2014年2月鋰離子電池相關(guān)的重要文章概要

江蘇華東鋰電技術(shù)研究院-1-2014年2月鋰離子電池相關(guān)的重要文章概要江蘇華東鋰電技術(shù)研究院2014.2.23通過對2014年2月發(fā)表的鋰離子電池相關(guān)文章進行了檢索，完成了16篇重要文章的摘要翻譯。其中，主要來自ＡＣＳ期刊。關(guān)于文章的研究領(lǐng)域，主要是鋰離子電池材料相關(guān)的文章，也有原位分析文章。這些文章從一個方面展示了鋰電研究的新進展。希望能對大家有幫助。目錄NO.1錫基石墨烯網(wǎng)絡(luò)體材料作為高性能鋰離子電池負極材料的研究 3NO.2三維納米柱銅/非晶硅電極作為高倍率鋰離子電池負極的研究 4NO.3化學鍵型混合物TiO2–B納米片/還原氧化石墨烯在高功率鋰離子電池中的應(yīng)用 5NO.4膠態(tài)錫-鍺納米棒及其儲鋰性能研究 6NO.5可變形的高安全超薄強化塑性晶體聚合物電極在高性能柔性鋰離子電池中的應(yīng)用 7NO.6多層納米硅顆粒/還原氧化石墨烯混合物作為高性能鋰離子電池負極的研究 8NO.7有機納米雜化物在快速可持續(xù)能源儲存中的應(yīng)用 9NO.8包埋活性納米顆粒結(jié)構(gòu)的三維有序分層多孔電極在超高倍率鋰離子電池中的應(yīng)用 10NO.9鋰離子電池LiPF6/EC/DEC電解液中電極-電解液界面可視化的原位TEM研究 11NO.10可延長鋰離子電池高性能鍺納米線負極材料循環(huán)壽命的原位連續(xù)多孔網(wǎng)絡(luò)研究 12NO.11量子限域效應(yīng)對鋰離子電池GeO2納米負極材料臨界尺寸的相關(guān)影響 13NO.12對氮摻雜石墨烯儲鋰材料高容量高倍率性能的原子解釋 14NO.13高倍率超長壽命鋰離子電池雙連續(xù)分層Li3V2(PO4)3/C介孔納米線材料的一步合成 15NO.14基于納米線結(jié)構(gòu)的Mn2O3-LiMn2O4鋰離子全電池 16NO.15取向附生法制備的高性能層狀納米結(jié)構(gòu)鋰離子電池LiMn2O4正極材料 17NO.16選擇性浸出法制備高性能鋰離子電池負極材料多孔SnO2微箱 18NO.1錫基石墨烯網(wǎng)絡(luò)體材料作為高性能鋰離子電池負極材料的研究英文題目GrapheneNetworksAnchoredwithSn@GrapheneasLithiumIonBatteryAnode發(fā)表期刊ACSNano,ArticleASAP.PublicationDate(Web):January8,2014.發(fā)表單位1.天津大學材料科學與工程學院天津市材料復合與功能化重點實驗室2.天津化學化工協(xié)同創(chuàng)新中心中文譯名錫基石墨烯網(wǎng)絡(luò)體材料作為高性能鋰離子電池負極材料的研究摘要本文以金屬前驅(qū)體作催化劑，以NaCl顆粒三維自組裝為模板，采用溫和的、易規(guī)模化的原位化學氣相沉積技術(shù)（CVD），一步制備高性能鋰離子電池負極材料，即固定在錫納米顆粒（5–30nm）上的三維多孔石墨烯網(wǎng)絡(luò)，其中，錫納米顆粒封裝在約1nm的石墨烯殼體內(nèi)部。在該結(jié)構(gòu)中，石墨烯殼體具有良好的彈性，不僅可以有效避免內(nèi)部錫直接暴露在電解質(zhì)中，從而保護錫納米顆粒的結(jié)構(gòu)和界面穩(wěn)定性；而且可以抑制錫納米顆粒聚集，緩沖體積膨脹。相互連通的三維多孔石墨烯網(wǎng)絡(luò)具有導電性高、表面積大、機械靈活性高等特點，其緊緊固定在錫/石墨烯核殼結(jié)構(gòu)上，從而極大地提高了整個電極的導電性與結(jié)構(gòu)完整性。因此，該三維混合負極表現(xiàn)出非常好的高倍率性能，0.2C下放電容量為1022mAh/g、0.5C下放電容量為865mAh/g、1C下放電容量為780mAh/g、2C下放電容量為652mAh/g、5C下放電容量為459mAh/g、10C下放電容量為270mAh/g；同時，在高倍率下表現(xiàn)出極佳的循環(huán)穩(wěn)定性，2C下放電容量達到682mAh/g，并在循環(huán)1000周后，仍保持約96.3%。這是目前為止，鋰離子電池錫基負極材料達到的最高倍率性能和最長循環(huán)壽命。NO.2三維納米柱銅/非晶硅電極作為高倍率鋰離子電池負極的研究英文題目3DAmorphousSilicononNanopillarCopperElectrodesasAnodesforHigh-RateLithium-IonBatteries發(fā)表期刊ACSNano,ArticleASAP.PublicationDate(Web):January21,2014.