陈来
- 作品数：11 被引量：56H指数：5
- 供职机构：北京理工大学材料学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：电气工程理学化学工程自动化与计算机技术更多>>
- 锂离子电池正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li[Ni(1/3)Mn(1/3)Co(1/3)]O2的制备及表征被引量：21
- 2012年
- 以过渡金属乙酸盐和乙酸锂为原料,柠檬酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备了锂离子电池富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2,采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构,形貌及电化学性能进行了表征.结果表明:x=0.5时,在900°C下煅烧12h得到颗粒均匀细小的层状xLi2MnO3·(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2材料,并具有良好的电化学性能,在室温下以20mA·g-1的电流密度充放电,2.0-4.8V电位范围内首次放电比容量高达260.0mAh·g-1,循环40次后放电比容量为244.7mAh·g-1,容量保持率为94.12%.
- 王昭吴锋苏岳锋包丽颖陈来李宁陈实
- 关键词：锂离子电池溶胶-凝胶固溶体正极材料
- 高镍正极材料中钴元素的替代方案及其合成工艺优化被引量：5
- 2022年
- 高镍三元正极材料LiNi_(x)Mn_(y)Co_(1−x−y)O_(2)(x>0.8)因其高能量密度而备受瞩目。在高镍三元正极材料中,Co不但有助于增强层状正极材料结构稳定性,而且能够提高正极材料导电性能,因此被认为是一种非常重要的元素。但是由于目前全球范围内钴矿资源紧缺,在一定程度上限制了含钴正极材料在新能源电动汽车领域的发展应用。基于此,本文将不同的过渡金属离子掺杂到高镍层状材料中形成无钴化正极材料,并进行高镍正极材料无钴化的可行性分析。通过实验对比发现,资源存储量丰富并且价格低廉的Zr在一定程度上可以取代Co元素,得到的正极材料LiNi_(0.85)Mn_(0.1)Zr_(0.05)O_(2)表现出良好的电化学性能,在0.2C倍率以及2.75–4.3 V的截止电压范围内,其放电比容量为179.9 mAh·g^(−1),80周容量保持率为96.52%。
- 吴锋李晴陈来陈来陈刚包丽颖卢赟包丽颖卢赟
- 关键词：循环性能
- ZrO_(2)包覆高镍LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料提高其循环稳定性的作用机理被引量：10
- 2021年
- 高镍三元材料作为一种锂离子电池正极材料,因其较高的放电比容量而得到科学界和工业界的广泛关注。研究表明,高镍三元材料的比容量与材料中的Ni含量呈正相关,但Ni含量的增加也会加剧循环过程中的界面副反应,材料表面释氧以及结构转变等问题。本文采用ZrO_(2)包覆LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)材料,利用X射线衍射证明,在高温处理下ZrO_(2)包覆物中的Zr^(4+)会掺杂进LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)材料表面晶格中,使得X射线衍射谱中的(003)衍射峰左移。电化学测试证明在4.3和4.5 V的截止电压下,改性最优的材料在1C循环100周后容量保持率分别从84.89%和75.60%提高到97.61%和81.37%,同时发现循环稳定性的提升主要来自材料表面的Zr^(4+)掺杂。X射线光电子能谱证明Zr^(4+)表层掺杂后材料的Ni化合价由Ni3+向Ni^(2+)转变,透射电子显微镜观察到Zr^(4+)的表层掺杂使得材料表面的层状结构发生重构,从而稳定了材料体相结构,提高了材料整体的循环稳定性。
