二硫化钼复合导电碳作为高性能钠离子电池负极材料的研究

通过水热法制备出导电碳负载的二硫化钼纳米片（MoS2@C），显著改善了二硫化钼循环稳定性和倍率性能：在0.1 A/g电流密度下，循环100次后，可逆比容量依然高达466.3 mA·h/g，容量保持率达90.6%；在10 A/g的电流密度下，可逆比容量高达321.5 mA·h/g；在1A/g电流密度下长循环500次后，可逆比容量为313 mA·h/g，未发生衰减。这是因为二硫化钼以导电碳作为基底后，既可以提高电子和钠离子在复合材料中的扩散效率，又可以抑制二硫化钼的团聚，另外，小尺寸的二硫化钼可以缩短钠离子的传递路径，之间的空隙为二硫化钼体积的膨胀提供了空间。通过对两个电极的动力学分析，发现钠离子在MoS2@C内部具有更高的扩散效率，赝电容控制行为是MoS2@C电极具有优异倍率性能的主要原因。     

木质素基炭材料在锂离子电池中的应用

工业木质素原料在不同温度(800,1 000,1 200℃)下热解获得木质素基硬碳材料。通过X射线电子衍射(XRD)与元素分析对热解炭的结构与组成进行表征。采用循环伏安(CV)和恒流充放电表征其容量、倍率及循环性能,并探讨了其储锂机理。电化学实验结果表明:1 0000℃热解硬碳具有最佳的电化学性能,首次充放电容量为643.2/406mA·h·g~(-1),效率高达63.1%,具有较好的倍率性能,在2C电流密度下循环200次,容量几乎没有衰减,仍保持在191mA·h·g~(-1)。     

石墨烯负载纳米二硫化钴的制备及其在锂离子电池方面的应用研究

采用二次水热法将纳米二硫化钴负载于石墨烯上,并通过结构表征和电化学性能测试,探讨了纳米二硫化钴/石墨烯材料作为锂离子电池负极的性能。电容量测试结果表明：在电流密度为100 mA/g条件下,二硫化钴/石墨烯复合材料的首周充放电容量分别为1 610 mA·h/g和774 mA·h/g,测算出的库伦效率为48.1%;循环性能测试结果表明：经过50次循环测算后的复合材料的放电比容量为302 mA·h/g,容量保持率为33.4%;倍率性能测试结果表明：当电流密度回复到100 mA/g时,复合材料的比容量恢复至550 mA·h/g。实验制备的纳米二硫化钴/石墨烯复合材料在锂电池负极的应用上表现出了优异的循环性能和倍率性能。     

太西无烟煤制备锂电负极材料的研究

以太西无烟煤为原料,对在不同处理温度下作为锂离子二次电池负极材料的电化学性能进行了研究.实验结果表明:太西无烟煤在1 000℃～1 150℃温度处理下,在0 V～0.12 V的电压范围内显示出最高的可逆容量,在处理温度为1 100℃时,显示出最高容量为370 mA·h/g.较大的可逆容量归因于其硬碳在石墨化后产生了一定量的微孔,有效地改善了材料的比表面积,有利于电解液和电子的扩散.     

二硫化锡/膨胀石墨复合材料的低温合成及其储锂性能

以氯化亚锡和硫代乙酰胺为原料,通过简单的溶液反应过程,制备了一种新型二硫化锡/膨胀石墨(SnS_2/EG)复合材料。实验结果表明,SnS_2纳米颗粒可均匀地担载在EG表面,并表现出优良的电化学储锂循环稳定性和倍率性能。100 mA·g~(-1)电流密度下,经200次充放电循环后复合材料的可逆容量仍保持在650 mA·h·g~(-1),同时大电流下的可逆容量保持率也较高(1 A·g~(-1)下的放电比容量为320 mA·h·g~(-1))。     

