锂离子电池相关的重要文章概要.docx

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锂离子电池相关的重要文章概要

2014年2月

锂离子电池相关的重要文章概要

江苏华东锂电技术研究院

2014.2.23

通过对2014年2月发表的锂离子电池相关文章进行了检索，完成了16篇重要文章的摘要翻译。

其中，主要来自ＡＣＳ期刊。

关于文章的研究领域，主要是锂离子电池材料相关的文章，也有原位分析文章。

这些文章从一个方面展示了锂电研究的新进展。

希望能对大家有帮助。

目录

NO.1锡基石墨烯网络体材料作为高性能锂离子电池负极材料的研究3

NO.2三维纳米柱铜/非晶硅电极作为高倍率锂离子电池负极的研究4

NO.3化学键型混合物TiO2–B纳米片/还原氧化石墨烯在高功率锂离子电池中的应用5

NO.4胶态锡-锗纳米棒及其储锂性能研究6

NO.5可变形的高安全超薄强化塑性晶体聚合物电极在高性能柔性锂离子电池中的应用7

NO.6多层纳米硅颗粒/还原氧化石墨烯混合物作为高性能锂离子电池负极的研究8

NO.7有机纳米杂化物在快速可持续能源储存中的应用9

NO.8包埋活性纳米颗粒结构的三维有序分层多孔电极在超高倍率锂离子电池中的应用10

NO.9锂离子电池LiPF6/EC/DEC电解液中电极-电解液界面可视化的原位TEM研究11

NO.10可延长锂离子电池高性能锗纳米线负极材料循环寿命的原位连续多孔网络研究12

NO.11量子限域效应对锂离子电池GeO2纳米负极材料临界尺寸的相关影响13

NO.12对氮掺杂石墨烯储锂材料高容量高倍率性能的原子解释14

NO.13高倍率超长寿命锂离子电池双连续分层Li3V2（PO4）3/C介孔纳米线材料的一步合成15

NO.14基于纳米线结构的Mn2O3-LiMn2O4锂离子全电池16

NO.15取向附生法制备的高性能层状纳米结构锂离子电池LiMn2O4正极材料17

NO.16选择性浸出法制备高性能锂离子电池负极材料多孔SnO2微箱18

NO.1锡基石墨烯网络体材料作为高性能锂离子电池负极材料的研究

英文题目

GrapheneNetworksAnchoredwithSn@GrapheneasLithiumIonBatteryAnode

发表期刊

ACSNano,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January8,2014.

发表单位

1.天津大学材料科学与工程学院天津市材料复合与功能化重点实验室

2.天津化学化工协同创新中心

中文译名

锡基石墨烯网络体材料作为高性能锂离子电池负极材料的研究

摘要

本文以金属前驱体作催化剂，以NaCl颗粒三维自组装为模板，采用温和的、易规模化的原位化学气相沉积技术（CVD），一步制备高性能锂离子电池负极材料，即固定在锡纳米颗粒（5–30nm）上的三维多孔石墨烯网络，其中，锡纳米颗粒封装在约1nm的石墨烯壳体内部。

在该结构中，石墨烯壳体具有良好的弹性，不仅可以有效避免内部锡直接暴露在电解质中，从而保护锡纳米颗粒的结构和界面稳定性；而且可以抑制锡纳米颗粒聚集，缓冲体积膨胀。

相互连通的三维多孔石墨烯网络具有导电性高、表面积大、机械灵活性高等特点，其紧紧固定在锡/石墨烯核壳结构上，从而极大地提高了整个电极的导电性与结构完整性。

因此，该三维混合负极表现出非常好的高倍率性能，0.2C下放电容量为1022mAh/g、0.5C下放电容量为865mAh/g、1C下放电容量为780mAh/g、2C下放电容量为652mAh/g、5C下放电容量为459mAh/g、10C下放电容量为270mAh/g；同时，在高倍率下表现出极佳的循环稳定性，2C下放电容量达到682mAh/g，并在循环1000周后，仍保持约96.3%。

这是目前为止，锂离子电池锡基负极材料达到的最高倍率性能和最长循环寿命。

NO.2三维纳米柱铜/非晶硅电极作为高倍率锂离子电池负极的研究

英文题目

3DAmorphousSilicononNanopillarCopperElectrodesasAnodesforHigh-RateLithium-IonBatteries

发表期刊

ACSNano,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January21,2014.

