甘氨酸燃烧法合成复合氧化物及电化学研究

用甘氨酸 硝酸盐燃烧合成法 ,制备镧锶镍复合氧化物的陶瓷粉末。按化学计量比 ,配制甘氨酸与硝酸盐水溶液。将先驱物加热蒸发过量水 ,产生一种粘稠溶液 ,再进一步加热使之自燃并迅速燃烧 ,制得了表面积较大的复合氧化物的陶瓷粉末。通过研究电极制备及测试 ,得到一系列循环伏安曲线。结果表明 :当催化剂与乙炔黑之比为 7∶3时 ,双功能氧电极有最大的催化电流。镍网和La0 .75 Sr0 .2 5 NiO3与乙炔黑组成的电极比镍网和乙炔黑电极有更好的催化活性。并详细讨论了氧还原和氧析出的电化学反应机理。报道了La0 .7Sr0 .3NiO3在充氧和未充氧时的电化学曲线 ,结果表明 :氧电极有双功能催化特性 ,但不是完全可逆。总结了LaxSr1-xNiO3电化学特性 ,当x =0 .1 5、0 .70、0 .75、1时 ,复合氧化物作为氧电极有明显的电催化特性。预测了该复合氧化物的陶瓷粉末在氧还原与氧析出电化学反应时的实际作用。     

RunMn1-nOx复合电极材料的制备、结构与电化学电容特性

为了提高钌基复合电极材料的性价比,首次采用氧化共沉淀法制备出RunMn1-nOx新型电化学电容器复合电极材料。X射线光电子能谱(XPS)分析表明该复合材料由氧化钌-二氧化锰组成。X射线衍射实验显示材料的晶态结构与热处理温度有关,且温度对材料的电化学电容性有影响。循环伏安(CV)以及计时电位测试结果表明RunMn1-nOx复合电极材料比纯MnO2电极材料具有更好电化学电容性和导电性,掺杂9%(质量分数)的钌可显著地提高金属氧化物复合电极材料的性价比。     

热处理及碳纳米管复合对δ-MnO2超电容行为的影响

以高锰酸钾(KMnO4)和硝酸锰[Mn(NO3)2]为反应物,通过液相氧化还原沉淀反应制备出纳米MnO2电极材料,并进行不同温度的热处理。此外,还用同样方法在碳纳米管(CNT)存在的条件下制备出经200℃热处理的纳米MnO2/CNT复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和BET比表面面积测试方法对材料进行了表征,研究了热处理温度和CNT复合对纳米MnO2在1 mol/L LiOH电解质中电化学性能的影响。电化学研究结果表明,经200℃热处理的纳米MnO2具有较高的比电容,但循环稳定性不佳。经200℃热处理的含10%质量分数碳纳米管的纳米MnO2/CNT复合电极材料具有较好的循环稳定性和较高的比电容。     

纳米β-Ni(OH)2复合LiOH和Co(OH)2的电化学性能

一定温度下,用NiC2O4@2H2O和NaOH进行固相反应,制备出纳米级β-Ni(OH)2粉末.样品按一定比例掺杂LiOH和Co(OH)2制备复合电极,讨论LiOH和Co(OH)2含量对掺杂复合电极电化学性能的影响.结果表明:β-Ni(OH)2纳米粉体加入含量10%的LiOH、10%的Co(OH)2和5%的镍粉、5%的乙炔黑,并以泡沫镍为集流体在6 MPa压力下压制出镍正极材料,其结构稳定.电极以380 mA/g电流充电,76 mA/g放电,终止电压为0.6 V时,比容量达280 mAh/g,放电电位平稳,活性明显增强.     

碳纸/纳米MnO2复合电极材料的循环伏安研究

将碳纸与氧化还原反应法制备的纳米MnO2通过液相沉积法形成新的复合电极材料,采用循环伏安和恒流充放电测试技术对复合电极材料进行测试分析,研究结果表明:碳纸/纳米MnO2复合电极材料呈花瓣状开放结构,有利于提高复合电极的比表面积;碳纸基体沉积1 h制备的电极具有最好的稳定性,沉积3 h制备的电极样品稳定性最差,所以沉积时间过长不利于电极电容性的稳定;氧化还原混合溶液浓度为0.2 mol/L,碳纸基体沉积时间1 h的条件下制备的薄膜电极样品的性能最优。     

超级电容器二氧化锰电极材料的进展

综述了二氧化锰( MnO2)的主要制备技术(如液相沉淀法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法、低温固相法和水热法等)及修饰改性(如掺杂和复合)的进展和存在的主要问题,展望了高性能MnO2电极材料的发展前景.     

