摘要: FeS2是黄铁矿的主要成分，作为过渡金属硫族化合物的一员，其在锂离子电池应用方面有着巨大的潜力。然而，巨大的体积膨胀以及迟缓的动力学严重限制了其在电池中的应用。本文中，我们以碳布作为基底，通过水热以及硫化过程将FeS2纳米颗粒与碳布紧密地结合在一起。将FeS2/CC直接作为锂离子负极材料，不需要额外添加导电剂以及粘结剂，减少了容量的损失。并且碳布本身具有良好的导电性，可以提供巨大的空间，足以容纳FeS2在循环过程中的体积膨胀，提高循环稳定性。所以，FeS2/CC在200 mA g?1以及500 mA g?1的电流密度下分别循环100圈以及250圈后仍然可以维持着1376.5 mAh g?1和1345.5 mAh g?1的可逆容量，同时还具有优异的倍率容量，在2 A g?1的电流密度下其放电容量维持在750.6 mAh g?1。

采用磁控溅射技术对碳纳米管膜进行表面金属化处理,制备了导电性能优异的碳纳米管/金属复合薄膜,其电导率为纯碳纳米管膜的10倍(碳纳米管膜电导率为300 S·cm-1)。以这种复合薄膜为集流体组装的柔性锂离子电池,具有比以纯碳纳米管膜作为集流体更优异的倍率性能(5 C倍率下比容量仍可保持132.6 mAh·g-1)、大倍率循环性能(5 C倍率200圈循环后仍具有74.4%的容量保持率)和更大的输出电流(0.4 A)。

先用直流(DC)电弧法制备TiH1.924纳米粉作为前驱体，再用固-气相反应制备了片状结构的TiS3纳米粉体。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱分析和性能测试等手段对其表征，研究了TiS3纳米片的结构和将其用作负极的锂离子电池的性能。结果表明：TiS3纳米片具有特殊的片状结构，其厚度约为35 nm。将TiS3纳米片用作负极的锂离子电池具有良好的电化学性能，在500 mA/g电流密度下循环300圈后其容量仍保持在430 mAh/g。以5 A/g的大电流密度放电其比容量为240 mAh/g，电流密度恢复到100 mA/g其放电比容量稳定在500 mAh/g。TiS3良好的倍率性能，源于其特殊的纳米片状结构。这种单层片状结构，能较好地适应电极材料在大电流密度多次放电/充电过程中产生的应变引起的体积变化，使其免于粉碎。

先采用高压静电纺丝技术制备二氧化钛/聚酰胺酸(TiO2/PAA)复合纤维膜，然后对其进行热亚胺化处理制备出二氧化钛/聚酰亚胺(TiO2/PI)复合纤维隔膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、热失重分析仪和电化学工作站测试了TiO2/PI复合纤维隔膜的基本性能和电化学性能，结果表明：隔膜具有明显的三维网状结构，与未改性的纯PI隔膜相比，改性后TiO2/PI复合纤维隔膜的拉伸强度、孔隙率和吸液率分别提高到16.74 MPa、77.5%和550%；其热收缩性能较好，整体电化学性能优异。制备的LiFePO4(磷酸铁锂正极)/TiO2/PI/C(石墨负极)电池具有优异的循环稳定性和高放电容量，在1 C条件下进行100个循环后，其库伦效率在25℃和120℃高达96.7%和90.7%。

本文以磷酸铁锂/石墨体系26700圆柱锂离子电池为研究对象，通过使用伪二维电化学热模型进行建模，分别模拟0.5C以及1C两种不同倍率的充电策略。结果表明：模型输出结果与电池测试结果基本吻合，且在0.5C和1C恒流充电条件下，电池绝热温升实测数据与模型模拟结果基本一致。在1C充电过程中，负极因极化产生的不可逆热为主要热源，随着充电电流增加，负极过电位同步增加；而正极因锂脱嵌产生熵变，反应为吸热过程，在充电2500~3000 s期间，吸热热功率与放热热功率持平，电池温度曲线呈现平台形态。