂并不適合大規(guī)模使用,而銅和鋁導(dǎo)電性也很好并且成本較低,這使得他們成為理想的集流體材料,因此被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池2-機(jī)械性能和穩(wěn)定性 鋁箔和
    的頭像 發(fā)表于 12-17 10:10 ?3238次閱讀
    <b class='flag-5'>鋰離子電池</b>的<b class='flag-5'>正極</b>為什么用鋁箔負(fù)極用銅箔?

    離子液體添加劑用于高壓無負(fù)極金屬電池

    ,醚溶劑氧化受到抑制,鋁腐蝕加劇。因此,在使用LiFSI基濃縮電解質(zhì)時(shí),在不犧牲鍍/剝離效率的情況下抑制LiFSI基電解質(zhì)的Al腐蝕至關(guān)重要。其中,電解質(zhì)添加劑已成為抑制Al腐蝕的最常用方法之一,通過配制含有適當(dāng)陰離子和陽
    的頭像 發(fā)表于 12-10 11:00 ?1289次閱讀
    <b class='flag-5'>離子</b>液體<b class='flag-5'>添加劑</b>用于高壓無負(fù)極<b class='flag-5'>鋰</b>金屬<b class='flag-5'>電池</b>

    定量識別摻雜位點(diǎn):解鎖富正極材料的高性能與穩(wěn)定性

    研究背景 隨著電子設(shè)備和電動汽車對高能量密度電源需求的增長,鋰離子電池(LIBs)的正極材料成為了研究的熱點(diǎn)。然而,大多數(shù)正極材料存在諸如儲存能力低、動力學(xué)緩慢和電化學(xué)不穩(wěn)定性等固有
    的頭像 發(fā)表于 12-09 09:15 ?1398次閱讀
    定量識別摻雜位點(diǎn):解鎖富<b class='flag-5'>鋰</b><b class='flag-5'>正極</b>材料的高<b class='flag-5'>性能</b>與穩(wěn)定性

    智能進(jìn)程中的鋰離子電池

    。1992年,鋰離子電池實(shí)現(xiàn)商品。 ? 鋰離子電池 鋰離子電池是一種充電電池,它主要依靠鋰離子
    的頭像 發(fā)表于 12-06 10:45 ?893次閱讀

    鋰離子電池正極材料中摻雜位點(diǎn)的定量識別研究

    層和層,這種不同的摻雜位點(diǎn)分布對材料的氧活性和電化學(xué)性能產(chǎn)生顯著影響。該研究不僅揭示了摻雜元素在LLOs中的分布規(guī)律,還為通過共摻雜策略優(yōu)化LLOs的循環(huán)性能提供了新的思路,這對于提高
    的頭像 發(fā)表于 12-05 09:39 ?1022次閱讀
    <b class='flag-5'>鋰離子電池</b>富<b class='flag-5'>鋰</b><b class='flag-5'>正極</b>材料中摻雜位點(diǎn)的定量識別研究

    聚陰離子錨定策略提升高電壓LiCoO2的反應(yīng)動力學(xué)性能于EES中探究

    鈷酸(LiCoO2)目前仍是鋰離子電池主流的正極材料。若將LiCoO2正極的電壓
    的頭像 發(fā)表于 11-14 11:22 ?980次閱讀
    聚陰<b class='flag-5'>離子</b>錨定策略提升高電壓LiCoO<b class='flag-5'>2</b>的反應(yīng)動力學(xué)<b class='flag-5'>性能</b>于EES中探究

    石墨負(fù)極在鋰離子電池中的發(fā)展與儲機(jī)制

    近日,清華大學(xué)張強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)總結(jié)并展望了石墨負(fù)極界面的調(diào)控方法及其對鋰離子電池電化學(xué)性能的影響機(jī)制,重點(diǎn)介紹了石墨負(fù)極在鋰離子電池中的發(fā)展與儲機(jī)制、炭負(fù)極的表界面表征方法與界面調(diào)控方法
    的頭像 發(fā)表于 10-28 11:28 ?3002次閱讀
    石墨負(fù)極在<b class='flag-5'>鋰離子電池</b>中的發(fā)展與儲<b class='flag-5'>鋰</b>機(jī)制

    物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中的常用電池方案_鋰離子電池

    電壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于軍事和民用小型電器中,如移動電話、便攜式計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等,部分代替了傳統(tǒng)電池。 1.鋰離子電池的由來及發(fā)展 1970年代??松腗.S.Whittingham采用硫化鈦作為
    的頭像 發(fā)表于 09-25 11:06 ?976次閱讀
    物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中的常用<b class='flag-5'>電池</b>方案_<b class='flag-5'>鋰離子電池</b>