锂离子电池负极SnO2的制备与电化学性能

以聚碳酸酯膜作为模板结合溶胶-凝胶技术制备snO2纳米管状阵列,用x射线衍射及扫描电镜对材料的结构及形貌进行表征,通过0.1mA·cm-2.恒流充/放电试验,研究材料的嵌脱锂特性等电化学性能.结果表明,电池最大可逆放电容量为663mAh/g,最大可逆充电容量为656mAh/g,平均每次放电容量衰减率为O.77%,平均每次充电容量衰减率为0.88%,充/放电效率维持在95%以上的稳定水平.SnO2纳米管状阵列锂离子电池负极材料克服了一般的锡氧化物循环性能差的缺点.因此有希望成为一种较好的负极材料.     

LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_4/C纳米片正极材料的水热合成及电化学性能

采用乙二醇辅助的水热法合成了锂离子电池Li Mn0.6Fe0.4PO4/C纳米片正极材料,利用X射线电子衍射(XRD)及其Rietveld精修和扫描电子显微镜(SEM)表征分析了材料的结构与形貌;采用循环伏安(CV)和充放电测试研究了材料的电化学性能。结果表明,Li Mn0.6Fe0.4PO4/C纳米片形貌为片层状结构,具有与Li Mn PO4类似的结构,无杂质峰;Li Mn0.6Fe0.4PO4/C存在Mn2+/Mn3+和Fe2+/Fe3+两步转化过程;Li Mn0.6Fe0.4PO4/C纳米片具有较好的倍率容量和循环稳定性,5C倍率放电时,100次循环的容量仍高达115.8 m A·h/g左右,容量保有率为95.8%。     

锂离子电池Li2NixMn1-xSiO4(x=0.4～0.7)正极材料的电化学性能

采用湿化学方法,结合高温固相反应法制备了锂离子电池正极材料Li2NixMn1-xSiO4(x=0.4,0.5,0.6,0.7),以蔗糖为碳源对Li2NixMn1-xSiO4材料进行表面包覆.运用XRD、SEM、循环伏安测试和充放电循环等方法表征了Li2NixMn1-xSiO4的结构与电化学性能.XRD结果表明,Li2NixMn1-xSiO4/C固溶体属于Pmn21空间群结构.制备的Li2Nio.4Mn0.6SiO4/C具有较好的电化学性能,首次循环的充放电容量分别为219.9,132.4 mAh/g,循环20次后的可逆容量为72 mAh/g.     

基于机械力化学作用煤基石墨纳米片的制备及其电化学储能特性

煤炭清洁高效转化是国家实施“碳达峰与碳中和”能源发展战略的重要内容，而煤的材料化是实现其低碳高值化洁净利用的有效途径。以自制煤基石墨为前驱体，借助高能机械球磨产生的机械力化学作用制备煤基石墨纳米片（CGNs）,考察了球磨时间对CGNs微观结构的影响，并研究其用作锂离子电池负极材料的电化学储能特性，探索利用机械力化学作用制备负极材料用CGNs的可行性。研究表明，利用机械力化学作用可以从煤基石墨中剥离出富含纳米孔隙和含氧官能团等缺陷结构的CGNs,通过控制球磨时间可实现石墨纳米片微观结构的有效调控。当球磨时间为50 h时，CGNs具有由数层石墨微晶片层相互堆叠、交联而形成的三维网络结构，其石墨微晶层间距约为0.345 5 nm,且富含1.5～20.0 nm的纳米孔隙和少量的含氧官能团，比表面积可达573 m²/g。CGNs用作锂离子电池负极材料时表现出良好的电化学储能特性，其可逆容量最高达726 mAh/g,且具有良好的倍率特性和循环稳定性，在2.0 A/g大电流密度下的可逆容量仍可达252 mAh/g,经过200次循环容量保持率为88.1%。CGNs负极材料的锂离子...     