發(fā)表單位1.韓國高麗大學材料科學與工程學院2.韓國蔚山科技大學綠色能源跨學科學院中文譯名三維納米柱銅/非晶硅電極作為高倍率鋰離子電池負極的研究摘要本文制備了一種沉積在銅納米柱集流體上的非晶硅電極，并采用熱卷工序、電形成法與低壓化學氣相沉積法對其進行組裝，然后將其應(yīng)用于高倍率鋰離子電池。對直徑為250nm和500nm的銅納米柱集流體定期進行傾斜度為1μm、高度為2μm的圖形化，以優(yōu)化納米柱直徑，從而得到良好的電化學性能。銅納米柱之間的孔隙不僅比非圖形化電極更有效地控制了嵌鋰過程中硅膨脹產(chǎn)生的張力，而且極大改善了循環(huán)性能。直徑為250nm和500nm的納米柱圖形化電極在0.5C倍率下循環(huán)100周后，容量保持率分別為86%和84%；甚至在20C倍率下，放電容量仍分別達到1057mAh/g和780mAh/g。NO.3化學鍵型混合物TiO2–B納米片/還原氧化石墨烯在高功率鋰離子電池中的應(yīng)用英文題目ChemicallyBondedTiO2–BronzeNanosheet/ReducedGrapheneOxideHybridforHigh-Power

Lithium

IonBatteries發(fā)表期刊ACSNano,ArticleASAP.PublicationDate(Web):January21,2014.發(fā)表單位密歇根大學化學院中文譯名化學鍵型混合物TiO2–B納米片/還原氧化石墨烯在高功率鋰離子電池中的應(yīng)用摘要鋰離子電池憑借其高能量密度引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，但高倍率性能電極材料的缺乏以及安全問題限制了其商業(yè)應(yīng)用。本文展示了一種簡易的光催化還原方法，不僅可以還原氧化石墨烯，同時還可通過Ti3+-C鍵將(010)面介孔青銅相二氧化鈦(TiO2–B)納米片固定在還原氧化石墨烯（RGO）上。光催化還原過程中Ti3+-C鍵的形成通過電子順磁共振(EPR)和X射線光電子能譜（XPS）進行表征。在1-3V(vsLi+/0)下循環(huán)時，與單純的TiO2–B納米片和通過物理方式混合的TiO2–B/RGO復合物相比，這種通過化學鍵連接的TiO2–B/RGO混合物納米結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了較高的鋰離子存儲容量和高倍率容量。在40C下循環(huán)1000周后的比容量仍為初始比容量的80%。這一電化學性能的改善主要得益于TiO2–B/RGO外露的(010)面、中孔隙和RGO分子層與TiO2–B納米片之間高效的界面電荷轉(zhuǎn)移。NO.4膠態(tài)錫-鍺納米棒及其儲鋰性能研究英文題目ColloidalTin–GermaniumNanorodsandTheirLi-IonStorageProperties發(fā)表期刊ACSNano,ArticleASAP.PublicationDate(Web):February1,2014.發(fā)表單位1.瑞士無機化學研究院化學與應(yīng)用生物科學研究所2.瑞士LaboratoryforThinFilmsandPhotovoltaics,Empa-SwissFederalLaboratoriesforMaterialsScienceandTechnology中文譯名膠態(tài)Sn-Ge納米棒及其儲鋰性能研究摘要本文溫和地合成了長度小于50nm、長寬比在1.5-3之間的膠態(tài)納米棒Sn-Ge異質(zhì)結(jié)構(gòu)。合成過程分為兩步，將事先合成的Sn納米顆粒作為分解Ge前驅(qū)體——雙（三甲基硅烷基）氨基鍺的低熔點催化劑，同時對以溶液-液體-固體生長機制進行結(jié)晶化的Ge進行低熔點催化。該Sn-Ge納米異質(zhì)二聚物可良好地控制這些幾乎不相容的化學元素進行混合，從而得到高能量密度鋰離子電池的Sn-Ge納米復合電極。質(zhì)量含量類似的Sn和Ge可在電化學性能中產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。在相對較高的電流密度1A/g下，該電極充電容量高達1000mAh/g以上，這是由于Ge具有較高的理論容量，而Sn提升了電子傳輸能力，從而改善了高倍率性能。在4A/g電流密度下，Sn-Ge納米復合電極的容量仍保持有低電流密度0.2A/g下容量的80%。