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锂电池外文文献阅读笔记


NO.1 可作为锂离子电池负极材料的 PEO 辅助静电硅-石墨烯复合材料
英文题目
A PEO-assisted electrospun silicon–graphene composite as an anode material for lithium-ion batteries

发表期刊 J. Mater. Chem. A, 201

3, 1, 9019–9023 所有作者 中文译名 可作为锂离子电池负极材料的 PEO 辅助静电硅-石墨烯复合材料 亮 点 ?
? ? 我们已经开发了 PEO-辅助的电纺法得到了硅-石墨复合材料,用于 要 在包括石墨和碳纳米颗粒的分层导电网络容纳硅纳米颗粒。当作为 锂离子电池的阳极材料时,这种硅-石墨复合材料的硅-气相色谱具 有优良的循环性能和倍率性能。 ?



NO.2 在聚丙烯腈类碳纳米纤维上使用石墨烯通过电纺技术制备二氧化硅纳米粒子
英文题目 polyacrylonitrile-based carbon nanoflbers by graphene via
electrospinning The formation of silica nanoparticles on the

发表期刊 Materials Letters 71 (2012) 74-77 所有作者 中文译名 硅纳米粒子 亮 点 ?
? ? 通过电纺技术使用含有正硅酸乙酯的石墨烯 /聚丙烯腈溶液,经过 要 稳定和碳化,成功制备了氧化硅/碳纳米纤维复合材料。石墨烯直 接加速了纤维表面纳米二氧化硅颗粒的形成和生长。扫描电子显微 镜、热解重量分析、傅立叶变换红外光谱、29 Si NMR 测试以及晶 体参数表征了氧化硅/碳纳米纤维复合材料的性能。使用该技术可 制备均匀分散在碳纳米纤维复合材料上的纳米金属氧化物粒子。 ? 在聚丙烯腈类碳纳米纤维上使用石墨烯通过电纺技术制备二氧化



NO.3 高性能锂离子电池氧化镍/镍纳米结构电极的结构设计
英文题目 high performance lithium ion battery
Designed constitution of NiO/Ni nanostructured electrode for

发表期刊 Electrochimica Acta 91(2013),267-274 所有作者 中文译名 高性能锂离子电池氧化镍/镍纳米结构电极的结构设计 亮 点 ? 泡沫镍可以在空气气氛下于400℃以上进行氧化, 这有利于通过
? ? ? ? ? ? 过渡金属氧化物的机理: 2yLi+ + 2ye? + MexOy?xMe + yLi2O 煅烧与活性物质进行接枝生长 煅烧可以使Ni(OH)2.1.6H2O到NiO之间的相变产生紧凑的结构, 但片状结构不会变 CV测试中,扫描速率越小,电位平台与CV峰之间越匹配 充放电速率在0.2C时的容量保持率达1.5%,归因于溶胶状聚合 物薄膜的可逆生长,使被活化的电解质衰减 CV测试中,扫描速率越小,极化程度越小 阻抗分析 (EIS) :高频区的半圆是由于SEI膜和 (或) 瞬变电阻, 中频区的半圆是由于电极-电解质界面的电荷转移阻力, 低频区 的斜线则是Li在电极中的扩散过程 半圆直径越小,说明电荷转移阻力越小,从而有更好的电子导 电能力。斜线的坡度越大,说明锂离子的扩散系数越大

?



要 氢氧化镍水合物纳米片通过化学液相沉积的方法沉积在镍泡沫中。
然后在 350 ℃的空气中通过后续的移植物生长获得氧化镍 / 镍架 构。恒电流电池测试表明,氧化镍电极表现出优良的容量保持率和 良好的倍率性能。它表现出高的初始充放电容量分别为 1.94 和 1.36 mAhcm-2,在 0.4C 的放电/充电速率下充放电 140 次后,其充 放电容量保持在 1.41 和 1.38 mAhcm-2。 在 2.5C 的放电/充电速率下, 放电容量保持率甚至高达 70%(与 0.2C 的放电/充电速率相比较) 。 之后,放电容量随着放电/充电速率的降低逐步恢复,当把放电/充 电速率降至 0.2C 时容量保持率为 105%。NiO/ Ni 优良的电化学性 能,在于多孔架构的保持和在充放电循环中阻止活性纳米氧化镍的 聚合,这与氧化镍纳米片两个互相交错的结构以及氧化镍与镍之间 的移植物生长均有关系。

