登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
碳材料对钛酸锂性能的改善
尽管尖晶石型钛酸锂的结构特征使其具有优于石墨类碳材料的循环稳定性和安全性,但钛酸锂的电子电导率非常低,导致材料的比容量难以完全发挥出来。同时,也使钛酸锂在大电流充放电条件下的性能发挥受到限制,无法满足高功率电池的要求。为了提高钛酸锂的倍率性能,最近二十年来,研究人员设计和发展了多种方法,如通过对钛酸锂材料进行纳米化结构设计来缩短离子在体相中的扩散距离,或通过表面修饰及离子掺杂等来改善钛酸锂表面及体相电导率,或将几种方法结合起来提高材料的综合性能。将具有高导电性、环境友好且结构多样的碳材料,通过包覆、均匀混合、原位复合等方式与钛酸锂材料相结合,可有效提高钛酸锂材料颗粒间的导电接触,增强其电导率; 同时,通过设计与构建,利用多种形式、 结构的碳材料与钛酸锂形成利于离子传输的复合结构,也可提高锂离子和电解液在电极材料中的迁移速率,从而改善电极材料的倍率性能和循环稳定性。
碳包覆钛酸锂
碳包覆是目前最为常用的钛酸锂改性方法,可在制备过程中直接引入碳源,在钛酸锂颗粒表面形成厚度均匀的碳包覆层,从而增强钛酸锂材料表面的导电性,并改善钛酸锂颗粒间及其与集流体间的导电接触,提高钛酸锂的电化学性能。钛酸锂的碳包覆可通过固相法、水热法、溶胶凝胶法等多种方法来实现。所使用的碳源也多种多样,可为无机碳源、有机碳源,也可以为化学气相法沉积的碳。近年来,随着研究的深入,氮掺杂的碳也被用作包覆层,来进一步提高材料的导电性。
Wang等以聚苯胺( PANI)为碳源,采用原位包覆的方法,制备出了表面具有导电性Ti3 + 和碳层的钛酸锂纳米颗粒。聚苯胺的原位碳化,不仅可抑制钛酸锂颗粒的长大,起到颗粒尺寸调控的作用,同时也可将材料表面的部分Ti4 + 还原成Ti3 + ,与所形成的碳层共同增加材料的导电性,从而使倍率性能得到显著提升。该材料以0. 1 A/g 的电流密度放电至1. 0 V 的放电比容量可达160 mAh/g,当电流密度增至1. 5 A/g( 约 10 C)时,其放电比容量可达115 mAh/g。
Jung等利用沥青作为碳源,采用简单的固相法制备出了碳包覆的钛酸锂多孔微米级球体。其中每个微米小球均是由多个纳米钛酸锂颗粒组成,因而该材料具有较高的振实密度。同时,纳米颗粒间形成的纳米孔结构有利于电解液和锂离子的快速传递,而均匀的碳包覆层则改善了材料的导电性,使该材料显示出极佳的倍率性能,在100 C的倍率下,仍有123 mAh/g的放电比容量,为理论比容量的70. 3%。
Li 等以十六烷基溴化铵( CTAB)作为表面活性剂和碳源,采用水热和后续热处理等方法,获得了具有较高倍率性能的碳包覆钛酸锂,在10 C和20 C的充放电倍率下,比容量可分别达到151 mAh/g和136 mAh/g。
Cheng等采用热气相分解的方法,对钛酸锂颗粒进行了有效的碳包覆,在钛酸锂表面形成了连续且厚度均匀( 约为 5 nm)的碳层,材料的电导率也由10-13 S˙cm-1提高至2. 05 S˙cm-1。在0. 2 mA/cm2的电流密度下,放电比容量为155 mAh/g。作者还比较了以炭黑作为导电剂与钛酸锂混合形成的电极材料及碳包覆钛酸锂这两种材料间的电化学反应途径 的差异,如图3所示。虽然前者的颗粒表面多数区域可与电解液接触,利于锂离子的扩散,但真正发生的反应仅限于具有电子导电路径的位点;而后者的碳包覆层则可为材料提供足够多的电子导电路径,包覆碳层中的晶体缺陷可使锂离子顺利通过碳层,因此碳包覆的钛酸锂显现出了更高的倍率特性。
