湿浸渍法合成LiMnBO_3/C复合材料及其电化学性能（英文）

以三维网络结构的科琴黑(KB)为模板和导电骨架,采用湿浸渍法合成了六方结构的LiMnBO_3/C复合材料。用X射线衍射、扫描电镜和氮吸附等测试技术分别对样品的微观结构、形貌和比表面积进行了表征。用恒流充放电和循环伏安对复合材料的电化学性能进行了研究。当LiMnBO_3/C复合材料以C/20倍率进行锂离子脱嵌性能测试时,30周循环后放电容量保持率为87.4%,表现出优良的循环稳定性。当电流从C/20、C/10增至C/5时,复合材料的首次放电比容量依次为138.8、124.5和100.5 m Ah·g~(-1),表明复合材料具有良好的倍率性能。     

微波合成的六方LiMnBO_3及其碳包覆材料的结构特点及电化学性能（英文）

采用微波合成法制备了LiMnBO3及其碳包覆材料LiMnBO3/C。考察了烧结温度和配料比对LiMnBO3结构的影响。利用XRD、SEM、HR-TEM对材料的结构和形貌进行了表征。通过恒电流充/放电性能及交流阻抗测试研究了材料的电化学性能。结果表明,实验所得LiMnBO3具有六方晶体结构(即制得h-LiMnBO3)。750℃烧结温度下,反应25 min,且nLi:nB:nMn=1:1:1时,材料结晶较为完善、晶粒细小、形貌规整。碳包覆后材料充/放电性能及电导率均有提高。LiMnBO3/C的初次放电比容量达到50.3 mAh/g。     

Structural Feature and Electrochemical Performance of h-LiMnBO3 and Its Carbon Coated Material Prepared by Microwave Synthesis

采用微波合成法制备了LiMnBO3及其碳包覆材料LiMnBO3/C。考察了烧结温度和配料比对LiMnBO3结构的影响。利用XRD、SEM、HR-TEM对材料的结构和形貌进行了表征。通过恒电流充/放电性能及交流阻抗测试研究了材料的电化学性能。结果表明,实验所得LiMnBO3具有六方晶体结构(即制得h-LiMnBO3)。750℃烧结温度下,反应25 min,且nLi:nB:nMn=1:1:1时,材料结晶较为完善、晶粒细小、形貌规整。碳包覆后材料充/放电性能及电导率均有提高。LiMnBO3/C的初次放电比容量达到50.3 mAh/g。     

以抗坏血酸为碳源微波合成LiFePO4/C及电化学性能

以抗坏血酸(VC)为碳源微波加热合成了LiFePO4/C复合材料.采用X射线衍射、扫描电镜、电导率测试和恒流充放电等方法对材料的结构、形貌、电导率及电化学性能进行表征,考察了VC加入量对所合成材料电化学性能的影响.结果表明:VC能有效抑制Fe2+的氧化;当添加VC为10wt％,微波功率为640W,加热8min时,得到的LiFePO4/C材料电化学性能最优;放电倍率为0.2C和2C时首次放电比容量分别为137、97 mAh/g,10次循环后容量保持率分别达95％和81％.     

非水体系中钒酸锂/聚吡咯复合正极材料的制备及性能研究

采用乙醇作为介质,FeCl₃为氧化剂,对甲苯磺酸钠为掺杂剂,通过吡咯单体在钒酸锂表面的氧化聚合制备出了钒酸锂/聚吡咯(LiV₃O₈/PPy)复合材料。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对复合材料的结构与形貌进行表征。用恒流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等研究了聚吡咯包覆量对材料电化学性能的影响。结果表明：在钒酸锂表面均匀地包覆了一层厚度约10nm的聚吡咯,但并没有改变钒酸锂的晶型结构。当聚吡咯包覆量为6% 时,复合材料的电化学性能最好,在0.1C充放电倍率下,首次放电比容量为274mAh/g,循环100次后样品的放电比容量为239.4mAh/g,容量保持率为87.4%,而未包覆PPy的LiV₃O₈,其首次放电比容量为227.4mAh/g,循环100次后样品的放电比容量为160.1mAh/g,容量保持率仅为70.4%。LiV₃O₈/PPy复合正极材料的电化学性能得到了明显提高。     