多孔的氧化镍/镍泡沫电极通过一个简单的两步方法制备。首先,

NO.4

NaOH 表面蚀刻增强锂离子电池氧化硅阳极循环性能及其反应机理

英文题目 anodes by surface etching with NaOH for Li-ion batteries 发表期刊 J. Mater.Chem.A, 2013,4820-4825 所有作者

Reaction mechanism and enhancement of cyclability of SiO

中文译名 NaOH 表面蚀刻增强锂离子电池氧化硅阳极循环性能及其反应机理 亮 点
? 电位-容量曲线中,m-SiO(NaOH)的在0.64V,m-SiO在0.57V, SiO(NaOH)在0.44V,SiO在0.35V。表明由于表面有一层高度的 氧化层薄膜会阻碍首次Li的反应和扩散; ? Li2Si2O5态在0.27V处生成,Li4SiO4在0.25V处生成,晶型Li15Si4 通常在0.0V处生成,Si在0.05V以上形成非晶型Li-Si合金; ? Li2Si2O5态是可逆的,Li6Si2O7和Li4SiO4是不可逆的 一氧化硅一直被视为最有前途的阳极材料之一,而一氧化硅与锂的



要 反应机理尚不十分清楚。在本研究中为提高循环性能,首先采用了
高能机械研磨, 而后用 NaOH 溶液蚀刻一氧化硅表面。X 射线光电子 能谱分析显示了在喷镀前后硅价态不同的组合物,同时表明了表面 O/ Si 与内体 SiO 的原子比之间的差异。利用高分辨透射电子显微 镜,对一氧化硅电极的反应机理进行了研究。在第一放电阶段, Li2Si2O5 和 Li6Si2O7 阶段被确定,在丰富的非晶二进制 LixSi 阶段 Li4SiO4 和锂被确定。 经表面刻蚀的一氧化硅表现出更好的可循环性 能,其可逆容量在 50 次充放电循环后为 1260 mAhg-1。

NO.5 从氰配位聚合物派生的三维微孔的 Sn-Ni

@ C 网:迈向高性能锂蓄电池负极材料

英文题目 Cyanogel Coordination Polymers:Towards High-Performance
Anodes for Lithium Storage

Three-Dimensional Mesoporous Sn-Ni@C Network Derived from

发表期刊 CrystEngComm, 2013, 所有作者 中文译名 电池负极材料 亮 摘
从氰配位聚合物派生的三维微孔的 Sn-Ni @ C 网:迈向高性能锂蓄 ? 三维微孔结构有利于提高结构稳定性和电荷运输能力

点 ? 原材料用水热反应 95℃,24h 后用 NaBH 还原,最后水热碳化 4
蔗糖来进行碳包覆 我们提出了一个浅显的、可扩展的,但通用的方法,首次使用氰配 要 位聚合物作为前体制备锂离子电池三维微孔锡基合金阳极材料。具 有高表面积和均匀中孔的三维微孔锡-镍合金网络的合成已经证实 是使用 SnC14/KZNi(CN)4 cyanogel 作为前体的例子。表面碳涂层后, 三维微孔的 Sn-Ni @ C 网凭借其独特的结构特性,如优异的结构稳 定性、高电荷传输能力以及改进的锂插入/拔出反应动力学,展现 了增强的锂蓄电池存储容量。提出的合成策略可以开辟制造先进的 锂蓄电池锡基合金阳极材料的新机遇。

NO.6

PH 值驱动的溶解-沉淀法:一种制备新型的朝着泡沫镍上氢氧化镍纳米片阵列超薄

化的超高容量锂离子电池无粘结剂阳极材料的方法

英文题目 ultrathin Ni(OH) nanosheets array on nickel foam as 2

PH-driven dissolution-precipitation: a novel route toward binder-free anode for Li-ion batteries with ultrahigh capacity