锂离子电池LiFePO4正极材料电化学性能改进

为了改进LiFeP04材料的电化学性能,以乙炔黑、柠檬酸、蔗糖三种物质作为碳源,采用高温固相法制备了LiFePO4,LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、SEM、CV测试和恒电流充放电等方法研究了材料的结构与电化学性能.测试结果显示,采用蔗糖为碳源制备的LiFePO4/C材料具有最好的充放电性能.在室温和0.2 ...     

Cr掺杂二氧化锰纳米棒的制备及其电化学性能

以KMnO4和MnCl2·4 H2O为原料,采用液相化学沉淀法合成纳米结构MnO2电极材料,并添加一定量的K2Cr2O7 对其进行改性.通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)等手段对MnO2的结构形貌进行表征;利用循环伏安法和恒流充放电等方法研究了MnO2在1 mol/L KOH电解液中的电容行为.测试结果表明,K2Cr2O7的存在导致了MnO2由γ-MnO2向α-MnO2晶型的转变以及MnO2纳米棒的形成.MnO2纳米棒的直径约为80 nm,长度约为0.5～2 μm,并且MnO2电极材料的晶化程度和电化学性能都得到了提高.当K2Cr2O7添加量为1O％(与KMnO4的质量比)时,在0.3A/g和1 A/9电流密度下,电极比容量分别为271 F/g和199 F/g,大约是未添加K2Cr2O7条件下制备的电极的2倍.Cr掺杂MnO2纳米棒表现出优异的高倍率性能.     

化学共沉淀法制备超级电容器电极材料MnO2

采用化学共沉淀法制得无定形水合MnO2粉体用于超级电容器电极材料。X射线衍射(XRD)分析结果表明,该样品主晶相为a-MnO2·nH2O。以该粉体作为活性物质制成电极,考察了其电化学性能。循环伏安分析表明,电极在0.5mol·L-1Na2SO4溶液中,-0.2～0.9V(vs.SCE)电位范围内,表现出良好的电容性能,50次循环后其比容量稳定在160F·g-1。以5mA·cm-2电流对MnO2电极做恒流充放电测试,其比容量可达180.2F·g-1,经100次循环,比容量保持率在93%以上。     

炭黑对锂空气电池气体扩散电极性能的影响

研究了BP2000、XC-72及乙炔黑等3种炭黑对锂空气电池气体扩散电极的电化学性能影响,测试了锂空气电池的放电性能,确定了电极用的最佳炭黑为乙炔黑.对电极上乙炔黑的含量及载量进行优化,当乙炔黑含量为80％、载量为1.0 mg时,以0.2 mA/cm2的电流放电至2.0V,炭黑的比容量可达2 531 mAh/g.SEM测试结果表明:反应产物在电极上的堆积是电池失效的主要原因.     

添加剂对水热合成MnO_2电化学性能的影响

用异丙醇作为添加剂,采用水热法,在添加1 mL异丙醇的水溶液中制备了MnO2,并与在纯水中制备的MnO2进行比较,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征,结果显示,在异丙醇水溶液中合成的样品具有更高的结晶程度,为α-MnO2和γ-MnO2的混合相,添加异丙醇后改善了样品的微观颗粒形貌,提高了颗粒的分散度.电化学测试表明,添加异丙醇后样品的电化学性能得到明显改善,具有更好的循环伏安性能和更小的电化学阻抗,其在2 mA/cm2电流密度下放电比电容达到289.56 F/g.     

氧化镍的热分解法制备及电化学电容器特性

采用水溶液化学沉淀法合成了b-Ni(OH)2粉末,利用热重(TG)、差热重(DTG)及红外光谱(IR)等方法对Ni(OH)2的结构和热分解特性进行了研究。以Ni(OH)2粉末作为前驱体,通过控制其在一定温度下热分解的方法制备了NiO粉末。采用发泡镍作为电极基体,以合成的NiO粉末作为活性物质制作成多孔氧化镍电极,利用循环伏安(CV)及恒电流充放电测试对氧化镍电极在碱性介质中的电化学性能进行了研究和分析。结果表明,NiO粉末材料具有典型的法拉第准电容特性,且其充放电反应的可逆性良好,适合于作为碱性电化学电容器的电极材料。     

Ag3BiOx的制备及其在碱性溶液中的电化学行为

利用化学沉淀法制备了Ag3BiOx,扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)测试结果表明,所制样品为Ag3BiOx,晶型良好并具有规则的纳米粒状结构.恒流放电实验测试结果表明,在中负荷放电制度下Ag3BiOx电极的实际放电容量达到342 mAh/g,且具有很高的倍率容量.通过线性扫描伏安测试进一步证明了Ag3BiOx电极可发生多个电子的还原过程,并推测了其可能的反应机理.     