而不同電化學勢下Sn和Ge兩種元素的暫時嵌鋰，可能是導致循環(huán)穩(wěn)定性得到整體改善的主要因素。NO.5可變形的高安全超薄強化塑性晶體聚合物電極在高性能柔性鋰離子電池中的應(yīng)用英文題目FlexibleBatteries:Thin,Deformable,andSafety-ReinforcedPlasticCrystalPolymerElectrolytesforHigh-PerformanceFlexibleLithium-IonBatteries發(fā)表期刊AdvancedFunctionalMaterials,Volume24,Issue1,page172,January8,2014.發(fā)表單位1.韓國蔚山科技大學綠色能源跨學科學院2.韓國LG中文譯名可變形的高安全超薄強化塑性晶體聚合物電極在高性能柔性鋰離子電池中的應(yīng)用摘要S.-Y.Lee團隊對可變形的高安全超薄強化塑性晶體聚合物電極在高性能柔性鋰離子電池中的應(yīng)用進行了研究，發(fā)現(xiàn)該電池具有多功能美學特征及超強的安全性。塑性晶體聚合物電極與柔性非織造骨架的結(jié)合，保證了新型優(yōu)化聚合物電極的制作。由此聚合物電極組裝的電池在嚴重的畸形狀態(tài)（甚至是褶皺狀態(tài)）下能夠表現(xiàn)出穩(wěn)定的電化學性能，未出現(xiàn)內(nèi)部短路故障。NO.6多層納米硅顆粒/還原氧化石墨烯混合物作為高性能鋰離子電池負極的研究英文題目Lithium-IonBatteries:MultilayeredSiNanoparticle/ReducedGrapheneOxideHybridasaHigh-PerformanceLithium-IonBatteryAnode發(fā)表期刊AdvancedMaterials,Volume26,Issue5,page665,February5,2014.發(fā)表單位1.威斯康辛大學密爾沃基分校機械工程學院2.美國江森自控中文譯名多層納米硅顆粒/還原氧化石墨烯混合物作為高性能鋰離子電池負極的研究摘要高容量硅負極材料由于在嵌鋰/脫鋰過程中存在較大的體積變化以及較低的本征導電性，其實際應(yīng)用面臨著重大的挑戰(zhàn)。J.Chen團隊研究發(fā)現(xiàn)，多層硅/還原氧化石墨烯負極具有超優(yōu)的可逆比容量與循環(huán)性能。NO.7有機納米雜化物在快速可持續(xù)能源儲存中的應(yīng)用英文題目OrganicNanohybridsforFastandSustainableEnergyStorage發(fā)表期刊AdvancedMaterials,EarlyView.發(fā)表單位1.韓國科技學院材料科學與工程系2.首爾大學納米顆粒研究中心3.韓國國防發(fā)展局中文譯名有機納米雜化物在快速可持續(xù)能源儲存中的應(yīng)用摘要介紹了納米雜化技術(shù)在制作基于氧化還原性有機分子的高性能鋰離子電池中的應(yīng)用?；钚苑肿优c導電支架的非共價納米雜化，使具有電活性的芳香族分子由大塊晶體顆粒重新排列為分子層，從而制備成無粘結(jié)劑、添加劑及集流體的可彎曲自立紙形式的納米雜化有機電極。該電極的能量與功率密度均較高。NO.8包埋活性納米顆粒結(jié)構(gòu)的三維有序分層多孔電極在超高倍率鋰離子電池中的應(yīng)用英文題目UltrahighRateCapabilitiesofLithium-IonBatteriesfrom3DOrderedHierarchicallyPorousElectrodeswithEntrappedActiveNanoparticlesConfiguration發(fā)表期刊AdvancedMaterials,EarlyView.發(fā)表單位1.南洋理工大學材料科學與工程系2.南洋理工大學能源研究所中文譯名包埋活性納米顆粒結(jié)構(gòu)的三維有序分層多孔電極在超高倍率鋰離子電池中的應(yīng)用摘要包埋活性納米顆粒結(jié)構(gòu)的三維有序分層多孔電極，可為電子和鋰離子的快速傳輸提供極為有效的微米級甚至納米級三維傳輸網(wǎng)絡(luò)，同時改善電極表面固體電解質(zhì)膜的穩(wěn)定性，從而表現(xiàn)出超高的倍率性能。NO.9鋰離子電池LiPF6/EC/DEC電解液中電極-電解液界面可視化的原位TEM研究英文題目VisualizationofElectrode-ElectrolyteInterfacesinLiPF6/EC/DECElectrolyteforLithiumIonBatteriesviaIn-SituTEM發(fā)表期刊NanoLett.,JustAcceptedManuscript.PublicationDate(Web):January20,2014.