新型纳米硅/碳复合材料的制备及其电化学性能

为缓解纳米硅粉的体积膨胀,并有效提高其电导率,采用直流电弧等离子蒸发法和液相分散制备高纯、高分散性纳米硅粉,并以蔗糖为碳源,再与膨胀石墨复合,制备出一种新型纳米硅碳复合负极材料。研究结果表明:纯纳米硅在0.1C的倍率下首次放电比容量达到2 712mAh/g,但首次库伦效率仅为33.81%;所制备的纳米硅碳复合材料在0.1C的倍率下,首次充、放电容量分别为615mAh/g和917mAh/g,50个循环以后可逆比容量保持在495mAh/g,循环性能和倍率性能大大改善。     

锂离子电池新型负极材料Li4Ti5O12的研究现状与进展

介绍了锂离子电池新型负极材料Li4Ti5O12的晶体结构和嵌锂特性,对Li4Ti5O12的制备方法以及掺杂、表面包覆改性研究结果进行了详细地总结和评论,最后展望了Li4Ti5O12今后发展的趋势.     

混合电容器负极材料钛铬酸锂/钛酸锂复合材料合成及性能研究

采用两步法制备了具有核壳结构的钛铬酸锂/钛酸锂复合材料,比较了包覆钛铬酸锂前后和不同干燥方式下负极材料的形貌和电化学性能。结果表明,喷雾干燥法制备的复合材料具有较好的球形结构和表面特性,综合电化学性能较好,可逆比容量可达到160.7 mAh/g, 200次1C循环后容量保持率95.4%,材料在15C充放电倍率下其比容量为1C的81%,倍率性能优异。利用交流阻抗测试,对材料的失活机理进行了初步探索,表明电荷和锂离子传递阻力的增加是材料容量衰减的主要原因     

纳米Si粉在高容量锂离子电池负极中的应用研究

通过感应等离子体蒸发凝聚法制备纳米Si粉,以葡萄糖为有机碳源,经高温碳化将纳米Si粉钉扎在石墨载体表面制备出Si/C复合负极材料,采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(0FESEM)和电化学性能测试等对比分析了纳米Si粉、石墨载体和Si/C复合负极材料的结构和性能。结果表明,纳米Si粉作为锂离子电池负极材料首次放电容量和可逆充电容量分别为3 519.4 m Ah/g和2 063.7m Ah/g,但是首次效率只有58.6%,且循环寿命差,Si/C复合负极材料能够有效缓冲纳米Si粉的体积变化,发挥较高的可逆储锂容量,提高循环寿命,但是需进一步改善首次效率。     

尖晶石Li4Ti5O12材料固相合成工艺研究

通过对Li4Ti5O12材料固相合成工艺参数的研究,确定了最佳的分段固相合成工艺条件.结果表明:原料经650℃煅烧8h,然后再经900℃煅烧2h后,得到的Li4Ti5O12材料具有单一的尖晶石结构,且材料的颗粒尺寸较小;材料具有良好的电化学性能,其中以0.2 C充放电.放电比容量可以达到165.4mA·h/g;以0.2C充电,以不同倍率(0.5C,1C,3C及5C)放电,其放电比容量随放电倍率的增加,降低的幅度较大,其中5C放电比容量为0.5C的63.78％.     

LiMn0.6Fe0.4PO4/C纳米片正极材料的水热合成及其电化学性能

采用乙二醇辅助的水热法合成了锂离子电池LiMn0.6Fe0.4PO4/C纳米片正极材料,并采用X射线衍射(XRD)及其Rietveld精修和扫描电子显微镜(SEM)研究了材料的结构与形貌;采用循环伏安(CV)和充放电测试研究了材料的电化学性能。XRD及其Rietveld精修表明,LiMn0.6Fe0.4PO4/C纳米片具有与LiMnPO4类似的结构,无杂质峰。SEM表明,LiMn0.6Fe0.4PO4/C的形貌为片层状结构。CV表明,LiMn0.6Fe0.4PO4/C存在Mn2 /Mn3 和Fe2 /Fe3 两步转化过程。充放电测试结果表明,LiMn0.6Fe0.4PO4/C纳米片具有较好的倍率容量和循环稳定性。5C倍率放电时,100次循环的容量仍高达115.8 mAh/g左右,容量保有率为95.8%。     

