复合材料LiFePO4／C的制备及电性能研究

以柠檬酸为碳掺杂剂,通过高温固相反应于不同煅烧温度(500℃～800℃)下合成LiFePO4/C锂离子电池复合正极材料,X-射线衍射和恒电流充放电等测试表明:通过碳掺杂可有效地提高磷酸铁锂的电性能.在700℃下煅烧所得样品具有最高放电比容量,以0.2C倍率充放电,首次放电比容量为138.6mAh/g,以2.0C倍率放电,其放电比容量为117.2mAh/g.且该复合材料的循环性能好.     

VC—Li2 CO3电解液添加剂对锂离子电池TMP基阻燃电解液电化学性能的影响

以磷酸三甲酯(TMP)为阻燃添加剂制备了4种锂离子电池电解液1mol·L-1LiPF6(1-y%)(ECn-DMC1.0-EMC1.0)-y%TMP((n,Y)=(1,44%),(1.5,39%),(2,35%),(1.0,0%)).考察了碳酸亚乙烯酯--碳酸锂添加剂对采用磷酸三甲酯阻燃添加刑的电解液的石墨负极与LiCoO2正极电化学性能的影响.结果表明,制备的1mol·L-1LiPF661%(EC1.5-DMC1.0-EMC1.0)-39%TMP-4%VC-0.05 mol·L-1CO3电解液具有较好的综合电化学性能,VC-Li2CO3添加剂有效抑制了TMP在碳电极的分解和共嵌入行为.采用这种电解液制备的Li/graphite电池的首次放电比容量为336.5 mAh·g-1、以0.1C倍率循环20次的放电比容量为334.5 mAh·g-1,制备的Li/LiCoO2电池的首次放电比容量为145.2 mAh·g-1、以0.1 C倍率循环20次的放电比容量为136.5 mAh·g-1.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备及其电化学性能研究

以Li NO₃、Ni（CH₃COO）₂·6H₂O、Co（NO₃）₂·6H₂O、Mn（CH₃COO）₂·4H₂O为原料,通过低温燃烧法在空气中合成锂离子电池正极材料Li Ni_<sup>1/3Co_<sup>1/3Mn_<sup>1/3O₂。运用热重分析、X-射线衍射（XRD）、电化学测试现代分析技术对材料煅烧过程的物相结构与电化学性能进行研究,考察柠檬酸与金属离子的比例对Li Ni_<sup>1/3Co_<sup>1/3Mn_<sup>1/3O₂煅烧过程和物相结构的影响,同时探究不同煅烧温度对其物相结构和电化学影响规律。实验结果表明,柠檬酸与金属离子比例为1:3,煅烧温度为900℃制备的Li Ni^1/3Co^1/3Mn^1/3O₂材料具有良好的晶体结构和较好的综合电化学性能。充放电过程中,其首次放电比容量为153.67 m Ah/g（0.2 C放电,1 C=160 m Ah/g）,在0.5 C/0.5 C经过30次循环后容量保持率为90.60%。在2 C大电流放电之后的比容量为101.45 m Ah/g,2 C/0.2 C的容量保持率为66.02%,具有良好的倍率性能。     

Ml1一xMmx(Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3)充放电性能的研究

通过对已活化的Ml1-xMmx(Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3)(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)合金进行30次大电流充放电循环并测试循环后的放电容量来研究Ml Mm比例及粘接剂对其充放电性能的影响.结果表明MlMm比例和及粘接剂对合金充放电性能有显著影响.按充放电制度300 mAh/g×1.2 h,放电截止电位为-0.60 V(vs.Hg/HgO)进行30个循环后,Ml0.7Mm0.3(Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.)对应的合金容量衰减最少,放电容量平台的平均值最高,其C1/Cmax值为72.98%(Cmax最大放电容量C1 30次循环后的放电容量),放电容量平台的平均值为80.55 mAh/g.使用PVA做粘接剂相比CMC做粘接剂,合金的高倍率充放电性能循环稳定性要好.     