发表单位

1.韩国高丽大学材料科学与工程学院

2.韩国蔚山科技大学绿色能源跨学科学院

中文译名

三维纳米柱铜/非晶硅电极作为高倍率锂离子电池负极的研究

摘要

本文制备了一种沉积在铜纳米柱集流体上的非晶硅电极，并采用热卷工序、电形成法与低压化学气相沉积法对其进行组装，然后将其应用于高倍率锂离子电池。

对直径为250nm和500nm的铜纳米柱集流体定期进行倾斜度为1μm、高度为2μm的图形化，以优化纳米柱直径，从而得到良好的电化学性能。

铜纳米柱之间的孔隙不仅比非图形化电极更有效地控制了嵌锂过程中硅膨胀产生的张力，而且极大改善了循环性能。

直径为250nm和500nm的纳米柱图形化电极在0.5C倍率下循环100周后，容量保持率分别为86%和84%；甚至在20C倍率下，放电容量仍分别达到1057mAh/g和780mAh/g。

NO.3化学键型混合物TiO2–B纳米片/还原氧化石墨烯在高功率锂离子电池中的应用

英文题目

ChemicallyBondedTiO2–BronzeNanosheet/ReducedGrapheneOxideHybridforHigh-Power Lithium IonBatteries

发表期刊

ACSNano,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January21,2014.

发表单位

密歇根大学化学院

中文译名

化学键型混合物TiO2–B纳米片/还原氧化石墨烯在高功率锂离子电池中的应用

摘要

锂离子电池凭借其高能量密度引起了业界的广泛关注，但高倍率性能电极材料的缺乏以及安全问题限制了其商业应用。

本文展示了一种简易的光催化还原方法，不仅可以还原氧化石墨烯，同时还可通过Ti3+-C键将（010）面介孔青铜相二氧化钛（TiO2–B）纳米片固定在还原氧化石墨烯（RGO）上。

光催化还原过程中Ti3+-C键的形成通过电子顺磁共振（EPR）和X射线光电子能谱（XPS）进行表征。

在1-3V（vsLi+/0）下循环时，与单纯的TiO2–B纳米片和通过物理方式混合的TiO2–B/RGO复合物相比，这种通过化学键连接的TiO2–B/RGO混合物纳米结构表现出了较高的锂离子存储容量和高倍率容量。

在40C下循环1000周后的比容量仍为初始比容量的80%。

这一电化学性能的改善主要得益于TiO2–B/RGO外露的（010）面、中孔隙和RGO分子层与TiO2–B纳米片之间高效的界面电荷转移。

NO.4胶态锡-锗纳米棒及其储锂性能研究

英文题目

ColloidalTin–GermaniumNanorodsandTheirLi-IonStorageProperties

发表期刊

ACSNano,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

February1,2014.

发表单位

1.瑞士无机化学研究院化学与应用生物科学研究所

2.瑞士LaboratoryforThinFilmsandPhotovoltaics,Empa-SwissFederalLaboratoriesforMaterialsScienceandTechnology

中文译名

胶态Sn-Ge纳米棒及其储锂性能研究

摘要

本文温和地合成了长度小于50nm、长宽比在1.5-3之间的胶态纳米棒Sn-Ge异质结构。

合成过程分为两步，将事先合成的Sn纳米颗粒作为分解Ge前驱体——双（三甲基硅烷基）氨基锗的低熔点催化剂，同时对以溶液-液体-固体生长机制进行结晶化的Ge进行低熔点催化。

该Sn-Ge纳米异质二聚物可良好地控制这些几乎不相容的化学元素进行混合，从而得到高能量密度锂离子电池的Sn-Ge纳米复合电极。

质量含量类似的Sn和Ge可在电化学性能中产生协同效应。

在相对较高的电流密度1A/g下，该电极充电容量高达1000mAh/g以上，这是由于Ge具有较高的理论容量，而Sn提升了电子传输能力，从而改善了高倍率性能。

在4A/g电流密度下，Sn-Ge纳米复合电极的容量仍保持有低电流密度0.2A/g下容量的80%。

而不同电化学势下Sn和Ge两种元素的暂时嵌锂，可能是导致循环稳定性得到整体改善的主要因素。

NO.5可变形的高安全超薄强化塑性晶体聚合物电极在高性能柔性锂离子电池中的应用

英文题目

FlexibleBatteries:

Thin,Deformable,andSafety-ReinforcedPlasticCrystalPolymerElectrolytesforHigh-PerformanceFlexibleLithium-IonBatteries

发表期刊

AdvancedFunctionalMaterials,Volume24,Issue1,page172,January8,2014.