锂离子电池Na_2Li_2Ti_6O_(14)负极材料的合成与电化学性能

采用高温固相法成功合成了新型钛基负极材料Na_2Li_2Ti_6O_(14),并研究了其结构及电化学性能。利用高分辨透明电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)及其Rietveld精修、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)表征分析了材料的物相和显微结构。结果表明,合成的Na_2Li_2Ti_6O_(14)负极材料为纯相,具有Fmmm空间群结构;Na_2Li_2Ti_6O_(14)颗粒约为500~800 nm,Na、Ti和O三种元素分布均匀。循环伏安(CV)、充放电及电化学阻抗谱(EIS)测试表明,材料具有较好的锂离子脱嵌可逆性,较好的倍率性能和循环稳定性。钛电流密度为500 m A/g充放电时,Na_2Li_2Ti_6O_(14)材料的首次脱锂(充电)容量为180 m A·h/g,100次循环后可逆容量为136 m A·h/g;100次循环后,Na_2Li_2Ti_6O_(14)材料的电荷转移电阻增加,锂离子扩散系数略有下降,表明Na_2Li_2Ti_6O_(14)材料在循环后SEI膜的生成,降低了材料的电化学活性。     

Li_4Ti_5O_(12)纳米片负极材料的合成及其快速充放电性能

采用水热法合成Li_4Ti_5O_(12)负极材料,研究材料在大倍率条件下的电化学性能。X射线衍射(XRD)分析结果表明所合成的Li_4Ti_5O_(12)材料晶体尺寸在纳米级。透射电子显微镜(TEM)分析结果表明材料的结晶粒度为50~100 nm。电化学充放电测试结果表明该材料在10 C倍率充放电时首次放电比容量达到269.9 m A·h/g,循环50次后稳定在177 m A·h/g左右,显示出优异的快速充放电性能。     

锂离子电池Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)负极材料的结构与电化学性能

采用高温固相法合成了Li_4Ti_5O_(12)和Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)负极材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和充放电测试等手段研究样品的结构和电化学性能。XRD图谱表明铈掺杂并没有改变样品的晶体结构;循环伏安曲线表明Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)样品具有更好的可逆性,铈的掺杂有利于锂离子的可逆脱嵌;微分电容曲线表明Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)的充放电的峰电位值差比Li_4Ti_5O_(12)小,说明前者具有更小的电化学极化;充放电测试表明,5 C倍率充放电时,Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)和Li_4Ti_5O_(12)的可逆放电容量分别为120 m A·h/g和80 m A·h/g左右,说明铈的掺杂提高了Li_4Ti_5O_(12)材料的倍率容量和循环性能。     

新型电极材料Li_5Cr_9Ti_4O_(24)的制备及其性能

采用溶胶凝胶法合成一种新型的Li_5Cr_9Ti_4O_(24)钛酸盐材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)、充放电测试和阻抗测试等方法研究了样品的结构和电化学性能。结果表明,Li_5Cr_9Ti_4O_(24)粒径大小约为100~200 nm,具有同LiCrTiO_4相似的晶格结构;循环伏安曲线表在1.227 V/1.772 V和1.334 V/1.761 V处出现氧化还原峰;在不同倍率下充放电时,Li_5Cr_9Ti_4O_(24)有较好的放电比容量和倍率性能,大倍率充放电曲线表明Li_5Cr_9Ti_4O_(24)材料具有很高的循环稳定性;阻抗图表明循环后的Li_5Cr_9Ti_4O_(24)材料生成SEI膜。     

锂离子电池负极材料LiFeTiO_4/C的制备及其电化学性能

以Li_2CO_3、Fe_2O_3和TiO_2为原料,葡萄糖为碳源,采用高温固相法合成了锂离子电池LiFeTiO_4/C复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)等手段对材料的晶体结构和形貌进行了表征,通过恒流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗对材料的电化学性能进行了测试。结果表明,碳包覆后的LiFeTiO_4负极材料循环性能优于未经碳包覆的材料。在室温下,充放电倍率为0.5C时,LiFeTiO_4/C负极材料的首次放电比容量为327.8 m Ah/g,循环50周后仍保持在308.3 m Ah/g。     