Zhao等首次以离子液体甲基酰亚胺双氰胺( EMIm-dca)作为碳源,制备了氮掺杂的碳包覆纳米钛酸锂颗粒,由于氮的加入可增加碳的反应活性及导电性,因此该材料具有较好的倍率特性,10 C倍率下可获130 mAh/g的放电比容量。
本课题组的Li等将四丁胺( TBAOH)作为分散剂、碳源及氮源,经过热处理后,在超薄二维钛酸锂纳米片表面均匀地形成了约1~2 nm厚的氮掺杂的碳包覆层。钛酸锂纳米片表面均匀包覆的氮掺杂碳层,可在整个电极中形成有效的导电网络,有利于电子的快速传输,而丰富的孔结构则有利于锂离子和电解液的扩散,因而使该电极显示出了超高的倍率性能。在100 C的倍率下,其可逆比容量仍然高达131 mAh/g。
除碳源外,碳包覆所采用的方法步骤也同样至关重要。制备具有高结晶度的钛酸锂,通常需要较高温度的热处理过程,但高温热处理往往会使钛酸锂前驱体的纳米结构因板结团聚而遭到破坏,无法保留。Li等在其综述文章中针对这一特点,提出了一种预先制备碳包覆的纳米氧化钛,再将其与锂盐在高温下反应,生成碳包覆钛酸锂的方法。利用这种方法可获得兼具纳米结构和高结晶度的钛酸锂材料,其中,预先形成的碳包覆层除具有提高材料导电性的作用,还可在后续的高温反应中抑制晶粒长大,起到限制颗粒尺度的作用。Zhu等利用该方法,先制备出蔗糖热解碳包覆的氧化钛,再与锂盐球磨、喷雾造粒、煅烧后得到碳包覆的纳米多孔微球,该材料在20 C的倍率下,仍有126 mAh/g 的比容量,1 C倍率下循环1000次,容量保持率为95%。Shen等也利用该法预先对纳米氧化钛进行碳包覆,再令其与锂盐进行高温固相反应,最终形成核壳结构的碳包覆钛酸锂,其中,钛酸锂的粒径约20~50 nm,碳层厚度约1~2 nm。该结构的钛酸锂显示出了优异的倍率性能,90 C的倍率下仍有85.3 mAh/g的比容量,10 C的倍率下循环1000次,仍有95%的容量保持率。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,据元禾能源消息,近日,元禾能源交付国家重点研发计划项目——“水运港-船多能源融合技术及集成应用”示范工程的钛酸锂储能系统设备。据悉,钛酸锂电池具备高倍率充放电能力、宽工作温度范围、超长循环寿命、本质安全等优势,可广泛应用于新能源发电、电网调峰、微电网等领域,特别
中东(MiddleEast),指从地中海东部南部到波斯湾沿岸的部分地区,包括除阿富汗外的西亚的大部分与非洲的埃及、地处于俄罗斯边界的外高加索地区。自古以来就是东西方交通枢纽,为“两洋三洲五海”之地。古老的圣经神迹、悠闲的海滨风光、神秘的异域风情......在这个神圣的土地上有无数的未知令人心驰神往
走进台山,古村落里的宗祠,路边的骑楼建筑、浪漫的海岛……浓郁的侨乡味道四溢,让人不由自主地放慢脚步,已一跃成为人们向往的热门旅游地。近日,为推进“公交+文旅”融合发展,格力钛新能源仿古铛铛车作为“漫途·台城观光巴”观光线驶入江门台山,成为侨博馆往返桂水胜塘村的观光旅游定制公交专线
日前,由国机集团中联西北院EPC总承包的陕煤电力运城有限公司电储能调频项目实现一次性并网成功。本项目是陕煤集团内首个“火储联调”示范项目,该项目的成功并网标志着中联西北院与陕煤集团在储能领域的合作迈上了新的台阶,也为今后公司在陕西省内建设“火储联调”类项目打下了坚实的基础。本项目位
