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锂硫电池关键材料研究进展与展望

化学进展 2011年第2期23卷 533-539页

作者：董全峰王翀郑明森厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室厦门361005

锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系。通过近10年的研究和开发,人们对这一体系的了解不断深入。虽然对其电化学过程中的复杂反应机理尚没有完整系统的理论描述,但是围绕正极材料的研究工作仍取得了很多成果,这为我们深入了解... 详细信息

锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系。通过近10年的研究和开发,人们对这一体系的了解不断深入。虽然对其电化学过程中的复杂反应机理尚没有完整系统的理论描述,但是围绕正极材料的研究工作仍取得了很多成果,这为我们深入了解该体系的复杂性提供了诸多素材。本文回顾了过去10年间在该领域取得的成果,从锂硫电化学体系、正极材料、电解质、电极结构和基于锂硫电池反应的新体系几个方面展开,结合本实验室的研究工作,介绍了锂硫电池的研究现状,分析了该体系的缺陷和存在的问题,并展望了今后的发展方向和前景。

关键词：锂硫电池正极材料复合材料电化学性能

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杂质对化成过程影响的初步研究

电池 2003年第3期33卷 129-130页

作者：蔡惠群金明钢董全峰尤金跨林祖赓厦大宝龙电池研究所福建厦门361005

讨论聚合物锂离子电池在化成时出现充电异常的主要影响因素。通过实验表明:在生产中残留在电池中的DBP、CH3OH、H2O是造成电池化成过程充电异常的主要杂质并可能影响SEI层的性质。

关键词：聚合物锂离子电池化成过程杂质电极电解液

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氟化石墨的电化学性能研究

高等学校化学学报 2004年第11期25卷 2082-2085页

作者：董全峰郑明森金明钢尤金跨林祖赓厦门大学化学系厦门大学宝龙电池研究所

对系列氟化石墨及其作为碱性电池正极添加剂的电化学性能进行了研究 ,考察了氟化石墨作为电极活性材料及用作添加剂时电池的放电行为以及氟化石墨的氟化程度和电极中氟化石墨的含量对电池的放电性能的影响 .研究了 Mn O2 中添加氟化石... 详细信息

对系列氟化石墨及其作为碱性电池正极添加剂的电化学性能进行了研究 ,考察了氟化石墨作为电极活性材料及用作添加剂时电池的放电行为以及氟化石墨的氟化程度和电极中氟化石墨的含量对电池的放电性能的影响 .研究了 Mn O2 中添加氟化石墨后对电极循环性能的影响 ,并用 XRD比较了几种不同碳材料与氟化石墨的结构特点及 Mn O2 电极放电前后的状态变化 ,初步探讨了氟化石墨改善二氧化锰电化学性能的作用机制 .

关键词：氟化石墨添加剂碱性电池电化学性能

电化学阻抗谱法研究Cu_6Sn_5合金负极相变过程

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化学学报 2009年第14期67卷 1547-1552页

作者：樊小勇庄全超魏国祯柯福生黄令董全峰孙世刚长安大学材料科学与工程学院西安710061 厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室厦门361005

以粗糙铜箔为基底,采用一步电沉积法获得Cu-Sn合金,X射线衍射(XRD)测试结果显示其主要为Cu6Sn5合金相.扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明该合金表面由大量"小岛"组成,且每个"小岛"上存在大量纳米合金粒子.充放电测试结果表明,以该合金为... 详细信息

以粗糙铜箔为基底,采用一步电沉积法获得Cu-Sn合金,X射线衍射(XRD)测试结果显示其主要为Cu6Sn5合金相.扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明该合金表面由大量"小岛"组成,且每个"小岛"上存在大量纳米合金粒子.充放电测试结果表明,以该合金为锂离子电池负极,其初始放电(嵌锂)和充电(脱锂)容量分别为461和405mAh·g-1.电化学阻抗谱测试结果显示,Cu6Sn5合金电极在阴极极化过程中分别出现了代表固体电解质界面膜(SEI膜)阻抗、电荷传递阻抗和相变阻抗的圆弧,并详细分析了它们的变化规律.

关键词：锂离子电池负极 Cu6Sn5合金电化学阻抗谱相变

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温度对石墨电极性能的影响

物理化学学报 2009年第3期25卷 406-410页

作者：庄全超魏国祯董全峰孙世刚中国矿业大学材料科学与工程学院江苏徐州221116 厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005

运用电化学阻抗谱(EIS)并结合循环伏安法(CV)研究了石墨电极25和60℃时在1 mol.L-1 LiPF6-EC(碳酸乙烯酯)∶DEC(碳酸二乙酯)∶DMC(碳酸二甲酯)电解液中,以及60℃时在1 mol.L-1 LiPF6-EC∶DEC:DMC+5%VC(碳酸亚乙烯酯)电解液中的首次阴极... 详细信息

运用电化学阻抗谱(EIS)并结合循环伏安法(CV)研究了石墨电极25和60℃时在1 mol.L-1 LiPF6-EC(碳酸乙烯酯)∶DEC(碳酸二乙酯)∶DMC(碳酸二甲酯)电解液中,以及60℃时在1 mol.L-1 LiPF6-EC∶DEC:DMC+5%VC(碳酸亚乙烯酯)电解液中的首次阴极极化过程.发现高温下(60℃)石墨电极在1 mol.L-1 LiPF6-EC∶DEC∶DMC电解液中可逆循环容量衰减的主要原因在于其表面无法形成稳定的固体电解质相界面(SEI)膜.实验结果显示,VC添加剂能够增进高温下石墨电极表面SEI膜的稳定性,进而改进石墨电极的循环性能.