發(fā)表單位中文譯名鋰離子電池LiPF6/EC/DEC電解液中電極-電解液界面可視化的原位TEM研究摘要本文采用透射電鏡技術(shù)（TEM）對金電極在鋰離子電池商品化的LiPF6/EC/DEC電解液中的電化學嵌鋰/脫鋰進行了直接可視化研究，并原位觀察了非均勻嵌鋰、金屬鋰枝晶生長、電解液分解和固體電解質(zhì)膜的形成。結(jié)果顯示，改善電極設(shè)計是減少短路故障與改善鋰離子電池性能的重要策略。NO.10可延長鋰離子電池高性能鍺納米線負極材料循環(huán)壽命的原位連續(xù)多孔網(wǎng)絡(luò)研究英文題目High-PerformanceGermaniumNanowire-Based

Lithium-Ion

Battery

AnodesExtendingover1000CyclesThroughinSituFormationofaContinuousPorousNetwork發(fā)表期刊NanoLett.,ArticleASAP.PublicationDate(Web):January13,2014.發(fā)表單位1.愛爾蘭利默里克大學2.愛爾蘭考克大學3.愛爾蘭廷德爾研究所中文譯名可延長鋰離子電池高性能鍺納米線負極材料循環(huán)壽命的原位連續(xù)多孔網(wǎng)絡(luò)研究摘要本文制備了直接生長在集流體上的高密度鍺納米線陣列，并將其作為高性能、高容量鋰離子電池的負極。該負極材料在循環(huán)1000周后容量仍保持為900mAh/g，并具有良好的倍率性能（20C-100C放電倍率）。通過非原位高分辨率透射電子電鏡技術(shù)和高分辨率掃描電鏡技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，這一性能的改善可能是因為在前100周循環(huán)過程中，納米線完全重組為力學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的連續(xù)多孔網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)一旦形成，負極容量則相當穩(wěn)定，此后每周僅下降0.01%。由于該方法包含所有材料具有電化學活性且無粘結(jié)性的低能量制備過程，且循環(huán)壽命得到延長，倍率性能高，因此使該負極材料在遠程電動車等絕大多數(shù)鋰離子電池應(yīng)用裝置中極具吸引力。NO.11量子限域效應(yīng)對鋰離子電池GeO2納米負極材料臨界尺寸的相關(guān)影響英文題目QuantumConfinementandItsRelatedEffectsontheCriticalSizeofGeO2

NanoparticlesAnodesfor

LithiumBatteries發(fā)表期刊NanoLett.,ArticleASAP.PublicationDate(Web):January6,2014.發(fā)表單位韓國蔚山科技大學綠色能源跨學科學院中文譯名量子限域效應(yīng)對鋰離子電池GeO2納米負極材料臨界尺寸的相關(guān)影響摘要本文確定了鋰離子電池負極材料GeO2納米顆粒的臨界尺寸，并對該顆粒的量子限域效應(yīng)對其電化學性能的相關(guān)影響進行了研究。通過調(diào)整反應(yīng)速率，控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)物濃度，采用不同的溶劑，封閉制備了尺寸分別為2nm、6nm、10nm和35nm的GeO2納米顆粒。其中，6nm的GeO2納米顆粒電化學性能最好，而2nm的GeO2納米顆粒則電化學性能則較差。這可能是由于2nmGeO2納米顆粒的量子限域效應(yīng)使其電導率較低，同時增加了電荷轉(zhuǎn)移電阻。文中還討論了導致電化學性能較差的小尺寸納米顆粒特征及其關(guān)系。NO.12對氮摻雜石墨烯儲鋰材料高容量高倍率性能的原子解釋英文題目AtomisticOriginsofHighRateCapabilityandCapacityofN-DopedGrapheneforLithiumStorage發(fā)表期刊NanoLett.,ArticleASAP.PublicationDate(Web):January30,2014.發(fā)表單位1.日本國家材料科學研究所2.