洛阳,千年古都,牡丹之城。每逢春日,便迎来了一场盛大的牡丹盛宴。牡丹文化节。此刻的洛阳,仿佛被上帝泼洒了五彩的颜料。万紫千红的牡丹,或含苞待放,或热烈盛开,在古城的大街小巷,公园庭院中。城内也热闹非凡,随着牡丹进入盛花期,洛阳成为最热门旅游打卡地之一。游客们从四面八方涌来,在花间
北极星储能网获悉,3月27日云南昆明环境局发布关于拟审批《2万吨/年钛酸锂生产线建设项目环境影响报告书》的公示。项目名称:2万吨/年钛酸锂生产线建设项目建设地点:富民县罗免镇高仓村委会大凹村建设单位:云南港烽新材料有限公司建设性质:新建环评单位:云南保兴环境科技咨询有限公司建设内容:项
3月20日,“见证中国品牌力量——2024中国商用车品牌营销盛典”在北京举办。经过严格的评审,格力钛新能源斩获“全球影响力中国客车品牌”殊荣,展现出格力钛持续推动技术成果转化的实力与影响力。科技创新能够催生新产业、新模式、新动能,是发展新质生产力的核心要素。作为国民经济的重要支柱产业之
兔跃龙腾辞旧年,梅红傲雪启新元。新的一程,新的篇章,格力钛新能源2024年开工大吉,开启新的辉煌。龙光焕发新气象祥龙昂首破云出万事兴龙乘势起龙腾四海展雄心龙翔凤舞创佳绩求变创新的气魄,奋发有为的行动只争朝夕的精神,豪情满怀的信念风起云涌迎开门势不可挡开门红2024年龙行龘龘,前程朤朤格力
岁终腊月,时过小寒腊八一到奏响年的序曲将冬日的严寒熬成岁末香甜归期准与寒梅约,粥鼓香花腊八前寄托着新年的祈愿催促着一年的团圆格力钛新能源祝大家腊八节快乐!
日前,由国机集团中联西北院所属新能源院承接的陕煤电力运城有限公司电储能调频项目钛酸锂电池舱和PCS及升压一体机等主要设备顺利吊装完成。此次主要设备的吊装完成,标志着项目正式进入设备安装施工阶段。该项目位于山西省运城市芮城县风陵渡镇经济开发区西侧,站址位于陕煤电力运城有限公司厂区内。
“尔滨啊!家里来qiě啦”!“尔滨啊!又开始整活了”!这个冬天,尔滨彻底火出圈,大批南方“小金豆”蜂拥而至,穿着大棉袄勇闯冰雪世界,“顶流”尔滨也被称为2024年第一个网红城市!或许你有疑问:#哈尔滨为什么叫尔滨#?解答:为了招待好来自五湖四海的朋友,真诚待客的哈尔滨使尽浑身解数,整出了
北极星储能网获悉,5月28日,珠海冠宇发布公告称,珠海冠宇电池股份有限公司(以下简称“公司”)、公司全资子公司重庆冠宇电池有限公司(以下简称“重庆冠宇”)于近日收到重庆市第一中级人民法院送达的关于公司及重庆冠宇以专利侵权为由起诉宁德新能源科技有限公司(以下简称“被告一ATL”)及其他被
2023年12月,近200个国家的政府在联合国气候变化缔约方大会第二十八届会议(COP28)上就新的全球2030年目标达成了一致。他们的目标是到2030年将可再生能源产能增至三倍,能源效率提高一倍,加快从化石燃料转型,大幅减少甲烷排放。国际能源署发表题为BatteriesandSecureEnergyTransitions(电池与安全
北极星电池网获悉,5月22日,深圳新宙邦科技股份有限公司发布公告表示,拟以全资公司美国新宙邦或其他新设控股公司为实施主体,在美国路易斯安那州建设电池化学品项目。项目建设内容为年产20万吨碳酸酯溶剂及10万吨锂离子电池电解液,投资总额约3.5亿美元(约人民币25.32亿元)。新宙邦表示,本项目是