发表期刊 CrystEngComm, 2013, 15, 8300-8305 所有作者 中文译名 纳米片阵列超薄化的超高容量锂离子电池无粘结剂阳极材料的方 亮
PH 值驱动的溶解-沉淀法:一种制备新型的朝着泡沫镍上氢氧化镍



法 ? 纳米材料的优势:比表面积大,电子和离子的运输途径短,改 点 变了电极反应的途径,到时高容量和优异的充放电性能 ? 无机酸和起始 PH 值对 Ni(OH)2 的生长有很大的影响,这归结于 无机离子可以优先被吸附,从而控制 Ni(OH)2 晶体不同晶面的 生长 ? 在 0.21, .51, 1.05V 处的还原峰对应的是 SEI 膜的形成, Ni(OH)2 还原成 Ni,LiOH 的产生。1.22,1.91,2.42V 处的氧化峰对应 的是 SEI 膜和 LiOH 的分解,以及 Ni 氧化成 Ni(OH)2 ? 首次充放电容量过大是由于在电化学活性材料上用了无水电解 质和 SEI 膜的形成 ? 这个材料的高容量是由于:沉淀在纳米坑上的 Ni(OH)2 确保与 NF 有紧密的结合,从而可以有效的,快速的转移到 3D NF 中 ? 阻抗分析:半圆小,坡度小,由于 SEI 膜的分解,展现了较小 的充电转移阻力和快速的离子传播 在本文中,我们使用一种新颖的 pH 值驱动的溶解-沉淀的方法在泡 要 沫镍上制备超薄的氧化镍纳米片阵列,即在没有引入其他镍来源的 酸性介质中对泡沫镍水热处理,这种方法是首次使用。在反应的早 期阶段泡沫镍表面酸性蚀刻导致纳米坑和 Ni(H2O)n2+离子的产生。 随 2+ 着时间的推进,pH 值水平增加, Ni(H2O)n 离子逐渐水解并且优先 沉淀在纳米坑上。纳米坑作为成核点,并导致在泡沫镍上生成极薄 的氧化镍纳米片阵列。我们还研究了实验参数,如反应时间、酸类 型和起始 pH 值对氧化镍纳米片阵列生成的影响。因为纳米坑是泡 沫镍的集成部分和氧化镍纳米片阵列在这些纳米坑的沉积确保了 它们之间的紧密接触,氧化镍纳米片阵列 /泡沫镍足够强大以承受 剧烈的超声处理,高效和快速的电子转移也得以实现。作为锂离子 电池无粘合剂阳极,氧化镍纳米片阵列 /泡沫镍表现出意想不到的 1689 mA h g-1 的存储容量和良好的循环稳定性。

NO.7 垂直排序 Ni Si /Si 纳米棒阵列作为高性能锂离子电池负极材料的研究
3 2

英文题目 materials for high-performance Li-ion batteries 发表期刊 Nanoscale, 2012, 4, 5343-5347 所有作者 中文译名 研究 亮

Vertically ordered Ni3Si2/Si nanorod arrays as anode

垂直排序 Ni3Si2/Si 纳米棒阵列作为高性能锂离子电池负极材料的 ? 纳米 Si 原位生长在集流体上,由于与集流体更好

点 ? 的接触,粘结,和导电性,在充放电过程中可以有效的提高性
能 ? XRD 扫描速度:0.02° -5° ,CV:0-2V,0.1mV/S,充放电:0.01-3V ? 在 0.01-3V 之间没有明显的放点平台, 可见 Ni3Si2 纳米棒阵列 子啊电化学上是非活性的 ? CV 曲线中,充电曲线 0.3V 和 0.1V 处事无定型 LixSi 的形成, 放电曲线中,0.35V 和 0.5V 是 LixSi 的去锂化的相转移过程 在本文中,我们提出了一种新颖的分级纳米结构,这一结构由垂直 要 排序的 Ni Si /Si 纳米棒阵列组成,可以缓解臭名昭著的通常发生 3 2 在用硅作负极材料的锂离子电池的雾化和容量衰减问题。在锂化和 脱锂化反应过程中,非晶硅(a-Si)层作为活性物质并参与到反应 过程中,而 Ni3Si2 纳米棒阵列起到了一个机械稳定的支撑件和快速 的电荷传输通路的作用。此外,它们可以在锂插入 /提取得到足够 的空隙来膨胀/收缩。这些 Ni3Si2/Si 纳米棒阵列阳极的高电流速率 表现了它们优异的循环性能,电流速率分别为 1C (4.2 A g-1),2 C (8.4 A g-1),和 4 C (16.8 A g-1)。经过 50 次充放电循环后,可以 达到高而稳定的高于 2184 mA h g-1 的放电容量,此时初始库仑效 率高达 86.7%。该合成方法简单,高效,丰富而高产,可能提供具 有增强性能的硅基负极材料应用新战略。