日本筑波大學中文譯名對氮摻雜石墨烯儲鋰材料高容量高倍率性能的原子解釋摘要與單純的石墨烯不同，儲鋰材料氮摻雜石墨烯（GN）具有高倍率性能和高容量的特征。然而，由于對其儲鋰機理缺乏原子規(guī)模的直接實驗證據(jù)和基本理解，至今仍不能清楚地解釋其快速儲鋰性能和高容量特征。本文通過原位透射電鏡技術(shù)（TEM）對GN儲能機理進行了原子級研究。直觀地觀察了其邊界與底面的嵌鋰過程、吡咯型氮的洞缺陷和固體電解質(zhì)膜擾動結(jié)構(gòu)，并研究了三種氮存在形式下的電荷轉(zhuǎn)移狀態(tài)。高分別率原位TEM實驗與理論計算清楚地表明，擴展的{0002}邊界間隙和表面洞缺陷改善了表面電容效應(yīng)，而大量的表面缺陷與放電過程中邊界的短距離序列保證了材料的高容量和高倍率性能。以往的標準電子或X射線衍射分析是無法解釋這些現(xiàn)象的。NO.13高倍率超長壽命鋰離子電池雙連續(xù)分層Li3V2(PO4)3/C介孔納米線材料的一步合成英文題目One-PotSynthesizedBicontinuousHierarchicalLi3V2(PO4)3/CMesoporousNanowiresforHigh-RateandUltralong-LifeLithium-ionBatteries發(fā)表期刊NanoLett.,ArticleASAP.PublicationDate(Web):January17,2014.發(fā)表單位1.武漢理工大學武漢理工大學-哈佛大學納米聯(lián)合重點實驗室材料復合新技術(shù)國家重點實驗室2.哈佛大學中文譯名高倍率超長壽命鋰離子電池中雙連續(xù)分層Li3V2(PO4)3/C介孔納米線材料的一步合成摘要鋰離子電池已受到大型可持續(xù)儲能裝備的青睞。本文展示了一步合成分層Li3V2(PO4)3/C介孔納米線材料的過程。該介孔結(jié)構(gòu)在無硬模板的條件下，隨著Li3V2(PO4)3的結(jié)晶化，由表面活性劑（十六烷基三甲基溴化銨與草酸）直接原位碳化而成。該材料作為鋰離子電池的正極，表現(xiàn)出超好的倍率性能和超長的循環(huán)壽命，在3-4.3V、5C倍率下循環(huán)3000周后容量仍保持80.0%。甚至在10C倍率下，放電容量仍有理論容量的88.0%。如此高的性能可能得益于具有雙連續(xù)電子/離子通道的分層介孔納米線結(jié)構(gòu)、較大的電極-電解液接觸面積以及較小的電荷轉(zhuǎn)移電阻，而較強的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性則使電池壽命得到延長。本文的研究成果表明特有的介孔納米線結(jié)構(gòu)能夠改善儲能裝備的循環(huán)性能和倍率性能。NO.14基于納米線結(jié)構(gòu)的Mn2O3-LiMn2O4鋰離子全電池英文題目All-NanowireBasedLi-IonFullCellsUsingHomologousMn2O3andLiMn2O4發(fā)表期刊NanoLett.,ArticleASAP.PublicationDate(Web):January29,2014.發(fā)表單位復旦大學化學系先進材料實驗室中文譯名基于納米線結(jié)構(gòu)的Mn2O3-LiMn2O4鋰離子全電池摘要本文報告了一種采用同源的納米線材料LiMn2O4與Mn2O3分別作為正、負極的柔性鋰離子全電池。兩種材料均采用MnOOH納米線材料作為前驅(qū)體，該前驅(qū)體由水熱法制備的MnO2納米片轉(zhuǎn)變而來，并通過與聚乙烯基吡咯烷酮反應(yīng)直接附在Ti箔上；然后分別通過熱處理和與鋰鹽反應(yīng)制備Mn2O3負極和LiMn2O4正極。一維納米線結(jié)構(gòu)為鋰離子的嵌入和脫出提供了較短的鋰離子擴散通道、良好的電荷轉(zhuǎn)移和靈活的體積結(jié)構(gòu)，從而獲得了較好的倍率性能和循環(huán)性能。作為概念證明，Mn2O3納米線負極的初始放電容量為815.9mAh/g，在100mA/g下循環(huán)100周后，容量仍保持有502.3mAh/g。LiMn2O4納米線正極在100mA/g下表現(xiàn)出94.7mAh/g的可逆容量，并在循環(huán)100周后的容量保持率為96%。該柔性Mn2O3-LiMn2O4鋰離子全電池的輸出電壓高于3V，厚度低至0.3mm,柔軟性高，比容量為99mAh/g（基于正極材料的總重量）。此外，該電池在80mA/g下循環(huán)40周后還表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。NO.15取向附生法制備的高性能