锂离子电池电极材料的研究

铁的氧化物(Fe2O3、Fe3O4)由于具有较高的理论比容量、比较廉价和对环境污染少等优点,所以用于锂离子电池负极材料进行研究.为了解决铁的氧化物导电性能较差和在充放电过程中体积变化较大,用作负极时出现很差的循环性能和倍率性能等问题,本文综述通过将不同种类的碳材料与铁的氧化物进行复合及制备特殊形貌结构的铁的氧化物,目的是寻求此类高能密度正极材料,并研讨其改性方案;实验上运用电化学阻抗谱技术,研讨电池电极动力学工作过程并分析其电极界面的性能,寻求此类电极的容量衰减的机理.     

LiMnO_2优化三元锂离子方形电池的性能研究

三元正极材料(NMC=Ni,Mn,Co)与LiMnO_2混合优化后,制备了额定容量为17. 1 A·h的方形三元锂离子电池,并对其进行了标准充放电、倍率、高低温、不同工况及老化测试。结果表明:该电池充放电平台比未经LiMnO_2优化的电池高0. 11 V,表现出优异的大倍率和高低温性能,在GB/T31484及新欧洲应力测试工况(DST)下均有良好的使用性及动态特性,并且在老化试验中展现出长的循环寿命和良好的放电平台保持特性; 1/3C倍率放电中压为3. 76 V,明显高于纯相NMC材料(3. 65 V); 0. 9 C及1. 8 C倍率下的放电容量分别为0. 3C倍率下放电容量的99. 3%及98%;在40℃及-20℃下的放电容量分别为25℃下的89. 7%及101. 0%; 1 C倍率下经过500次循环放电容量保持率高于92%。     

氮掺杂碗状空心碳微球的制备及其 在超级电容器中的应用

针对碳电极材料存在比电容小、能量密度低的问题,采用异质成核合成路径制备了新型的碗状 空心碳微球,进一步以尿素为氮源,通过水热法制备了高性能氮掺杂碗状空心碳微球。采用X射线衍射仪 、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、傅立叶红外光谱仪和X射线光电子能谱分析仪对碗状空心碳微球和氮 掺杂碗状空心碳微球的形貌及结构进行表征,并分析了氮掺杂对碗状空心碳微球的电化学性能。实验结 果表明：氮掺杂对碗状空心碳微球的电化学性能有显著的改善,在1 A/g的电流密度下,氮掺杂碗状空心 碳微球的比电容（235.5 F/g）远高于碗状空心碳微球的比电容（121.0 F/g）,此外,氮掺杂碗状空心 碳微球在3 A/g的电流密度下循环5 000次后,其比电容保持率为78.3 %。     

掺钴锰酸锂的合成及在水系电解液中的赝电容性能

采用尿素辅助溶胶凝胶法合成了尖晶石型掺钴锰酸锂(LiMn2-xCoxO4,0≤x≤0.3)纳米颗粒.以LiMn2-x CozO4电极为正极,活性炭(AC)电极为负极,在1 mol·L-1Li2SO4水系电解液中组装成模拟非对称超级电容器AC/LiMn2-xCoxO4,通过循环伏安和恒流充放电法研究其赝电容性能.电化学测试结果表明,随着钴掺杂量的增加,AC/LiMn2-zCoxO4电容器的比电容呈下降趋势,但循环性能得到改善;其中AC/LiMn1.9Co0.1O4电容器展现出较大的比电容和较好的循环性能.在Li2SO4水系电解液中,当工作电压为(0-1.4)V、电流密度为100 mA·g-1时,AC/LiMn1.9Co0.1O4电容器的初始比电容为42.6 F·g-1;经1 000次循环后比电容为40.8 F·g-1,比电容保持率为95.8%.     

基于射频磁控溅射技术高容量硅负极薄膜材料可控制备研究

硅基薄膜材料由于具有较高比容量、较好的循环寿命等优势而备受关注.本文采用射频磁控溅射方法在不同功率下制备了锂离子电池Si薄膜负极材料.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)、EDS等手段进行了物理表征,并采用恒流充放电性能测试、循环伏安测试(CV)等手段研究了射频溅射功率对硅负极薄膜材料的电化学性能影响.研究结果表明在溅射时间为5 min的条件下,当溅射功率为120 W时,Si薄膜的综合电化学性能是最优的,其首周充电比容量达到3595 mAh/g,循环150周后容量仍然高达2768 mAh/g,显示出了良好的循环性能,同时也表现出较好的倍率性能.     

