高能量密度LiMn_2O_4微球的制备及其电化学性能研究

采用控制结晶法制备的球形MnCO3前驱体与Li2CO3在高温煅烧条件下进行固相反应合成了高能量密度尖晶石型LiMn2O4微球。通过扫描电子显微镜对不同反应时间形成的球形MnCO3产物观察表明,球形MnCO3前驱体是由许多小粒子通过静电作用力组装而成的球形微米二次粒子,其形成经历了一个成核-聚结的过程。球形MnCO3前驱体经高温锂化后可以直接获得高振实密度的LiMn2O4微球(1.8g·cm-3),煅烧前后形貌未发生明显改变。LiMn2O4微球在常温和高温(55℃)条件下的电化学性能测试表明,在0.5C(1C=148mA·g-1)倍率时,常温下的首次充放电比容量分别为117.3和116.0mAh·g-1,充放电能量密度分别为480.8和462.0 Wh·kg-1,50次循环后的放电能量密度保持率为98.8%;高温下的首次充放电比容量分别为119.6和115.6mAh·g-1,充放电能量密度分别为487.6和462.9 Wh·kg-1,50次循环后的放电能量密度保持率仍达到92.3%。     

食用级吸附淀粉微球的制备

采用反相悬浮交联的方法,以可溶性淀粉为原料,同时以三偏磷酸钠作为交联剂,Span80作为乳化剂,聚乙二醇6000作为致孔剂,大豆油为油相制备食用级吸附淀粉微球,研究了pH、反应温度、交联剂用量、反应时间和致孔剂用量等对淀粉微球制备的影响。在pH为10、反应温度50℃、交联剂用量0.8%、反应时间5h、致孔剂用量0.08g/g淀粉条件下,得到的多孔性淀粉颗粒的吸附性能最好,对亚甲基蓝吸附量为1.761mg/g淀粉颗粒。通过扫描电镜、N2吸附-脱附对产物结构进行表征,证明淀粉微球具有多孔结构,比表面积为1 699m2/g。     

非晶颗粒态马铃薯淀粉的制备方法

报道了水分散体系高温溶胀、常温碱分散体系强碱溶胀作用非晶颗粒态马铃薯淀粉的制备方法，采用偏光显微镜对多晶态向非晶态的变化进行了确认，提出在一定条件下，高交联马铃薯淀粉，可以由原淀粉多晶颗粒态制备成只含无定形结构的非晶颗粒态淀粉。     

钇掺杂二硫化钼/石墨烯的制备及其储锂性能

采用一步水热法制得钇掺杂二硫化钼/还原氧化石墨烯(Y-MoS₂/rGO)锂离子电池阳极复合材料.实验结果显示,此复合材料的形貌为三维褶皱rGO负载Y-MoS₂纳米微球.同未掺杂的MoS₂/rGO电极相比,Y-MoS₂/rGO电极的可逆容量达到878.8(第2圈)和823.7 mAh·g^-1(第100圈),容量保持率为93.7%.Y-MoS₂/rGO复合材料储锂性能的提升主要得益于Y掺杂MoS₂和rGO的优异导电性及二者的协同作用.     

磁性淀粉复合微球的制备及其性质

采用乳化复合技术制备出粒径为50～370nm,粒径分布均匀,分散系数为0.2738,具有磁核的淀粉复合微球。该微球呈球形,其表面富含羧基和羟基,在水介质中形成均匀稳定的分散液,在磁场强度为0.05Wb/m2的弱磁场中具有强磁响应性。制备磁性微球的最佳制备条件为:淀粉用量为124.95mg/mL,氯化亚铁用量为53.00mg/mL,pH值大于9.73。     

溶胶-凝胶法所制LiCoPO_4及其掺碳材料的电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了LiCoPO4,并对LiCoPO4进行了掺碳改性研究。实验结果表明：n（Li）∶n（Co）=1.5∶16,50℃下煅烧8 h所得样品性能最佳。在0.1C倍率下,样品的首次充电比容量为135.17 mAh·g^-1,首次放电比容量是113.9 mAh·g^-1,其电化学性能较好。合成掺碳15%的LiCoPO4/C复合材料,在0.1C条件下放电比容量达到121.2 mAh·g^-1,相比纯相LiCoPO4 113.9 mAh·g^-1有很大提高。在1C倍率下复合材料的放电比容量是103.5 mAh·g^-1,相比纯相85.4 mAh·g^-1提高很多,20次循环后复合材料还保持有62.3 mAh·g^-1的放电比容量。碳掺杂不仅提高了材料的电导率,还提高了材料的电化学性能。     

一维纳米结构SnO2的制备及其电化学性能研究

以SnCl4·5H2O、水合肼为原料,采用水热法制备一维纳米结构SnO2.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果表明:制备的一维纳米结构的SnO2为四方相结构,其直径为0.5～2.5 μm,长度约几百微米.恒电流充放电测试结果显示:在电流密度为160 mA·h·g-1(0.2C)时,该SnO2材料的首次放电容量为1 780 mA·h·g-1,第20周期放电容量保持到468 mA·h·g-1;从第3周期开始,库仑效率均保持在90%以上.以上结果表明这种材料具有较高的储锂容量和较好的可逆性能.     

聚吡咯包覆尖晶石LiMn_2O_4微球的合成及其电化学储锂性能

利用共沉淀法合成MnCO_3微球与Li_2CO_3进行固相反应制备了尖晶石LiMn_2O_4微球。通过吡咯在LiMn_2O_4表面上进行化学氧化聚合合成了聚吡咯包覆LiMn_2O_4微球(PPy@LiMn_2O_4)。聚吡咯包覆层不仅可以提高LiMn_2O_4微球的电子导电率,而且其本身像一个电容器。这种结构特点有利于提高LiMn_2O_4的容量,倍率性能和高倍率循环稳定性。通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒流充放电等方法测试了电极材料的电化学性能,研究表明:PPy@LiMn_2O_4显示了比LiMn_2O_4微球更好的电化学储锂性能,包括高比容量(118.4 mA·h·g~(-1))、高倍率性能(5C,104.5 mA·h·g~(-1))。     

锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4的合成及性能

采用固相反应法合成了锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4（Re=Er,Y,Gd,Nd,La）,采用X射线衍射、恒电流充放试验对掺杂试样的微观结构和电化学性能进行测试。试验结果表明：掺杂稀土金属离子对LiFePO4的晶体结构没有影响,与LiFePO4相比,掺杂Er^3＋,Y^3＋,Gd^3＋的试样具有优良的循环性能和倍率性能,而掺杂Nd^3＋,La^3＋的试样的循环性能和倍率性能较差。掺杂试样中,Li0.97Re0.01FePO4的电化学性能最佳,在C/10和1C（1C=120mA·g^-1）倍率下放电容量均最大。