发表单位

1.韩国蔚山科技大学绿色能源跨学科学院

2.韩国LG

中文译名

可变形的高安全超薄强化塑性晶体聚合物电极在高性能柔性锂离子电池中的应用

摘要

S.-Y.Lee团队对可变形的高安全超薄强化塑性晶体聚合物电极在高性能柔性锂离子电池中的应用进行了研究，发现该电池具有多功能美学特征及超强的安全性。

塑性晶体聚合物电极与柔性非织造骨架的结合，保证了新型优化聚合物电极的制作。

由此聚合物电极组装的电池在严重的畸形状态（甚至是褶皱状态）下能够表现出稳定的电化学性能，未出现内部短路故障。

NO.6多层纳米硅颗粒/还原氧化石墨烯混合物作为高性能锂离子电池负极的研究

英文题目

Lithium-IonBatteries:

MultilayeredSiNanoparticle/ReducedGrapheneOxideHybridasaHigh-PerformanceLithium-IonBatteryAnode

发表期刊

AdvancedMaterials,Volume26,Issue5,page665,February5,2014.

发表单位

1.威斯康辛大学密尔沃基分校机械工程学院

2.美国江森自控

中文译名

多层纳米硅颗粒/还原氧化石墨烯混合物作为高性能锂离子电池负极的研究

摘要

高容量硅负极材料由于在嵌锂/脱锂过程中存在较大的体积变化以及较低的本征导电性，其实际应用面临着重大的挑战。

J.Chen团队研究发现，多层硅/还原氧化石墨烯负极具有超优的可逆比容量与循环性能。

NO.7有机纳米杂化物在快速可持续能源储存中的应用

英文题目

OrganicNanohybridsforFastandSustainableEnergyStorage

发表期刊

AdvancedMaterials,EarlyView.

发表单位

1.韩国科技学院材料科学与工程系

2.首尔大学纳米颗粒研究中心

3.韩国国防发展局

中文译名

有机纳米杂化物在快速可持续能源储存中的应用

摘要

介绍了纳米杂化技术在制作基于氧化还原性有机分子的高性能锂离子电池中的应用。

活性分子与导电支架的非共价纳米杂化，使具有电活性的芳香族分子由大块晶体颗粒重新排列为分子层，从而制备成无粘结剂、添加剂及集流体的可弯曲自立纸形式的纳米杂化有机电极。

该电极的能量与功率密度均较高。

NO.8包埋活性纳米颗粒结构的三维有序分层多孔电极在超高倍率锂离子电池中的应用

英文题目

UltrahighRateCapabilitiesofLithium-IonBatteriesfrom3DOrderedHierarchicallyPorousElectrodeswithEntrappedActiveNanoparticlesConfiguration

发表期刊

AdvancedMaterials,EarlyView.

发表单位

1.南洋理工大学材料科学与工程系

2.南洋理工大学能源研究所

中文译名

包埋活性纳米颗粒结构的三维有序分层多孔电极在超高倍率锂离子电池中的应用

摘要

包埋活性纳米颗粒结构的三维有序分层多孔电极，可为电子和锂离子的快速传输提供极为有效的微米级甚至纳米级三维传输网络，同时改善电极表面固体电解质膜的稳定性，从而表现出超高的倍率性能。

NO.9锂离子电池LiPF6/EC/DEC电解液中电极-电解液界面可视化的原位TEM研究

英文题目

VisualizationofElectrode-ElectrolyteInterfacesinLiPF6/EC/DECElectrolyteforLithiumIonBatteriesviaIn-SituTEM

发表期刊

NanoLett.,JustAcceptedManuscript.

PublicationDate（Web）:

January20,2014.