NO.8 锂离子电池负极材料的硅纳米颗粒之间工程空空间
英文题目 Lithium-Ion Battery Anodes
Engineering Empty Space between Si Nanoparticles for

发表期刊 Nano Lett. 2012, 12, 904-909 所有作者 中文译名 锂离子电池负极材料的硅纳米颗粒之间工程空空间 亮 点 ? 这种结构能够提供足够大的空间来承受 SI 的体积效应, 使炭包
覆层不易破碎,从而防止了 Si 与 SEI 膜的直接接触,所以能形 成稳定的 SEI 膜,最终解决了 Si 材料的三个难题:机械不稳定 性,与集流体的接触和不稳定的 SEI 膜 硅是一种很有前途的大容量锂离子电池阳极材料,而硅雾化以及在 要 电化学循环中不稳定固体电解质界面的形成使硅面临一个重大的 挑战。尽管纳米硅电极取得了显著进步,挑战包括短的循环寿命和 可量测性阻碍其广泛的应用实现。为应对这些挑战,我们通过将硅 纳米颗粒封装在空心碳管在硅纳米颗粒间设计了空余的空间。合成 过程中使用低成本的硅纳米粒子和电纺的方法 ,都可以很容易地扩 展。硅纳米颗粒周围的空余空间允许阳极电极成功地克服这些问 题。我们设计的阳极表现出高容量重量(1000 mAh/g,基于总质量) 和长循环寿命(200 次,容量保持率 90%)。 ? 设计了一种中空炭包覆结构



NO.9 在聚丙烯腈类碳纳米纤维上使用石墨烯通过电纺技术制备二氧化硅纳米粒子
英文题目 composites as high-performance anode materials for Li-ion
batteries Facile synthesis of novel Si nanoparticles-graphene

发表期刊 Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 11394-11401 所有作者 中文译名 简便合成 亮
新型高性能锂离子电池负极材料硅纳米颗粒 -石墨烯复合材料的的 ? 纳米硅容易被氧化,在表面形成一层 SiOx

点 ? Si-G 材料在 TGA 测试中在 550-570℃有个明显的质量衰减,表
明在空气中石墨烯的氧化和分解。石墨烯的氧化温度是 550℃ ? 首次库伦效率低,可能是 Si 和 Li 形成了不可逆合金和 SEI 膜 的生成 改进硅负极的锂储存性能对锂离子电池具有十分重要的意义。一个 要 主要的挑战是制造在放电和充电过程中具有良好电子传导和结构 完整性的硅基活性物质。在这项研究中,合成了新型硅纳米颗粒 石墨烯复合材料,在带正电的氨丙基三乙氧基硅改性的纳米粒子和 带负电荷的氧化石墨烯间混合式静电组装,其次进行热还原操作。 市售 Si 纳米颗粒均匀地嵌入以及均匀分散在石墨烯片中,并且典 型的皱石墨薄片形成网并很好地覆盖高度分散的硅纳米颗粒。硅纳 米粒子没有任何明显的聚集,而且在硅纳米粒子周围可以发现许多 的纳米空间,它们在锂的插入/提取过程中提供硅纳米粒子所需缓 冲空间量的变化。在采用硅纳米颗粒 -石墨烯复合材料的锂离子电 池上可以实现大容量、长循环寿命(0.1 A g-1 电流密度下 100 循环 后 822822 mA h g-1) 。优良的电化学性能归因于硅纳米颗粒和石墨 的均匀分布,这有效地防止硅纳米颗粒的聚集和雾化,保持整体电 极高的导电性,并且保持了结构的稳定性。