- 苏岳锋张其雨陈来陈来卢赟包丽颖卢赟
- 关键词：正极材料
- 化学结合力载体在锂硫电池中的应用被引量：6
- 2017年
- 在环境问题日益严峻,化石能源日益枯竭的今天,开发具有高比能的二次电池系统显得尤为重要。锂硫电池以其高理论能量密度和低环境影响的优势成为最有潜力的下一代电化学储能系统之一。然而受制于硫的绝缘性质以及由多硫化锂的溶解所引起的穿梭效应,锂硫电池的实用化进程还面临着诸多困难。为弥补常用的碳质载体对稳定硫电极的物理限制作用的不足,近年来对多硫化物具有强烈化学结合作用的载体材料的应用,显著提升了复合硫电极的综合性能,为锂硫电池正极材料的设计提供了新的思路。本文综述了各种具有化学吸附特性的载体材料在复合硫电极中的应用进展,具体包括:基于极性-极性作用固定多硫化物的金属氧化物、改性的碳质材料、能够与硫发生硫化作用的有机聚合物以及对多硫化物具有路易斯酸碱作用的金属有机骨架,重点阐述了这类载体材料与多硫化物的作用机理,并展望锂硫电池的发展方向。
- 吴锋赵双义卢赟李健苏岳锋陈来
- 关键词：锂硫电池多硫化物
- 元素掺杂碳基材料在锂硫电池中的应用被引量：4
- 2021年
- 可移动电子设备、电动汽车及站式储能的蓬勃发展对具有高能量密度和长循环寿命的储能体系的开发提出了迫切需求。锂硫电池由于活性物质硫成本低廉并具有高理论能量密度(2600 Wh·kg^(-1)),成为最具希望的下一代可充电电池。但是,硫及其放电产物导电性差以及多硫化物溶解穿梭导致的一系列严重问题制约了锂硫电池的实际应用。碳基材料通常被用作硫载体以改善正极的导电性,然而,非极性碳材料与极性多硫化物的相互作用较弱,对于多硫化物仅起到有限的物理吸附和阻挡作用,穿梭效应所导致的电池容量严重衰减问题难以得到有效改善。通过杂原子如N、S、Co、B等的掺杂可在碳材料上引入极性或化学吸附位点,大大增强了碳材料对于多硫化物的吸附能力,有效改善了电池的循环稳定性,并且由于掺杂改变了碳材料的电子结构,甚至可以提升碳材料的电子导电性,从而提高了活性物质的利用率。本文对锂硫电池中多孔碳、碳纳米管以及石墨烯等碳基材料常用的元素掺杂进行了介绍,其中包括单元素掺杂、双元素掺杂和多元素掺杂,分析了不同掺杂元素对碳基材料性能的影响,并对元素掺杂碳基材料在锂硫电池中的发展前景进行了展望。
- 卢赟史宏娟苏岳锋苏岳锋陈来赵双义
- 关键词：锂硫电池
- 新能源汽车锂离子动力电池碳足迹削减策略
- 2024年
- 本研究以磷酸铁锂、三元材料(NCM622)锂离子动力电池作为研究对象。在收集到磷酸铁锂、(NCM622)清单的基础上,计算得到生产1 kWh磷酸铁锂、三元材料电池(NCM622)产生的碳足迹;根据电力结构、汽车百公里能耗,计算得到新能源汽车行驶过程中锂离子动力电池运行所产生的碳足迹。结合未来燃油车、新能源汽车发展趋势,以2020年为基准年,采用情景分析法,通过改变电力结构及汽车百公里能耗,对2030年碳达峰情况进行分析。最终给出削减动力电池碳足迹、实现2030年碳达峰目标的各项策略,为我国动力电池行业绿色发展提供了政策辅助。
- 起楠张宏亮陈来刘磊胡宇辰郁亚娟
- 关键词：锂离子动力电池碳足迹新能源汽车情景分析
- 采用基于乙醇体系的一步草酸共沉淀法制备层状富锂锰基正极材料(英文)被引量：4
- 2016年