水热法合成尖晶石型Li4Ti5O12及其电化学性能

以钛酸丁酯和乙酸锂为原料、三乙醇胺为结构导向剂,通过水热法合成前驱物,然后采用固相烧结制备Li4Ti5O12,探讨不同的钛锂比和煅烧温度对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响,并通过XRD、SEM、恒电流充放电和循环伏安测试对其进行表征.结果表明:当钛和锂的摩尔比为1:0.82、煅烧温度为800 ℃时,制备得到平均粒径为200 nm的纯相尖晶石型Li4Ti5O12,并具有良好的电化学性能;在0.1C倍率下,其首次放电比容量高达到181.7 mA-h/g,经过50次循环后放电比容量仍有151.5 mA-h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量仅为6 μA-h/g;当电流倍率增大到2.0C时,其首次放电比容量仍然保持135 mA-h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量为0.48 mA-h/g.     

复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料的制备与电化学性能研究

以超声波辅助沉淀法合成的纳米级球形FePO4·2H2O为原料,采用碳热还原法制备了复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试,循环伏安和交流阻抗测试表征了FePO4·2H2O和LiFePO4/C的物相、结构和电化学性能。结果表明,溶液浓度为0.1 mol/L时制备的FePO4·2H2O为分布均匀的纳米级球形颗粒。复合金属掺杂显著提高了LiFePO4的放电比容量,Ni和Nb复合掺杂的LiFePO4/C复合材料表现出了最佳的电化学性能,0.1 C倍率条件下首次放电容量158.8 mAh/g,1 C倍率下首次放电容量150.2 mAh/g,100次循环后容量保持率分别为98.30%和97.8%。Ni和Nb复合掺杂后提高了LiFePO4的锂离子扩散速率和电导率。     

真空高温固相法合成LiFePO_4/C纳米复合材料

以可溶性锂盐、铁盐及有机碳源为原料,通过真空高温固相合成法,同时得到两种LiFePO4/C纳米复合材料(分别来源于直接固相合成和气相沉积)。采用XRD、SEM、TEM及电化学工作站对复合材料的结构及电化学性能进行分析和研究。结果表明:来源于气相沉积的LiFePO4/C复合材料具有良好的结构和电化学性能,LiFePO4颗粒大小为50~200nm,碳膜的厚度为5~10nm;在0.05C倍率下放电比容量为170mA·h/g,接近LiFePO4材料的理论比容量;以1C、2C、5C倍率放电,放电容量分别是理论容量的83%、77%、62%;1C倍率下进行充放电循环50次后,容量衰减只有0.27%,表明材料具有良好的倍率放电性能和循环性能。     

Li4Ti5O12/石墨复合材料的湿法制备与表征

以醋酸锂、钛酸丁酯和石墨为原料,无水乙醇为溶剂,采用湿法制备Li4Ti5O12/石墨复合材料.采用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和电化学测试对合成产物进行表征.结果表明:600 ℃氩气气氛中煅烧6 h可制得含碳量5%左右的Li4Ti5O12/石墨复合材料,其可逆容量达到167.1 mA·h/g;经80次循环后,0.1C放电时容量保持率为99.0%,2.0C放电时容量保持率达到105.1%.与纯Li4Ti5O12相比,Li4Ti5O12/石墨复合材料具有更好的循环性能和倍率性能,是一种优良的锂离子电池负极材料.     

尖晶石/层状异质结构xLiM_2O_4?(1-x)LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2锂离子电池正极材料的制备及电化学性能

采用原位诱导法制备得到了一系列x Li M_2O_4?(1-x)Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(M=Ni,Co,Mn;x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)尖晶石/层状异质结构复合材料。借助X射线衍射、扫描电镜、差示扫描量热仪、恒电流间歇滴定技术和恒电流充放电测试表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了研究。电化学性能结果表明:x=0.2材料的倍率性能和循环性能最佳,在2.7~4.3 V、1C下循环100次后,放电比容量为137 m A?h/g,容量保持率为93%;10C时的放电比容量为112 m A?h/g,相比于原始Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料在10C的放电比容量(95 m A?h/g)有较大提高。此外,快充慢放能力测试也证实了该材料的结构稳定,其在5C充、1C放的充放电机制下,循环100次后的放电比容量还能高达120 m A?h/g,容量保持率为87%。恒电流间歇滴定技术(GITT)的结果表明。x=0.2材料的D_(Li+)值比原始Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料的要高出一个数量级,说明尖晶石相的引入从根本上改善了材料的电化学性能。     