发表单位

中文译名

锂离子电池LiPF6/EC/DEC电解液中电极-电解液界面可视化的原位TEM研究

摘要

本文采用透射电镜技术（TEM）对金电极在锂离子电池商品化的LiPF6/EC/DEC电解液中的电化学嵌锂/脱锂进行了直接可视化研究，并原位观察了非均匀嵌锂、金属锂枝晶生长、电解液分解和固体电解质膜的形成。

结果显示，改善电极设计是减少短路故障与改善锂离子电池性能的重要策略。

NO.10可延长锂离子电池高性能锗纳米线负极材料循环寿命的原位连续多孔网络研究

英文题目

High-PerformanceGermaniumNanowire-Based Lithium-Ion Battery AnodesExtendingover1000CyclesThroughinSituFormationofaContinuousPorousNetwork

发表期刊

NanoLett.,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January13,2014.

发表单位

1.爱尔兰利默里克大学

2.爱尔兰考克大学

3.爱尔兰廷德尔研究所

中文译名

可延长锂离子电池高性能锗纳米线负极材料循环寿命的原位连续多孔网络研究

摘要

本文制备了直接生长在集流体上的高密度锗纳米线阵列，并将其作为高性能、高容量锂离子电池的负极。

该负极材料在循环1000周后容量仍保持为900mAh/g，并具有良好的倍率性能（20C-100C放电倍率）。

通过非原位高分辨率透射电子电镜技术和高分辨率扫描电镜技术研究发现，这一性能的改善可能是因为在前100周循环过程中，纳米线完全重组为力学结构稳定的连续多孔网络。

该网络一旦形成，负极容量则相当稳定，此后每周仅下降0.01%。

由于该方法包含所有材料具有电化学活性且无粘结性的低能量制备过程，且循环寿命得到延长，倍率性能高，因此使该负极材料在远程电动车等绝大多数锂离子电池应用装置中极具吸引力。

NO.11量子限域效应对锂离子电池GeO2纳米负极材料临界尺寸的相关影响

英文题目

QuantumConfinementandItsRelatedEffectsontheCriticalSizeofGeO2 NanoparticlesAnodesfor LithiumBatteries

发表期刊

NanoLett.,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January6,2014.

发表单位

韩国蔚山科技大学绿色能源跨学科学院

中文译名

量子限域效应对锂离子电池GeO2纳米负极材料临界尺寸的相关影响

摘要

本文确定了锂离子电池负极材料GeO2纳米颗粒的临界尺寸，并对该颗粒的量子限域效应对其电化学性能的相关影响进行了研究。

通过调整反应速率，控制反应温度和反应物浓度，采用不同的溶剂，封闭制备了尺寸分别为2nm、6nm、10nm和35nm的GeO2纳米颗粒。

其中，6nm的GeO2纳米颗粒电化学性能最好，而2nm的GeO2纳米颗粒则电化学性能则较差。

这可能是由于2nmGeO2纳米颗粒的量子限域效应使其电导率较低，同时增加了电荷转移电阻。

文中还讨论了导致电化学性能较差的小尺寸纳米颗粒特征及其关系。

NO.12对氮掺杂石墨烯储锂材料高容量高倍率性能的原子解释

英文题目

AtomisticOriginsofHighRateCapabilityandCapacityofN-DopedGrapheneforLithiumStorage

发表期刊

NanoLett.,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January30,2014.

发表单位

1.日本国家材料科学研究所

2.日本筑波大学

中文译名

对氮掺杂石墨烯储锂材料高容量高倍率性能的原子解释

摘要

与单纯的石墨烯不同，储锂材料氮掺杂石墨烯（GN）具有高倍率性能和高容量的特征。

然而，由于对其储锂机理缺乏原子规模的直接实验证据和基本理解，至今仍不能清楚地解释其快速储锂性能和高容量特征。

本文通过原位透射电镜技术（TEM）对GN储能机理进行了原子级研究。

直观地观察了其边界与底面的嵌锂过程、吡咯型氮的洞缺陷和固体电解质膜扰动结构，并研究了三种氮存在形式下的电荷转移状态。

高分别率原位TEM实验与理论计算清楚地表明，扩展的{0002}边界间隙和表面洞缺陷改善了表面电容效应，而大量的表面缺陷与放电过程中边界的短距离序列保证了材料的高容量和高倍率性能。

以往的标准电子或X射线衍射分析是无法解释这些现象的。

NO.13高倍率超长寿命锂离子电池双连续分层Li3V2（PO4）3/C介孔纳米线材料的一步合成

英文题目

One-PotSynthesizedBicontinuousHierarchicalLi3V2（PO4）3/CMesoporousNanowiresforHigh-RateandUltralong-LifeLithium-ionBatteries

发表期刊

NanoLett.,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January17,2014.