柔性TiO_2@CNFs@SnS_2复合纤维膜的制备及电化学性能研究

利用静电纺丝技术结合水热法制备了一种柔性TiO_2@CNFs@SnS_2复合纳米纤维薄膜。超薄的SnS_2纳米片生长在TiO_2的碳纳米纤维上形成分层独特的柔性纤维薄膜,其作为锂离子电池的负极材料具备优异的电化学性能,在0.2 A/g的电流密度下充放电循环300次,可逆容量能保持在400 m A·h/g左右。此外,该电极也表现出优异的倍率性能,即使在2 A/g电流密度下循环300圈可逆容量仍达100 m A·h/g以上。     

纳米银复合的多孔生物质硅材料的制备及储锂性能

以废弃的谷壳为原料,通过镁热还原-银镜反应法成功制备了多孔硅/银复合纳米材料,并研究其结构形貌及储锂性能。结果表明:采用谷壳为原料获得的硅/银复合材料为纳米多孔结构,其粒径约为10～20 nm,纳米银的原位复合可显著提高电极的循环稳定性能、倍率性能和比容量。原位纳米银粒子复合后的Si/Ag电极50次循环后的容量依然能维持750.4 mA·h/g,为石墨类碳材料容量的2倍以上,较生物质硅电极提高了370.2 mA·h/g,采用800 mA/g的电流密度进行大电流充放电时,Si/Ag电极表现出618.3 mA·h/g的可逆容量,远高于Si电极380.2 mA·h/g的容量。性能的改善缘于复合后本体材料较高的导电性和电极/电解液界面的优良性能。     

氮掺杂空心炭球作为锂离子电池负极材料的研究

以聚苯乙烯为模板,聚吡咯为炭前驱体,制备出尺寸均匀的氮掺杂空心炭球(NHCs)。通过N_2吸脱附曲线、X射线光电子能谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和循环伏安法等测试方法考察了炭化温度对空心炭球的微观结构与电化学性能的影响。结果表明,制备的空心炭球直径在160 nm左右,氮原子百分含量达到9.69%。0.5 A·g~(-1)的电流密度下,800℃炭化所得空心球经过200次循环可逆容量达到493.4 mA·h·g~(-1),容量保持率为84%;在5 A·g~(-1)的电流密度下,经过1000次循环,可逆容量仍高达265.2 mA·h·g~(-1)。说明所制备的空心球拥有高的可逆容量、良好的倍率性能和长的循环寿命,是一种优异的储锂材料。     

核壳结构米粒状FeS2/C纳米材料制备及储锂性能研究

通过阴离子置换反应制备出具有核壳结构的米粒状FeS₂/C纳米材料。所制备材料具有较高的离子和电子电导,优异的电解液浸润特性,以及缓冲材料体积变化的能力。在作为锂离子电池负极材料时,FeS₂/C电极具有较高的可逆比容量以及优秀的倍率性能,100 mA·g^-1电流密度下可逆比容量高达1100 mA·h·g^-1,在2 A·g^-1的大电流密度下,依然有866 mA·h·g^-1可逆比容量。研究结果为其他核壳材料的制备提供了新的思路和方法。     

CuGeO3/泡沫镍负极材料的制备及其电化学性能

采用原位生长法,在泡沫镍（nickel foam,NF）基底上制备具有三维互连结构的CuGeO₃纳米片,直接将CuGeO₃/NF电极材料用作锂离子电池电极,省去了涂覆法制备粉末电极所需的高分子黏结剂。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱、扫描电镜和透射电镜分析了电极材料的结构和形貌,测试了CuGeO₃/NF和CuGeO₃两种负极材料的电化学性能。结果表明,与传统涂覆法制备的CuGeO₃粉末电极相比,CuGeO₃/NF无黏结剂型电极具有更好的循环性能和倍率性能。在0.2A/g电流密度下500次循环后,可逆比容量为972mA·h/g,容量保持率94.1%;在电流密度为1A/g时,可逆比容量为578mA·h/g,电流密度恢复至0.1A/g时,可逆比容量升高至936mA·h/g。CuGeO₃/NF电极材料良好的电化学性能归因于泡沫镍的三维导电网络结构。此外,泡沫镍负载CuGeO₃纳米片加快了嵌锂/脱锂过程中电子和离子的传输,缓解了活性物质的体积膨胀。     

