合成方法对NiOOH电化学性能的影响

分别采用4种方法合成了羟基氧化镍(NiOOH),应用恒流充放电、循环伏安测试以及线性极化等方法对样品的电化学性能进行了研究,并对样品进行滴定实验,以测试其中Ni3 的含量。研究结果表明,利用球形Ni(OH)2直接氧化法、NaClO为氧化剂制备的NiOOH样品电化学性能较好,所获得的NiOOH样品其首次放电比容量可达167mAh·g-1,NiOOH含量和Ni3 /Ni值分别为86.04%,89.67%。     

不同相结构NiOOH的制备及其物理化学性能

为了提高碱性电池的大功率放电性能,采用次氯酸钠氧化法制备了碱性电池正极活性材料NiOOH,并应用XRD、IR、TG以及恒流充放电等方法对样品的物理性质和电化学性能进行了表征。XRD和IR的测试结果显示,以b-Ni(OH)2和a-Ni(OH)2为前驱物,采用次氯酸钠氧化法制备的样品分别为b-NiOOH和g-NiOOH。热重分析结果说明,g-NiOOH具有较高的热分解温度,其热稳定性高于b-NiOOH。电化学测试则表明,NiOOH样品表现出优越的大功率放电性能,其放电曲线平坦,大电流放电容量相对较高,其放电电位也远高于MnO2样品。b-NiOOH和g-NiOOH均具有良好的可充性和电化学循环稳定性,但b-NiOOH的首次放电性能优于g-NiOOH。NiOOH样品适于用作高功率一次碱性电池和高性能碱性镍基蓄电池的正极活性材料。     

化学改性MnO2纳米粉体的固相合成及性能

通过固相反应制备了单掺Pb、单掺Bi化学修饰MnO2 以及掺Pb和Bi化学修饰MnO2 纳米粉体样品。X射线衍射、透射电镜测试结果表明。所得样品主要为 β MnO2 ,粒径在 3 0～ 5 0nm之间。循环伏安以及循环充放电测试结果表明Pb、Bi的掺入改变了MnO2 的充放电机理。在其循环充放电过程中 ,掺杂物与MnO2 形成了一系列MnyPbx(y =4 ,3 ,2 ;x =0 ,2 )以及MnyBiz(y =4 ,3 ,2 ;z =0 ,3 )复合物 ,其共氧化与共还原抑制了电化学惰性物质Mn3 O4的生成和积累 ,使得改性MnO2 的放电容量及循环寿命得到了一定程度的改善     

锂离子电池碳负极材料交换电流密度的研究

采用线性扫描伏安法研究了各种石墨(碳)电极的动力学性能,结果表明,随着电极嵌锂程度的增加,其交换电流密度(i0)增大。热解炭的交换电流密度较小,轴定向结构的石墨化碳纤维GCF的反应活性有所提高,改性天然石墨SMG表现出最大的交换电流密度。交换电流密度主要取决于碳材料表面碳原子含量及其电化学活性,表面碳原子含量较高、活性增强时,碳材料的交换电流密度较高。     

β-NiOOH的研究(Ⅱ)电极充放电反应机理

以 β Ni(OH) 2 为原料采用温和化学氧化法合成 β NiOOH ,利用交流阻抗技术、恒电位阶跃技术和循环伏安技术对合成产物的电极反应机理进行了研究 ,认为 β NiOOH还原过程中含有一吸附过程 ,而 β Ni(OH) 2 氧化过程中不含有吸附过程 ,且反应 β NiOOHβ Ni(OH ) 2 为一准可逆反应过程。利用恒电位阶跃技术测定了模拟电极的质子扩散系数 ,充电态 β NiOOH中质子扩散系数为 3 .2× 10 -9cm2 ·s-1,而放电态 β Ni(OH ) 2 中质子扩散系数为 1.4× 10 -12cm2 ·s-1。     

球型氢氧化镍表面包覆CoOOH的研究

使用H2 O2 在碱性环境中 (pH =9～ 10 )氧化二价钴盐 ,在球型氢氧化镍表面均匀地生成一层CoOOH导电层。用表面包覆CoOOH的球型氢氧化镍与直接添加CoO或CoOOH的球型氢氧化镍作对比 ,分别作为电极粉末填涂进泡沫镍基体中制成电极 ,通过充放电性能测试 ,发现表面包覆CoOOH的球型氢氧化镍电极活化较快 ,充电电位较低 ,放电电位较高 ,放电容量较高。另外采用粉末微电极循环伏安实验研究了表面包覆CoOOH的球型氢氧化镍和直接添加CoO的球型氢氧化镍的电化学性能 ,发现表面包覆CoOOH的球型氢氧化镍电极 β Ni(OH) 2 向 β NiOOH转变更加容易 ,因而具有较高的充电效率。     