微乳液合成法制备锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C

利用微乳液法在温和条件下合成Li_2FeSiO_4/C的前驱体,煅烧后得到蠕虫形纳米Li_2FeSiO_4/C正极材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行表征。通过恒流充放电对材料的电化学性能进行测试。结果表明,采用此法合成的前驱体在700℃煅烧9 h得到的蠕虫形Li_2FeSiO_4/C在室温、1.5~4.8 V的电压范围内,于C/16、C/8和1C倍率下的首次放电容量分别为140.1,139和94.0 mAh/g,循环20次后的容量保有率分别为96.4%,81.2%和73.5%。该样品具有良好的循环稳定性与倍率性能。     

Preparation and characteristics of Li2FeSiO4/C composite for cathode of lithium ion batteries

A Li2FeSiO4/C composite cathode for lithium ion batteries was synthesized at 650 ℃ by solid-state reaction. The effects of carbon sources and carbon content on the properties of the Li2FeSiO4/C composites were investigated. The crystalline structure, morphology, carbon content and charge/discharge performance of Li2FeSiO4/C composites were determined by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), carbon/sulfur analyzer and electrochemical measurements. As carbon content increases in the range of 5%-20%, the amount of Fe3O4 impurity phase decreases. The SEM micrographs show that the addition of the carbon is favorable for reducing the Li2FeSiO4 grain size. Using sucrose as carbon source, the Li2FeSiO4/C composite with 14.5% carbon synthesized at 650 ℃ shows good electrochemical performance with an initial discharge capacity of 144.8 mA-h/g and a capacity retention ratio of 94.27% after 13 cycles.     

Fabrication of cobalt aluminum-layered double hydroxide nanosheets/carbon spheres composite as novel electrode material for supercapacitors

A new design route was presented to fabricate cobalt aluminum-layered double hydroxide(CoAl-LDH) thin layers which grow on carbon spheres(CSs) through a growth method. The CoAl-LDH thin layers consist of nanoflakes with a thickness of 20 nm. The galvanostatic charge–discharge test of the CoAl-LDH/CSs composite shows a great specific capacitance of 1198 F/g at 1 A/g (based on the mass of the CoAl-LDH/CSs composite) in 6 mol/L KOH solution, and the composite displays an impressive specific capacitance of 920 F/g even at a high current density of 10 A/g. Moreover, the composite remains a specific capacitance of 928 F/g after 1000 cycles at 2 A/g, and the specific capacitance retention is 84%, indicating that the composite has high specific capacitance, excellent rate capability and good cycling stability in comparison to pristine CoAl-LDH.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,并考察了烧结温度对材料结构、表面形貌和电化学性能的影响.XRD和SEM测试结果表明,900℃下烧结得到的样品是粒径在0.3～0.5 μm范围的球形粒子,具有最佳的阳离子有序度;充放电测试结果表明,其在0.1C倍率下首次放电容量达到148.8...     

Zn_2SnO_4和Zn_2Sn_(0.8)Ti_(0.2)O_4/C的制备和电化学性能(英文)

以SnCl4.5H2O、TiCl4、ZnCl2和N2H4.H2O为原料,采用水热法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4纳米粉体。在此基础上,以葡萄糖和水热合成的Zn2Sn0.8Ti0.2O4为原料,以碳热还原法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料。利用XRD、XPS、TEM、恒电流充放电等方法分别研究Zn2SnO4和Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的结构、形貌和电化学性能。同时用非原位XRD、XPS和SEM分析Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料电极在充放电过程中的结构和形貌变化。合成的纯Zn2SnO4的首次放电容量为1670.8mA.h/g,循环40次后放电容量迅速衰减为342.7mA.h/g。而Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的首次放电容量为1530.0mA.h/g,循环100次后容量还保持为479.1mA.h/g,与纯Zn2SnO4、Zn2Sn0.8Ti0.2O4和Zn2SnO4/C相比,电化学性能有较大的提高。     