石墨烯/氧化亚铜界面交互作用对储锂性能的影响

通过一种简单的液相法以及随后的热处理合成了石墨烯/氧化亚铜复合材料(Cu_2O/GNSs)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱对复合材料的形貌和结构进行了表征。当复合材料作为锂离子电池负极材料时,在50 mA/g电流密度下,首次可逆容量为448 mAh/g,经过90次循环以后,容量增加到613 mAh/g。在500、1 000 mA/g下,可逆容量依然可达444、346 mAh/g,分别为50 mA/g电流密度下容量的99%和77%。Cu_2O/GNSs较高的容量以及优异的倍率性能应当归结于石墨烯与氧化亚铜之间的协同作用。     

原位合成Si/(SiO+Ag)复合负极材料及电化学性能

开发一种机械化学原位固相反应合成硅基复合材料,该方法通过球磨过量微米Si和Ag₂O,使其在球磨破碎过程中原位形成SiO和Ag颗粒并附着在基体Si上,简记Si/(SiO+Ag),并以沥青为碳源采用高温煅烧制备碳包覆硅基复合材料Si/(SiO+Ag)-C。这两种复合材料都展现出良好的倍率性能,在低电流密度(0.12 A/g)下分别表现出1422和1039 mA h/g的可逆比容量,而在高电流密度(2.4 A/g)下仍能获得672和393 mA h/g的可逆比容量；当电流密度再次恢复到0.12 A/g时,可逆容量可恢复到1329 和961 mA h/g。相比之下,碳包覆硅基复合材料表现出更好的循环稳定性,经80次循环后容量仍然稳定在943 mA h/g以上。这种突出的倍率性能归因于硅基颗粒细化及原位形成纳米Ag颗粒导电特性,而循环稳定性的提高与原位形成SiO和包覆碳构成的双相缓冲结构有关。     

催化热处理对MCMB作为锂离子电池负极材料电化学性能的影响

用硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)浸渍MCMB生球,在1 500℃下进行催化热处理.采用X射线衍射、扫描电镜、恒流充放电、电化学交流阻抗等对样品进行测试和表征.结果表明,经催化热处理的MCMB表面碳层石墨化程度提高,处理后的MCMB在0.2 mA/cm2电流密度下的首次可逆容量从相同温度下直接炭化样品的146mA·h/g提高至233 mA·h/g,第30次循环放电容量与第1次循环放电容量的比值从68%提高至100%.交流阻抗结果显示,适量添加硝酸铁可以有效降低SEI膜(固体电解质膜)电阻及电极反应电荷传递电阻,有效地提高电极的电化学性能.     

TiO_(2)改性SiO材料的制备及储锂性能EI北大核心CSCD

通过溶胶-凝胶和高温固相法制备了SiO@TiO_(2)/C复合材料。结果表明:由于TiO_(2)对界面稳定性及锂离子扩散过程的促进作用,SiO@TiO_(2)/C材料拥有优良的循环和倍率性能。在1 A/g的电流密度下循环150次,材料表现出710 m A·h/g的比容量;在4 A/g的高电流密度下可逆比容量仍能达到430 m A·h/g。     

一锅水热还原法制备锂离子电池用MoO2负极材料

以钼酸氨为钼源，葡萄糖为还原剂，在醋酸体系中通过简单的一锅水热还原法制备了锂离子电池用纳米MoO₂负极材料。通过XRD、FT-IR、SEM和恒流充放电等测试分析了材料的组成、形貌和电化学性能。结果表明，水热温度150℃,时间12 h时制备的材料表现出较高的可逆比容量和优异的循环稳定性。以100 mA/g电流密度充放电，50次循环后可逆比容量保持在约900 mAh/g。     