- 首次报道了一种新颖的基于乙醇溶液的一步草酸共沉淀法合成富锂锰基正极材料的方法。在这种方法中,包括锂元素在内的所有元素均能在共沉淀反应步骤发生沉淀反应,以此实现更为均匀的元素混合。此外,相比传统的草酸铵共沉淀法,该法省略了前驱体初烧的步骤,节约了合成的时间和成本。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等检测手段表征了所得样品的晶体结构与电化学性能,研究了两种方法所制备的富锂锰基正极材料的结构、形貌与电化学性能。结果表明,一步草酸共沉淀法合成的富锂材料,拥有更好的结晶性、更大的层间距;材料的颗粒更为均匀和细小。这些晶体结构与形貌上的优势,使得该法制备的富锂材料展现出了更高的放电比容量、更好的循环性能和倍率性能。这些结果均展示了我们所提出的一步草酸共沉淀法的可行性与优势。这种新颖而简便的共沉淀法,可推广于其他层状材料的合成与设计。
- 寇建文王昭包丽颖苏岳锋胡宇陈来徐少禹陈芬陈人杰孙逢春吴锋
- 关键词：正极材料LI2MNO3电化学性能
- Na_(2)PO_(3)F对LiNi_(0.83)Co_(0.11)Mn0.06O_(2)材料的复合改性及机理分析
- 2022年
- 采用湿化学法使用Na_(2)PO_(3)F对LiNi_(0.83)Co_(0.11)Mn_(0.06)O_(2)进行表面改性,得到F-掺杂和LiF包覆的正极材料.X射线衍射谱(XRD)结果显示(003)衍射峰向高角度偏移,结合X射线光电子能谱(XPS)及透射电子显微镜(TEM)证明F^(-)进入到材料晶格内部;扫描电镜(SEM)、TEM及XPS结果显示,改性后材料表面存在均匀LiF包覆层,可提高电极/电解液界面稳定性,改善循环稳定性;通过计算锂离子扩散系数,证明Li^(+)传输速率得到提升,倍率性能改善.电化学性能测试结果显示,材料的循环稳定性和倍率性能均得到显著提高:在2.75~4.3 V电压窗口下,材料1 C循环200周后容量保持率由32.2%提高到65.2%,10 C条件下放电比容量由145.7 mAh/g提高到161.5 mAh/g.对循环后极片进行XPS分析,正极-电解质界面(CEI层)层中的LiF,Li_(x)PO_(y)F_(z),NiF_(2)减少,有利于提高材料稳定性及循环性能.
- 黄擎丁瑞陈来卢赟卢赟张其雨聂启军苏岳锋吴锋
- 相关向量机预测锂离子电池剩余有效寿命被引量：1
- 2023年
- 随着新能源汽车的迅速发展,锂离子电池已得到广泛应用。准确预测锂离子电池剩余有效寿命(RUL)对于合理规划电池使用至关重要。目前,机器算法和模型预测已广泛应用于电池剩余有效寿命的预测中。本文基于数据驱动的方法进行锂离子电池剩余有效寿命预测,通过使用相关向量机(RVM)将长期预测分为多段短期预测,并结合自相关函数、灰色关联度模型、卡尔曼滤波器(KF)进行模型优化与改进,改进后的RVM模型在三组目标电池RUL预测中的相对误差分别为5.46%、7.14%和6.29%,与其他几种预测模型的对比结果表明该模型优于其他模型。
- 余佩雯郁亚娟常泽宇张之琦陈来
- 关键词：锂离子电池灰色关联度模型
- 中空碳/聚丙烯脂纳米球双重限制锂硫电施的穿梭效应
- 2019年
- 近年来,锂硫(Li-S)电池以其高的理枪能量密度成为下-'代高比能二次电池的最佳候选者之一。然而,由于硫及其放电产杨的导电性妾遥成电化学反应动力学缓慢,中间多硫化场的穿梭玫使硫正极的家量快速衰减,这严重阻碍了锂硫电池的卖际应用化进程。在这项工作中,我们设计了一种•金心碳.@硫/聚丙烯<(HCN@S-PAN)正极材料,在提高硫正极导电性的同时,对多硫化杨的穿梭进行双重限制。中空碳纳采球(HCN)作为硫的储存彖,不但能够提高导电性,也能在一定程度上捕获多硫化杨。含有锂盐的PAN层进一步阻止多硫化场迁移,同时提供快速的锂离子佟输路徑。所合成的具有双重限制作用的HCN@S-PAN正极材料在0.5C下200次循环后表现出622.3 mAh•g"稳定的放电比彖量,与具有单限制正极材料的电池相比,200周循环的哀量保持率增加了34.9%。这种双重限制结构有效地抑制穿梭效应从而卖现高比能量Li-S电池。
- 赵双义陈来陈来苏岳锋苏岳锋包丽颖陈实包丽颖陈实