固相法合成原位碳包覆LiFePO4复合正极材料及其性能

以LiH2PO4和FeC2O4.2H2O为原料,聚乙烯醇为碳源,通过机械化学活化辅助固相法合成原位碳包覆的LiFePO4材料;考察合成温度对LiFePO4/C材料晶体结构、物理和电化学性能的影响。结果表明:700℃下处理的产物结晶良好、分布均匀、颗粒细小;在最佳的热处理条件下,热解碳在LiFePO4颗粒表面形成了良好的纳米导电层,LiFePO4/C材料在0.1C、0.5C、1C和2C倍率下放电比容量分别为155.7、150.1、140.1和130 mA.h/g,且材料在0.1～2C范围内充放电都有很平稳的平台,极化小,并具有较高的高倍率(2C)放电比容量和较好的循环性能。     

前驱体体系pH值对LiFePO4/C正极材料性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/C正极材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学手段对材料进行了结构表征和性能测试.研究了其前驱体体系pH值对材料性能的影响.结果表明:当前驱体体系pH值为8.4时,LiFePO4/C正极材料具有最佳的电化学性能.在0.1C倍率下充放电,磷酸铁锂首次放电比容量为16...     

新型锂蓄电池正极复合材料的制备和电化学性能研究

采用升华硫与多壁碳纳米管在一定条件下合成了一种新型纳米含硫复合材料。通过扫描电子显微镜（SEM）和BET比表面积等分析测试手段对复合材料的物理化学性能进行表征，利用循环伏安、交流阻抗和电池充放电对材料的电化学性能进行了测试。结果表明：此复合材料表现出了很好的电化学性能，其初始放电比容量达700mAh／g，在室温下经过60次循环之后电池放电比容量仍稳定在464mAh／g，容量保持率大于66％。     

Lithium intercalation/de-intercalation behavior of a composite Sn/C thin film fabricated by magnetron sputtering

A tin film of 320 nm in thickness on Cu foil and its composite film with graphite of～50 nm in thickness on it were fabricated by magnetron sputtering.The surface morphology,composition,surface distributions of alloy elements,and lithium intercalation/de-intercalation behaviors of the fabricated films were characterized by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),electron probe microanalyzer (EPMA),X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP),cyclic voltammetry (CV),and galvanostatic charge/discharge (GC) measurements.It is found that the lithium intercalation/de-intercalation behavior of the Sn film can be significantly improved by its composite with graphite.With cycling,the discharge capacity of the Sn film without composite changes from 570 mAh/g of the 2nd cycle to 270 mAh/g of the 20th cycle,and its efficiency for the discharge and charge is between 90% and 95%.Nevertheless,the discharge capacity of the composite Sn/C film changes from 575 mAh/g of the 2nd cycle to 515 mAh/g of the 20th cycle,and its efficiency for the discharge and charge is between 95% and 100%.The performance improvement of tin by its composite with graphite is ascribed to the retardation of the bulk fin cracking from volume change during lithium intercalation and de-intercalation,which leads to the pulverization of fin.     

Li4Ti5O12/TiN复合材料的制备及电化学性能

以尿素为氮源,采用高温热处理方法在Li4Ti5O12表面自生长一层纳米尺寸厚度的TiN导电包覆膜。利用DSC-TG、Raman、TEM、FT-IR、XRD及恒流充放电等测试手段,研究热处理工艺对材料结构、形貌及电化学性能的影响。结果表明:使用适中的尿素原料含量可以获得均匀连续、厚度适中的TiN导电膜,较高的热处理温度有利于促进TiN的生成,而较短的热处理时间可以保持材料物相的纯净和较高结晶度。在尿素含量10%(质量分数)、热处理温度800℃、热处理时间20 min的工艺条件下,所制备的复合材料的容量和倍率性能最优,0.2C和3C初始放电比容量分别达到162.4和130.2 mA.h/g。