下面是中文文献 NO.1
Sn-Ni-Al 合金作为锂离子电池负极材料的研究

英文题目 Battery

Research on Sn-Ni-Al Alloy as Anode Materials for Lithium Ion

发表期刊 稀有金属材料与工程,39 卷,2010.6,324-328 所有作者 中文译名 Sn-Ni-Al 合金作为锂离子电池负极材料的研究 亮 点 ?
? ? 采用磁控溅射方法,在不同功率下合成 Sn-Ni-Al 三元合金负极材 要 料,通过 SEM 对表面形貌进行表征,并装成 CR2016 型扣式电池进 行充放电及循环伏安测试。结果表明,颗粒溅射时以线性生长;溅 射功率为 175 W 的样品具有最优的电化学性能;样品均具有较大的 首次不可逆容量损失,但随后表现出较好的循环稳定性;样品出现 了分离的活性相,对充放电比容量提供最主要的贡献;样品中高比 例的 Ni 原子对循环稳定性很有帮助,但以牺牲首次可逆容量损失 为代价。 ?



NO.2 芯壳结构碳包覆二氧化锡纳米纤维膜制备及表征
英文题目 C/SnO nanofiber membrane 2
Preparation and characterization of core-shell structured

发表期刊 纺织学报,34 卷,5 期,2013.5,7-11 所有作者 中文译名 芯壳结构碳包覆二氧化锡纳米纤维膜制备及表征 亮 点 ?
? ? ? 采用同轴静电纺丝技术与溶胶凝胶法相结合制备了芯壳结构的碳 要 包覆二氧化锡纳米纤维膜,应用扫描电子显微镜(SEM) 、透射电子 显微镜( TEM) 对纳米纤维的形貌进行了表征,并测试了纳米纤维 膜的拉伸力学性能。结果表明,随着芯层、壳层纺丝速率的增大, 纳米纤维的平均直径逐渐增大,纳米纤维膜的断裂强力和断裂强度 逐渐增大。当芯层、壳层纺丝速率分别为 0. 3、0. 6 mL / h 时, 制备的纳米纤维连续性更好,表面形貌光滑,粗细更均匀,芯壳结 构形貌明显优于其他 2 组,纳米纤维膜的断裂伸长率较大。 ?



NO.3 锂离子电池锡基负极材料的研究进展
英文题目 for Li-ion Batteries
Research Progress in Tin-based Negative Electrode Materials

发表期刊 材料导报,24 卷 5 期,2010 年 5 月(上),117-120,136 所有作者 中文译名 锂离子电池锡基负极材料的研究进展 亮 点 ?
? ? ? 简要介绍了锂离子电池负极材料的发展历程,详细综述了受到广泛 要 关注的锡基负极材料的发展现状。从锡基氧化物、锡基合金、锡基 复合物等几方面总结了锡基材料现阶段研究的状况、存在的问题及 研究方向,展望了锡基负极材抖的前景,指出其具有向纳米级、复 合物材料方向发展的趋势,有望成为高效的新一代锂离子电池负极 材料。 ?



NO.4 锂离子电池锡基复合负极材料的研究进展
英文题目 lithium-ion batteries
Research progress of tin-based composite anode materials for

发表期刊 电源技术,31 卷 11 期,2007 年 11 月,926-929 所有作者 中文译名 锂离子电池锡基复合负极材料的研究进展 亮 点 ?
? ? ? 综述了锂离子电池锡基合金与碳复合负极材料的发展现状,总结了 要 这类复合材料的主要种类,将其分为碳材料外包覆合金型复合材 料、合金外包覆碳型复合材料及分子接触型复合材料等几类,介绍 了每类材料的制备方法,并分析了它们作为锂电池负极材料的电化 学性能特点。在几种复合方式中,碳材料外包覆合金型复合材料制 备方法简单,循环性能有明显地改善。但是,可以负载的合金量有 限。分子接触型的复合材料和合金外包覆碳的复合材料,可以有效 阻止合金颗粒的团聚,结构稳定,是有希望的新型锂离子电池负极 材料。 ?




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