陈化时间对纳米Ni（OH）2制备及性能的影响

陈化时间对于产物的粒径尺寸以及电化学性能影响很大。研究了陈化时间对β型纳米Ni（OH）2的制备及电化学性能的影响。结果表明：陈化时间5h的产品振实密度最小;XRD分析产品具有β晶型,且由于（001）峰的宽化导致其具有更高的活性;TEM照片中可以看出,产品的形貌为针状,长100～200nm,直径在10-20nm。电化学性能测试结果表明,陈化时间5h的样品具有最高的放电容量,达253mAh／g。     

LiFexMn2-xO4材料的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiFexMn2-xO4（X=0,0．05,0．1,0．2）正极材料。XRD测试结果表明该样品具有良好的尖晶石结构。电化学性能测试的结果表明掺杂后的材料均具有较好的循环稳定性。当掺Fe量为0．05时,首次放电比容量为104．37mAh／g,50次循环后比容量还有96．73mAh／g,容量衰减率仅为7．7％。     

高温固相法制备LiVxMn2-xO4/C及其电化学性能

采用高温固相法合成了LiVx Mn2-x O4／C正极材料,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及充放电测试考察了产物的晶体结构、微观形貌以及电化学性能。实验结果表明：合成样品的颗粒大小较均匀,同时具有最佳的电化学性能,-30℃放电容量可达到额定容量的79．3%,4．8V过充循环10次后,模拟电池的容量保持率为94．8％。     

多孔球形LiFePO_4/C复合材料的形成机制

采用喷雾干燥法在合适的浓度下合成了多孔球形的LiFePO_4/C颗粒,并着重对多孔性的形成机制进行了分析。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、恒电流充放电测试和电化学阻抗对样品进行了结构表征、形貌观察和电化学性能测试等。结果表明:各组样品均由细小的初级颗粒堆积而成,但随着热处理时间的延长,初级颗粒逐渐长大,样品的孔隙逐渐减少。当热处理时间为2 h时,样品颗粒出现了大量的孔隙。通过电化学测试该样品具有较大的锂离子扩散系数,并且具有较高的首次放电容量以及良好的稳定性。     

温度对铅蓄电池的影响

介绍了铅蓄电池放电容量和接受充电能力与温度之间的关系。着重从动力学方面分析了低温性能下降的原因。理论计算表明,从25℃到-20℃,负极电化学过程的交换电流密度下降2～3个数量级,极限扩散电流密度下降1～2个数量级。因此,在采取措施克服浓差极化的同时,有必要注意低温下的电化学极化问题。     

微波处理对Ni(OH)2性能的影响

采用微波特殊加热技术 ,首次对不同镍盐制得的球形Ni(OH) 2 材料进行了热处理研究 ,恒电流充放电测试结果表明 ,处理后材料的电化学比容量较未处理的提高 5 %～ 9%左右 ,充放电平台也明显提高。XRD与SEM测量结果揭示了该方法显著改善材料性能的原因 ,发现处理样品的C轴明显大于未处理样品 ,并且 (0 0 1)晶面和 (10 1)晶面的衍射峰也有显著宽化作用 ,同时表面有明显枝晶出现。循环伏安测试进一步证明了处理样品的电化学可逆性     

纳米MnO2的制备及在超大容量电容器中的应用

利用KMnO4在碱性条件下氧化MnSO4制得纳米MnO4,用X射线衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM )、循环伏安、恒流充放电等测试手段对样品的性能进行研究。结果表明 ,样品部分为纤维状MnO2 ,平均直径约为 40nm ;用这种高电化学活性的纳米MnO2 制成电化学电容器的电极 ,在 0 .5mol/LNa2 SO4溶液中 ,0～ 0 .85V饱和甘汞电极 (SCE)的电位范围内 ,比容量可达 177.5F/g。同时还研究了导电剂对电极性能的影响。     