原位碳包覆二硫化钼用于锂离子电池负极材料

以木耳为碳源,以钼酸钠、L-半胱氨酸分别为钼源和硫源,采用水热法原位合成一种碳包覆二硫化钼（MoS2@C）复合材料,用于锂离子电池负极材料。通过透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对样品进行了系统的研究。以锂金属片为对电级,在两电极电池体系中进行电化学性能测试。结果表明:所制备的MoS2@C复合材料具有多孔碳包覆的结构和良好的电化学性能。MoS2@C展示出高的可逆容量（电流密度为0.1 A/g,容量为829.6 mAh/g）,卓越的倍率特性（电流密度为2.0 A/g,容量为538.3 mAh/g）和良好的循环稳定性（电流密度为0.5 A/g时经过200次循环后,放电比容量保持率达94%）。所提出的策略还可进一步推广到其他过渡金属硫化物,用于超级电容器、钠离子电池和钾离子电池等储能领域。     

Study of improved electrochemical performance of LiFePO4/C electrode for LIB

Lithium iron phosphate is a most promising cathode material for Li-ion batteries(LIB).But the key barrier limiting its application is extremely low electronic conductivity. Meanwhile the low electron conductivity can be improved by preparing LiFePO4 with carbon modified. LiFePO4/C was synthesized by high temperature solid-state reaction using iron (Ⅱ) oxalate, ammonium di-hydrogen phosphate and lithium carbonate with a kind of organic compound (CR) that can be dissolved in the dispersant (ethanol) as carbon sources added to the synthetic precursor in this paper.The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope observations,charge/discharge test, cyclic voltammetry and carbon analysis. It was believed that the synthesized LiFePO4/C with perfect olivine structure by X-ray diffraction. The carbon brought about two advantages: (i) an optimized particle size of LiFePO4, and (ii) increasing the electronic conductivity and Li+ diffusivity. The cathode material could demonstrate a charge/discharge flat voltage of 3.4V (Vs Li+/Li). Especially the active material with 20, organic added according to the final product of LiFePO4 showed very good electrochemical performance reaching about initial 162.0 mAh/g specific capacity at 0. 1C rate and could also keep excellent discharge capacity even at 3C rate (510 mA/g) current and good cycle performance. The carbon content in the final production was only 5.29,(mass fraction).     

一种简单溶剂热法合成海胆状硫化铋用于钾离子电池负极材料

采用简单的溶剂热法合成出一种海胆状的硫化铋材料,用于钾离子电池负极.实验结果表明:该种材料可有效的提高钾电负极材料的循环性能,在电流密度50 mA/g下,容量可以达到279 mA·h/g,经过500圈循环后比容量还能保持84.6%;海胆状的硫化铋由于球体本身都是刺状结构,很大的抑制了钾化/去钾化过程中体积膨胀,其较大的空隙空间和较短的扩散距离也能很好的提高电解液接触面积.海胆状的硫化铋材料为钾离子电池负极提供了一种潜在的负极材料,是一种很有前途的材料.     

玻璃膜基材料的制备及电致变色机理研究

采用溶胶-凝胶技术,以[CH3(CH2)3O]4Ti、La2O3、CoCl2·6H2O为前驱体,在ITO（氧化铟锡）玻璃基板上成功制备了Ti、Ti/La、Ti/Co不同摩尔配比的复合膜,确定了电致变色玻璃膜基材料制备的最佳工艺参数。采用XRD、热重-差热分析（TG-DTA）及电化学检测其膜基材料的循环伏安特性,并分析其电致变色特征机理。研究表明：(1) TiO2薄膜试样的烧成温度、镀膜层数、[CH3(CH2)3O]4Ti掺量、掺杂类别是影响膜基材料结构和性能的主要因素;(2)使用二乙醇胺作为螯合剂能够有效抑制Ti (OH)4沉淀的生成;(3)掺杂La2O3和CoCl2·6H2O制备的TiO2玻璃膜基溶胶电致变色性能优良;(4)制备的TiO2变色膜基材料透过率好,循环可逆性高,循环伏安特性明显。研究结果为电致变色膜基材料的开发和应用提供了理论和基础实验依据。