TiO_2/C/BP复合负极材料的制备及其储锂性能研究

为了提高TiO_2负极材料的电化学性能,采用球磨-超声-水热法制备了TiO_2/C/BP复合负极材料,测定了材料的循环放电比容量、倍率性能、循环伏安曲线和交流阻抗。结果表明,二氧化钛掺杂石墨、黑磷后,二氧化钛晶型不受影响,TiO_2/C/BP复合材料颗粒分散性得到改善、交流阻抗减小、导电性明显增强,与纯TiO_2相比,电流密度为100 mA/g,首圈放电比容量由320 mA·h/g提高到502 mA·h/g,第3圈放电比容量由175 mA·h/g提高到335 mA·h/g,经过100次循环后,纯TiO_2的放电比容量降至98 mA·h/g,而TiO_2/C/BP的放电比容量仍维持在255 mA·h/g,放电比容量保持率明显提高,库伦效率的稳定性也得到显著提高。     

纳米颗粒组装三维Co3O4微米花材料制备及储锂性能研究

通过软模板法(表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,CTAB)结合后续空气气氛热处理制备出纳米颗粒组装三维Co₃O₄微米花负极材料。研究中采用X射线衍射分析(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、循环伏安测试(CV)、恒流充放电测试以及交流阻抗测试(EIS)对合成样品进行表征分析。研究结果显示，Co₃O₄微米花材料独特的结构优势赋予其优良的电化学性能，在100 mA·g^-1电流密度下电极具备约920 mA·h·g^-1的循环可逆比容量；在500 mA·g^-1电流密度下循环200次后的循环可逆比容量为757 mA·h·g^-1，容量几乎无衰减。大电流循环性能测试显示，所制备电极即使在2 A·g^-1电流密度下依旧具有476 mA·h·g^-1的循环可逆比容量。简易、有效且低成本化的高性能微米花结构过渡金属氧化物负极材料制备工艺将大大加速转换型电极材料的实际有效应用。     

基于苝酰亚胺的高性能有机锂离子电池正极材料

以碳布(CF)为骨架,通过简单的溶液加工法制备基于苝酰亚胺(PDI)的炭黑/苝四甲酰二亚胺/热塑性聚氨酯/碳布复合电极材料(SPTC)。碳布骨架构成导电网络,能够显著降低材料的内阻,当SPTC作为锂离子电池的有机正极使用时,表现出优异的倍率性能和循环稳定性。SPTC在0.05 A/g电流密度下的放电比容量高达126 mA·h/g,接近苝酰亚胺分子的理论比容量,在0.5 A/g电流密度下循环300圈后仍能提供80 mA·h/g的比容量,是一种高性能的有机正极材料。     

柔性、自支撑CNT/Si复合薄膜的制备及储能性能

开发了一种制备大面积CNT/Si柔性自支撑薄膜的方法，制备的CNT/Si复合薄膜尺寸可调且具有良好的柔性。作为锂离子电池负极，薄膜中硅的负载量对电极比容量及循环稳定性有显著影响。硅负载量为52%的CNT/Si复合电极表现出优良的电化学性能，1 A/g电流密度下电极充电比容量为1156 mA·h/g，循环200圈可逆充电比容量为975 mA·h/g，容量保持率达84%。     

颗粒状钼酸镍负极材料的制备及其电化学性能

为了获得高性能锂离子电池负极材料,以NiCl2·6H2O和乙酰丙酮钼为原料,通过溶剂热法和高温热处理成功合成了颗粒状NiMoO4,将其用于锂离子电池负极材料。采用XRD、SEM、TEM、Raman、BET技术对NiMoO4进行了结构和形貌表征。结果表明,在100 mA/g的电流密度下循环250圈后,可逆容量高达829 mA·h/g。同时,颗粒状NiMoO4展现出了优异的倍率性能。当电流密度从100 mA/g增加到5000 mA/g,然后恢复到100 mA/g时,容量还能够维持恢复到原来的水平。另外,颗粒状NiMoO4电极在1000、 2000、5000 mA/g大电流下,其可逆容量还能够分别高达600、529和412 mA·h/g。