美国能源部(DOE)电力办公室(OE)本周三宣布了三个示范项目,这些项目已被选中,以获得1500万美元的资金来展示新的长时储能(LDES)技术。DTEs的全混合锂离子LDES和二次寿命电池示范项目、CapyBaraEnergyLLCPs通过创新的长时储能和资源回收(ESTER)实现可持续社区复兴,以及muGrid分析项目VITALITY:钒创新
北极星储能网获悉,据东台沿海消息,5月18日上午,润海储能锂离子电池及储能系统项目在江苏东台沿海经济区开工。据悉,该项目包括锂电池核心材料、磷酸铁锂储能电池及系统的研发生产和销售,计划总投资50亿元。其中一期项目投资10亿元,达产后可实现年开票销售30亿元,税收5000万元,将极大助力东台市
国际能源署发表报告,题目是:AdvancingCleanTechnologyManufacturingAnEnergyTechnologyPerspectivesSpecialReport(推进清洁技术制造能源技术展望专题报告:推进清洁技术制造),今天分享关于电池制造业的分析:“电池制造能力创下新高,主要聚焦电动汽车市场”。过去几年,全球电池产量迅速增长,以
近日,原子能院中国先进研究堆全面开放应用取得重要进展!荷兰代尔夫特理工大学的MarnixWagemaker教授团队与原子能院核物理研究所中子散射团队合作,在国际顶级期刊《Nature》(《自然》)上发表了锂离子电池领域的最新研究成果,题目为“Chemicalshort-rangedisorderinlithiumoxidecathodes”(“锂离
北极星储能网获悉,据伊金霍洛发布消息,5月13日,鄂尔多斯50GWh锂离子储能电池智能制造项目在蒙苏经济开发区动工建设。据悉,该项目总投资约200亿元,采用全球顶尖工艺、技术和设备,使用风光绿电替代网电,全过程零碳生产安全性能高、生命周期长、度电成本低的锂离子电池,集成制造动力系统和储能系
北极星储能网获悉,据内蒙古准格尔经济开发区消息,5月9日,内蒙古硅源新能电子材料科技有限公司年产2万吨硅碳负极材料项目在准格尔旗开工。该项目总投资22亿元,占地400亩,由常州硅源新能材料有限公司投资成立的内蒙古硅源新能电子材料科技有限公司运营,规划总产能为2万吨/年硅碳负极材料,项目分三
北极星储能网获悉,5月8日,河北省工业和信息化厅发布对政协河北省第十三届委员会第二次会议第0536号提案的答复。文件提出,组织开展锂离子电池、光伏制造行业规范公告申报及自查工作,秦皇岛芯驰光电等2家企业纳入《锂离子电池行业规范条件》公告,行业规范管理水平进一步提升。原文如下:对政协河北
据准格尔旗发布消息,近日,总投资27.15亿元的鄂尔多斯新创新材料有限公司年产8万吨锂离子电池负极材料项目进入投产倒计时。据了解,该项目总投资27.15亿元,主要以石油焦、针状焦和固体沥青为原料,经磨粉、造粒、低温炭化等工艺流程,生产广泛应用于动力电池及储能领域的锂离子电池负极材料,设计年
北极星储能网获悉,5月31日,上海市经济和信息化委员会印发《上海市推动工业领域大规模设备更新和创新产品扩大应用的专项行动》(以下简称《行动》)的通知。《行动》指出,引导企业围绕设备数字化、生产网络化、能源低碳化和生产洁净化实施工艺升级和设备提标改造,到2027年累计培育500家绿色工厂。支
北极星储能网讯,5月29日,《浑源源网荷共享储能电站EPC总承包项目招标公告》发布,项目位于山西省大同市,装机容量为500MW/500MWh,配套可变功率调节磷酸铁锂电池储能系统,同时配套建设220kV升压站及220kV送出线路等设施。招标范围包括储能电站、升压站及配套送出工程的EPC总承包,接受联合体投标,
