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正极集流体为碳纳米管宏观膜的锂离子电池及其性能
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:新型炭材料
  • 时间:2014
  • 页码:322-328
  • 分类:TQ127.11[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]江西理工大学江西省动力电池及其材料重点实验室,材料科学与工程学院,江西赣州341000
  • 相关基金:国家自然科学基金(51202095,51372104);江西省科技支撑计划(20121BBE50027);江西省自然科学基金(20122BAB216013).
  • 相关项目:碳纳米管宏观管状连续体的形成及应用基础研究
中文摘要:

采用超轻的碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)宏观膜替代传统的金属铝集流体,替换后的锂离子电池以 LiCoO2为活性物质,在1 C 条件下电池首次放电比容量为132.8 mAh·g-1,500次循环后容量保持率高于80%;当正极材料层面密度为16 mg·cm-2时,LiCoO2-CNT 电极的能量密度比 LiCoO2-Al 电极提高25%;同时,CNTs 膜作为正极集流体的电池自放电率低于1.5%。该 CNTs 膜经电流刺激后仍保持较高的石墨化程度,相比金属集流体,其表面束状的多孔结构可有效保证正极材料层和集流体间的紧密接触。该膜有望替代传统铝箔成为新一代锂离子电池用集流体。

英文摘要:

A carbon nanotube (CNT) film was used as the current collector and LiCoO2 as the cathode for a lithium ion battery. The battery showed a high initial discharge capacity of 132. 8 mAh·g-1 , a high retention rate of over 80% after 500 cycles under 1C and a low self-discharge rate of 1. 5% . When the areal density of the CNT film is 16 mg·cm-2 , the energy density of the LiCoO2-CNT battery is 25% larger than that of a LiCoO2-Al battery. The superior properties of the battery may be attributed to the high electrochemical stability of the graphitic structure of CNTs and the porous surface of the CNT film that ensures a high contact surface area between the current collector and the cathode material. The CNT film is promising as a new current collector for lithium ion bat-teries. Macroscopical carbon nanotubes (CNTs) was studied as current collector for lithium ion battery. LiCoO2 was used as active substance. The prepared battery showed high first special discharge capacity (132. 8mAh·g-1 ) and retention rate (over 80% ) after 500 cycles under 1C. When the areal density of cathode layer is 16mg cm-2 , energy density of LiCoO2-CNT battery is 25% larger than that of LiCoO 2-Al battery. Meanwhile, the battery with CNTs film as current collector has low self-discharge rate (1. 5% ). The superior properties of the battery maybe attribute to graphite structure even underwent current and porous surface of the CNTs film. The characteristic of the surface ensures the cathode to contact with CNTs film tightly. Considering the stable and outstanding properties , the CNTs film is expected to be a new current collector for lithium ion battery.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764