关键词：锂离子电池石墨电极电化学阻抗谱 SEI膜

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《下一代二次电池》专辑序言

电化学 2019年第1期25卷 1-2页

作者：周震董全峰南开大学材料科学与工程学院天津300350 厦门大学化学化工学院福建厦门361005

随着人类社会的迅速发展,能源和环境问题逐渐成为人们关注的焦点.化石燃料的过度依赖和使用所导致的全球变暖和环境污染日趋严重,国内大范围高频率的雾霾天气引起了民众的广泛担心,迫切要求加快能源技术创新,建设清洁低碳、安全高效的... 详细信息

随着人类社会的迅速发展,能源和环境问题逐渐成为人们关注的焦点.化石燃料的过度依赖和使用所导致的全球变暖和环境污染日趋严重,国内大范围高频率的雾霾天气引起了民众的广泛担心,迫切要求加快能源技术创新,建设清洁低碳、安全高效的新能源体系.风能、太阳能和潮汐能等清洁可再生能源在空间和时间上分布不均,电化学储能是实现其广泛应用的关键环节.以锂离子电池为代表的二次电池技术一经出现就在数码产品等移动电源市场占据了主导地位,然而长距离续航里程的电动汽车和发展新能源需要的智能电网等对储能技术提出了更高的要求.因此,下一代二次电池储能体系的研究发展至关重要,对我国能源、交通、信息和国防等领域的高速发展和相关战略新兴产业的形成和壮大具有重要意义.

关键词：二次电池能源体系序言专辑可再生能源锂离子电池人类社会环境污染

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全固态薄膜锂离子电池

化学进展 2007年第1期19卷 66-73页

作者：宋杰吴启辉董全峰郑明森吴孙桃孙世刚厦门大学化学化工学院厦门361005 厦门大学物理系厦门361005 厦门大学萨本栋微机电研究中心厦门361005

本文介绍了聚合物薄膜锂电池以及全固态无机薄膜锂电池,主要对全固态无机薄膜锂电池的发展过程以及其阴极材料、阳极材料、无机固态电解质的性能和制备技术进行了综述;同时介绍了全固态薄膜锂电池结构的研究,并提出了全固态薄膜锂电池... 详细信息

本文介绍了聚合物薄膜锂电池以及全固态无机薄膜锂电池,主要对全固态无机薄膜锂电池的发展过程以及其阴极材料、阳极材料、无机固态电解质的性能和制备技术进行了综述;同时介绍了全固态薄膜锂电池结构的研究,并提出了全固态薄膜锂电池现阶段研究存在的问题以及一些解决办法。

关键词：薄膜锂离子电池阴极材料阳极材料薄膜电解质

尖晶石LiMn_2O_4中锂离子嵌入脱出过程的电化学阻抗谱研究

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化学学报 2009年第19期67卷 2184-2192页

作者：庄全超魏涛魏国祯董全峰孙世刚中国矿业大学材料科学与工程学院徐州221116 固体表面物理化学国家重点实验室厦门大学化学化工学院化学系厦门361005

运用电化学阻抗谱(EIS)研究了尖晶石LiMn2O4电极的首次充放电过程.发现EIS谱高频区域拉长压扁的半圆是由两个半圆相互重叠而成的,分别归属于与锂离子通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的迁移和与尖晶石LiMn2O4材料的电子电导率相关的特征.... 详细信息

运用电化学阻抗谱(EIS)研究了尖晶石LiMn2O4电极的首次充放电过程.发现EIS谱高频区域拉长压扁的半圆是由两个半圆相互重叠而成的,分别归属于与锂离子通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的迁移和与尖晶石LiMn2O4材料的电子电导率相关的特征.通过选取适当的等效电路,对实验所得的电化学阻抗谱数据进行拟合,获得尖晶石LiMn2O4电极首次充放电过程中SEI膜电阻、电子电阻和电荷传递电阻等随电极极化电位变化的规律.根据研究结果提出了嵌锂物理机制模型.

关键词：锂离子电池尖晶石LiMn2O4 SEI膜电子电导率电化学阻抗谱

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温度对LiCoO2中锂离子嵌脱过程的影响

化学学报 2008年第7期66卷 722-728页

作者：庄全超魏国祯许金梅樊小勇董全峰孙世刚中国矿业大学材料科学与工程学院徐州221116 厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室厦门361005

运用电化学阻抗谱(EIS)研究了LiCoO2正极在1mol/LLiPF6-EC(碳酸乙烯酯):DEC(碳酸二乙酯):DMC(碳酸二甲酯)和1mol/LLiPF6-PC(碳酸丙稀酯):DMC+5%VC(碳酸亚乙烯酯)电解液中0～30℃范围内的阻抗谱特征、固体电解质相界面(SEI)膜阻抗、电子... 详细信息

运用电化学阻抗谱(EIS)研究了LiCoO2正极在1mol/LLiPF6-EC(碳酸乙烯酯):DEC(碳酸二乙酯):DMC(碳酸二甲酯)和1mol/LLiPF6-PC(碳酸丙稀酯):DMC+5%VC(碳酸亚乙烯酯)电解液中0～30℃范围内的阻抗谱特征、固体电解质相界面(SEI)膜阻抗、电子电阻和电荷传递电阻等随温度的变化.结果表明,LiCoO2正极的阻抗谱特征随温度变化,当温度升高其低频区域在上述两种电解液中分别于10和20℃出现反映锂离子固态扩散的斜线.测得LiCoO2正极在上述两种电解液中,锂离子迁移通过SEI膜的离子跳跃能垒平均值分别为37.74和26.55kJ/mol;电子电导率的热激活化能平均值分别为39.08和53.81kJ/mol;嵌入反应活化能平均值分别为68.97和73.73J/mol.

关键词：锂离子电池 LiCoO2 固体电解质相界面膜电子电阻电荷传递电阻