线性羧酸酯对锰酸锂-石墨电池低温性能的影响

以线性羧酸酯EA、EP和EB分别替代工业用1.0 mol/L LiPF6 EC/EMC/DMC(1：1：1,质量比)电解液中的DMC,配制了1.0 mol/L LiPF6 EC/EMC/EA (1：1：2,质量比)、1.0 mol/L LiPF6 EC/EMC/EP (1：1：2,质量比)和1.0 mol/L LiPF6 EC/EMC/EB (1：1：2,质量比)3种包含线性羧酸酯的电解液,采用18650全电池研究线性羧酸酯作为电解液溶剂组元对锰酸锂?石墨电池低温性能的影响。结果表明,采用3种包含线性羧酸酯的电解液,电池在?20°C、5C倍率下放电容量保持率均大于93%,而采用工业用电解液时,电池无法在?20°C、5C倍率下放电。电化学阻抗谱分析表明,在低温下电池放电容量和放电能量衰减的主要原因是电荷转移阻抗随温度的降低而增大。在3种含线性羧酸酯的电解液中,使用1.0 mol/L LiPF6 EC/EMC/EA (1：1：2,质量比)电解液的电池因具有最低的电荷转移阻抗,表现出最好的电化学性能,在?40°C下放电容量保持率大于90%,在?60°C下放电容量保持率大于44.41%。     

锂离子电池石墨烯负极材料的制备与电化学性能

以天然石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨烯,在硼氢化钠为还原剂制备石墨烯材料.采用XRD、电化学阻抗谱技术(EIS)、电化学充放电测试和红外分析等方法表征了石墨烯的结构和电化学性能.结果表明,石墨烯首次放电容量为866.4 mAh g-1,首次充电容量为305.2 mAh g-1,库仑效率为35.2％.     

稀土贮氢合金Ml1-xMmx(Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3)活化性能的研究

研究了M11-xMmx(Ni3．55Co0．75Mn0．4Al0．3)贮氢合金中Ml:Mm比例对其活化性能的影响，以及使用不同粘结剂对合金的活化性能和放电容量的影响．结果表明：Ml:Mm比例及不同的粘结剂对合金活化性能有显著影响．按充放电电流均为60mAh／g，充电时间为7．5h，放电终止电位为-0．60V(vs．Hg／HgO)的充放电制度活化时，M11-xMmx(Ni3．55Co0．75Mn0．4Al0．3)对应的合金具有最好的活化性能和最高的放电容量．用PVA作粘结剂，该合金只需4个循环即可活化，最高放电容量为329．7mAh／g．与用PVA作粘结剂相比，以CMC为粘结剂时，各组分合金的活化性能明显变差(经过了10个循环周期，合金仍未完全活化)．     

单掺杂氧化铈基陶瓷材料的制备和性能

中温固体氧化物燃料电池实用化的关键在于电解质材料性能的提升,本文采用自蔓延燃烧法制备了Gd3+掺杂CeO2的Ce0.9 Gd0.1 O2-δ陶瓷粉体材料.对Ce0.9 Gd0.1 O2-δ粉末在经过1300℃烧结8h后形成的陶瓷片,进行了X射线衍射、扫描电镜和电化学阻抗谱测试,以表征其微观结构、形貌和电性能等方面.实验结果表明,经过高温烧结后的陶瓷片依旧呈现立方萤石结构且具有较高的离子电导率.     