发表单位

1.武汉理工大学武汉理工大学-哈佛大学纳米联合重点实验室材料复合新技术国家重点实验室

2.哈佛大学

中文译名

高倍率超长寿命锂离子电池中双连续分层Li3V2（PO4）3/C介孔纳米线材料的一步合成

摘要

锂离子电池已受到大型可持续储能装备的青睐。

本文展示了一步合成分层Li3V2（PO4）3/C介孔纳米线材料的过程。

该介孔结构在无硬模板的条件下，随着Li3V2（PO4）3的结晶化，由表面活性剂（十六烷基三甲基溴化铵与草酸）直接原位碳化而成。

该材料作为锂离子电池的正极，表现出超好的倍率性能和超长的循环寿命，在3-4.3V、5C倍率下循环3000周后容量仍保持80.0%。

甚至在10C倍率下，放电容量仍有理论容量的88.0%。

如此高的性能可能得益于具有双连续电子/离子通道的分层介孔纳米线结构、较大的电极-电解液接触面积以及较小的电荷转移电阻，而较强的结构稳定性则使电池寿命得到延长。

本文的研究成果表明特有的介孔纳米线结构能够改善储能装备的循环性能和倍率性能。

NO.14基于纳米线结构的Mn2O3-LiMn2O4锂离子全电池

英文题目

All-NanowireBasedLi-IonFullCellsUsingHomologousMn2O3andLiMn2O4

发表期刊

NanoLett.,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January29,2014.

发表单位

复旦大学化学系先进材料实验室

中文译名

基于纳米线结构的Mn2O3-LiMn2O4锂离子全电池

摘要

本文报告了一种采用同源的纳米线材料LiMn2O4与Mn2O3分别作为正、负极的柔性锂离子全电池。

两种材料均采用MnOOH纳米线材料作为前驱体，该前驱体由水热法制备的MnO2纳米片转变而来，并通过与聚乙烯基吡咯烷酮反应直接附在Ti箔上；然后分别通过热处理和与锂盐反应制备Mn2O3负极和LiMn2O4正极。

一维纳米线结构为锂离子的嵌入和脱出提供了较短的锂离子扩散通道、良好的电荷转移和灵活的体积结构，从而获得了较好的倍率性能和循环性能。

作为概念证明，Mn2O3纳米线负极的初始放电容量为815.9mAh/g，在100mA/g下循环100周后，容量仍保持有502.3mAh/g。

LiMn2O4纳米线正极在100mA/g下表现出94.7mAh/g的可逆容量，并在循环100周后的容量保持率为96%。

该柔性Mn2O3-LiMn2O4锂离子全电池的输出电压高于3V，厚度低至0.3mm,柔软性高，比容量为99mAh/g（基于正极材料的总重量）。

此外，该电池在80mA/g下循环40周后还表现出良好的循环稳定性。

NO.15取向附生法制备的高性能层状纳米结构锂离子电池LiMn2O4正极材料

英文题目

HighPerformanceLiMn2O4CathodeMaterialsGrownwithEpitaxialLayeredNanostructureforLi-IonBatteries

发表期刊

NanoLett.,ArticleASAP.

PublicationDate（Web）:

January6,2014.

发表单位

韩国蔚山科技大学能源与化工系

中文译名

取向附生法制备的高性能层状纳米结构锂离子电池LiMn2O4正极材料

摘要

为电动车用的大型电池开发更好的锂离子电池正极材料，目前已有大量的研究工作。

尖晶石结构的LiMn2O4凭借其热稳定性、价格低廉、资源丰富以及环境友好的优点，一度被认为是最有前景的正极材料。

但由于高温下（特别是60℃以上）锰在电解液中存在表面溶解的问题，从而导致了严重的容量衰减。

为了克服这一问题，本文进行了创造性的材料设计，制备成了外延生长的、具有层状表面相的新型异质结构LiMn2O4。

在层状表面相与寄主尖晶石的界面上没有观察到任何缺陷，这为离子和电子的迁移提供了高效的通道。

此外，层状表面相避免了寄主尖晶石直接暴露在60℃的高活性电解液中。

该异质结构LiMn2O4的这些特性，使其表现出了123mAh/g的放电容量，并在60℃高温下循环100周后仍保持初始容量的85%。

NO.16选择性浸出法制备高性能锂离子电池负极材料多孔Sn