La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05电化学性能储氢合金结构及

为改善无钴AB,储氢合金La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05的循环性能,采用XRD、SEM等分析方法以及恒电流充放电等电化学测试技术,研究了系列La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05（x=0-0．3）合金的结构和电化学储氢性能。结果表明：制备的合金为单一的CaCu,结构,随着Pr替代La含量的增加,晶胞的口轴、C轴和晶胞体积均逐渐减小,c／a值逐渐增大。相应合金的放电容量有所降低,但合金电极的循环稳定性和高倍率放电性能得到明显改善。100个循环后的容量保持率S100分别为47．28％（x=0）、48．22％（乒0．1）、50．79％（x=0．2）和54．47％（x=0.3）。在放电电流为1800mA／g的条件下,合金电极的高倍率性能45．13％（x=0）升高到56．19％（x=0．3）。合金电极的交换电流密度厶随Pr含量的增加而逐渐增大,而合金电极的氢扩散系数DH没有明显变化。     

正极材料Li2+3xFe2(PO4)2+x/C的固相法合成

用固相法合成了非化学计量比正极材料Li2+3xFe2(PO4)2+x/C(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40及1.00).电化学测试结果表明:x =0.05时的样品Li2.15 Fe2 (PO4)2.05/C具有较好的电化学性能,0.1C放电的比容量为158.7 mAh/g;经过65次不同电流的循...     

正庚醛缩对苯二胺双席夫碱对储氢合金的影响

为了改善AB3型储氢合金的电化学性能,添加正庚醛缩对苯二胺双席夫碱到合金中,并通过红外光谱、紫外光谱、X-粉末衍射仪和扫描电子显微镜技术加以表征。电化学测试表明:添加少量的席夫碱,合金电极最大放电容量有所降低,但是放电容量保持率(C_(50)/C_(max))可由原始的63%提高至79%(添加2%席夫碱),交换电流密度和极限电流密度都有大幅度的提升。     

LiNi0.8—xCo0.2AlxO2的合成及性能研究

以硝酸盐为原料，用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料LiNi0.8-xCo0.2Al2O2（x=0．01，0.03，0．05，0．07），采用XRD、SEM和电化学测试等方法对材料的物理化学性质以及电化学性能进行表征。结果表明，经过Al掺杂后，材料具有较高的初始放电比容量和容量保持率。在750~C下合成的LiNi0.77Co0．2Ai0．0302在3.0～4．2V，以0．2C恒电流充放电测试，其首次放电容量为164、9mAh／g，经过50次充放电循环后放电容量为149．5mAh／g，可逆容量的保持率为90．66％。     

掺杂Eu对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构及电化学性能的影响

采用草酸盐共沉淀法合成了掺杂Eu的锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Eu_xO_2(x=0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%)。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征。通过LAND CT2001A电池测试系统对所制得样品进行电化学性能测试。结果表明:掺杂Eu后的样品都具有典型的a-NaFeO_2的特征层状结构,且晶型良好。掺杂量x=0.4%的样品粒径均匀,约为0.4～1 mm,团聚现象较少。充放电测试证实该样品在0.7 C下首次放电比容量为116.3 mAh/g,50次循环后放电比容量为114.1 mAh/g,容量保持率为98.12%,高于未掺杂样品的88.36%。     

化学处理对多壁碳纳米管电化学储锂性能的影响

为了提高多壁碳纳米管(MWNTs)的电化学储锂性能,对MWNTs采用如下方法处理:混酸浸泡(H2SO4/HNO3)→高温处理→Li2CO3溶液浸泡,将所得样品和原始样品进行结构及电化学性能测试。结果表明,经处理的MWNTs样品的准石墨层间距增大,表面产生羰基等官能团,电化学储锂容量比原始样品提高约45%～85%。通过微分容量曲线对原始和处理后的样品进行机理分析,可以看出处理过的样品其电化学嵌脱锂的电压峰值之间的差值较未处理的样品小,说明锂离子在该样品中脱出所受到的阻力减小。     

高温固相法合成LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2及其结构性能研究

采用高温固相法合成了层状LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及恒电流充放电测试,研究了LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2材料的结构、形貌以及电化学性能。实验结果表明950℃7 h合成的样品具有最好的电化学性能,在0.1 C时2.5～4.3 V间,其首次充放电比容量分别为166.3 mAh/g和150 mAh/g,循环10周容量保持96%;XRD精修结果表明Li层中只有1.1%的位置被Ni所占据。