低热固相反应法制备铝锰复合掺杂氢氧化镍

本文以低热固相反应法制备了铝锰复合掺杂的α—M（OH）2，电化学性能测试表明：与工业化的球形氢氧化镍电极材料相比，低热固相反应法合成的电极材料有较高的还原峰电位，较高的放电平台和更大的放电容量．     

Ni2CoS4/还原氧化石墨烯/多孔还原氧化石墨烯的制备及其在超级电容器中的应用

采用水热法制备Ni2CoS4活性材料,通过物理过程和水热反应将其与氧化石墨烯（GO）、水热多 孔氧化石墨烯（HHGO）复合得到Ni2CoS4/还原氧化石墨烯/多孔还原氧化石墨烯（Ni2CoS4/RGO/HRGO）复 合电极材料。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、循环伏安测试、恒流充放电测试和交 流阻抗测试等,对复合材料的形貌结构、电化学性能进行了表征。研究结果表明：在1 A/g的电流密度下 ,其比电容为1 684 F/g,在5 A/g的电流密度下循环2 000次后,其比电容保持率为91.8%。 Ni2CoS4/RGO/HRGO优良的电化学行为归因于这种复合结构使电解液对电极材料的润湿程度提高,进而提 高了离子和电荷的传输速率,同时也缓解石墨烯、Ni2CoS4的团聚和循环过程中的体积变化。因此, Ni2CoS4/RGO/HRGO是一种有良好应用前景的高性能超级电容器电极材料。     

Fe3O4@TiO2壳核结构微球的制备及其光催化性能

以水热法合成的Fe3O4为磁载体,合成了Fe3O4@TiO2磁性光催化剂。使用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱(UV-vis)等对样品进行分析表征。透射电子显微镜观察表明,TiO2均匀地包覆在纳米Fe3O4颗粒表面,形成核壳结构。以Fe3O4@TiO2为光催化剂,降解亚甲基蓝(MB)水溶液,分析了Fe3O4@TiO2的光催化性能,结果表明:紫外光照射下,MB水溶液在15min后降解率约为93%,Fe3O4@TiO2重复利用5次后,MB的降解率仍能达到87%。     

二次电池正极材料MgMnSiO_4的制备及电化学性能研究

本文以KCl、LiCl、MgO、MnCO_3和SiO_2为原料,通过熔盐法制备前驱体,分别在450℃和550℃热处理,成功制备出二次电池正极材料MgMnSiO_4.分别采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对其微观组织、结构进行表征,结果显示:450℃制备的硅酸锰镁纯度最高,晶体形貌更为均匀.利用循环伏安法对二次电池的电化学性能进行检测,在第14次循环的放电容量可达8mAhg~(-1),稳定放电电压达1.8V,内阻在几十到一百欧姆之间.     

锂离子二次电池正极材料尖晶石型LiMn_2O_4的研究进展

近年来,锂离子电池因其优异的特性,发展十分迅速。锂离子电池的优异性能与电池的材料选择,材料的制备工艺等密切相关。正极材料LiMn2O4是近几年锂离子电池研究的热点,但其在循环过程中的容量衰减是制约锂离子电池商品化的关键。本文介绍了不同正极材料的结构、电化学性能、研究现状,侧重于阐述控制锂离子电池循环过程中可逆嵌锂容量和稳定性的嵌锂电极材料的结构性质。     

Fe3O4负载纳米TiO2的微乳液法制备与表征

采用油酸/正丁醇/NaOH溶液制备了Fe3O4负载纳米TiO2.用微乳体系制备出纳米二氧化钛前驱体,然后由表面活性剂稳定和保护的纳米粒子在氢键吸附等作用力下包覆于Fe3O4载体的表面.用热重-差热分析、扫描电镜(SEM)、红外光谱法和X-射线衍射(XRD)对其结构进行分析.SEM和XRD的结果表明,所制得TiO2粒子为锐钛矿晶型,粒径为15 nm左右,呈球形分布于Fe3O4表面.用分光光度法测得TiO2的包覆率为34.2%.     

锂离子电池硅/石墨/蔗糖碳复合负极材料的制备和电化学性能

以纳米硅(Si)、天然石墨(NG)和蔗糖为前驱体通过球磨和裂解制备了具有壳核结构的碳硅复合材料(Si/NG/DC).用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了复合材料的组成和形貌结构.恒电流充放电测试表明,Si/NG/DC复合材料表现出较好的电化学性能,它的最高可逆容量达730 mA·h·g-1,在测试的45个循环中,从第二个循环开始,容量没有出现明显衰退.交流阻抗(EIS)测试表明,Si/NG/DC导电性的提高和电极结构在循环过程中的稳定性是其电化学性能改善的因为.