5月29日,中国能建2024年电化学储能产业发展论坛暨储能新产品发布会在武汉成功举办。本次论坛由中国能源建设集团有限公司(简称“中国能建”)主办,由中国能建集团装备有限公司(简称“中能装备”)、中能建储能科技(武汉)有限公司(简称“中储科技”)承办。来自业内专家学者和集团内部先进企业的
5月30日上午,中国能建中电工程召开干部会议,集中宣布中国能建党委关于中南院、西北院、广东院、山西院、湖南院五家所属企业总会计师任免的决定。中电工程党委书记、董事长罗必雄出席会议并讲话,党委常委、总会计师张亚贤主持会议。会上,中国能建党委组织部副部长朱军辉宣读干部任免文件:李理任中
北极星储能网获悉,近日,威腾电气与西屋电气宣布建立全球新能源战略合作伙伴关系,并签署许可协议,双方将共同深度拓展全球新能源市场,致力于全球能源结构的转型升级,为促进可持续发展做出积极贡献。本次新能源战略合作立足于双方在制造、技术、品牌、市场等方面优势,以实现资源共享、优势互补。在
北极星储能网获悉,5月30日,同兴环保在投资者互动平台表示,公司钠离子电池可以应用于储能。公司聚焦于长循环型钠离子电池聚阴离子正极材料,具有较好的成本优势、倍率性能和循环稳定性能,有望成为钠电中最适合长时储能的路线。公司正稳步推进钠电正极材料中试放大实验,目前公司正极补钠剂产品已经
曾经占据中国储能产业出口最大份额的户用储能,随着欧洲需求的下降和南非等地竞争加剧,似乎还在驶向谷底的方向。据高工产研储能研究所(GGII)调研,当前全球户储库存主要集中在欧洲、南非市场,且不同企业/区域之间库存水平差异较大,但整体库存仍有一定规模。由于2024年以德国、意大利为主的主要户
近日,关于工商业储能项目9成不靠谱的观点甚嚣尘上,项目落地难已经成为该赛道的痛点。亦有观点认为,工商业储能项目收益不清晰难倒了一大片业主方、投资商以及开放商,造成了市场很热,交易很冷的局面。相关数据显示,2023年工商业储能出货量为7GWh、备案规模约为4.4GWh,但新增装机量仅约为3.5GWh。对
近日,中国能建中电工程华北院签订青海省西宁市湟源县100MW/200MWh独立储能项目EPC总承包合同,负责建设本项目100MW/200MWh电化学储能电站、110kV升压站、110kV外送线路及对侧改造工程。该项目为青海省首个独立储能电站项目。项目占地规模约33亩,主要设备为20套磷酸锂电池单元,共计100兆瓦/200兆瓦时
北极星储能网获悉,据无锡发改消息,2024年5月30日,无锡蓝天50MW/100MWh电网侧新型储能电站并网发电一次成功,标志着无锡市首个大型电网侧储能电站正式投运。该项目的并网成功创出江苏省新型储能项目多个“首个”,首个利用燃机电厂现有220KV线路送出的新型储能项目、首个采用宁德时代大容量314Ah电芯
北极星储能网获悉,电投能源5月30日公告,公司全资子公司内蒙古锡林郭勒盟电投新能源有限公司与华润新能源投资有限公司,共同出资设立合资公司阿巴嘎旗电投科润智慧新能源有限公司开展共享式储能电站建设。2023年10月,锡盟新能源公司与华润公司就锡盟能源局共享储能电站建设要求达成一致意见,签订开
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!