锰/炭混合超级电容器阳极材料的制备及性能

采用高锰酸钾与乙酸锰溶液通过液相沉淀法制备了颗粒尺寸为100 nm左右的α-MnO_2,并以此α-MnO_2为锰/炭混合超级电容器阳极材料,采用循环伏安法研究了其在0.5 mol/L Na_2SO_4、1 mol/L KOH溶液、1 mol/L KCI溶液和2mol/L(NH_4)_2SO_4溶液中的充放电行为.结果表明:在0.5 mol/L Na_2SO_4溶液中表现出较好的电容行为,比电容为145F/g.为提高所制备α-MnO_2的比表面积和电导率,将适量具有规则结构的介孔炭(OMC)添加到α-MnO_2中,制备得到MnO_2/OMC复合阳极材料.详细研究了OMC添加量对复合阳极材料结构和性能的影响.掺炭量为20%(质量分数)的锰炭复合物阳极材料的比电容值高达182 F/g.     

以三价铁制备LiFePO4/C复合材料及其电化学性能

以Fe203、FeP04为铁源,分别采用蔗糖和活性铁粉为还原剂,设计了4条反应路线,利用热还原法制备了LiFePO4/C复合材料.用XRD和SEM对晶体结构及表面形貌进行了研究,用循环伏安法、充放电测试和交流阻抗法研究了电化学性能.制备的LiFeP04/C复合材料具有较好的电化学性能,以FePO4和活性铁粉为原料制得的复合材料性能最佳,以0.2 C充放电,首次放电比容量为151 mAh/g,第200次循环的放电比容量仍能保持99.5%.     

界面法制备的纳米MnO_2的性能

以KMnO_4、MnSO_4为原料,在乙酸乙酯与水形成的界面反应,制备了纳米MnO_2.XRD、IR及SEM等分析表明:制备的MnO_2为α和γ晶型的混合晶相,由一些规则的小纳米棒组成.电化学性能测试表明:MnO_4电极在6 mol/L KOH中具有良好的电容行为,比电容可达243 F/g.特殊的纳米结构有利于大电流放电.     

球磨方法对氧还原催化剂性能的影响

采用滚动球磨、行星式球磨和摇摆振动球磨等方法,制备了碳载二氧化锰氧还原催化剂,并组装了锌空电池。用扫描电镜(SEM)对催化剂和催化膜形貌进行了表征,以恒流法检测了空气电极的极化行为和锌空电池在室温下的放电性能。采用摇摆振动球磨方法制备的碳载二氧化锰催化剂具有优良的氧还原催化性能,当电位为1.1 V(vs.Zn)时,空气电极电流密度达到226 mA/cm2;终止电压为1.0 V时,锌空电池比能量可达427 Wh/kg。     

Zn-In合金集流体在电池中的应用

研究了碱锰电池集流体铜钉表面上电沉积Zn In合金的沉积规律及其在7 0mol/L氢氧化钾溶液中的析氢电化学性能,测量了合金中各组分的含量。结果表明:碱性体系中Zn In合金具有较高的析氢过电位,应用含合金镀层的集流体生产的碱锰电池超过了GB/T7112-1998标准。     

金属粉末添加剂对锌镍电池正极性能的影响

通过物理添加方式向锌镍电池正极活性物质氢氧化镍[Ni(OH)_2]中混入银粉、铜粉和钴粉等金属粉末。用极化曲线、电化学性能测试和SEM分析对试样进行研究。银粉对镍电极性能的提升作用好于铜粉;银粉和钴粉能提高电极的耐腐蚀性能,且添加钴粉的镍电极在6 mol/L KOH+10 g/L LiOH溶液中的缓蚀效率最高,铜粉会加速电极腐蚀。综合考虑,添加钴粉的镍电极性能最优,适宜的添加量为5%。该电极以0.2 C充放电(充电6 h,放电至1.2 V),前30次循环的循环保持率为89%,最大放电比容量为247.7 mAh/g。     

TiO2纳米微球的制备及其性能研究

采用熔盐法于700℃制备了TiO2纳米材料,通过XILD、SEM和荧光光谱对样品的结构和性能进行表征。结果表明：产物形貌规整,平均粒径约20nm。组装锂离子模拟电池,通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等方法研究TiO2的电化学性能。电化学测试结果表明,在1．0～2．5V,0．25C下,Li^＋嵌入和脱嵌过程中,在1．73V和1．93V处有两个电压平台。首次嵌锂和脱嵌容量分别为223mAh／g和203．6mAh／g。经过5次循环后放电容量为213．2mAh／g,保持率为95．61％,10次循环后放电容量为183．5mAh／g,保持率为82．29％;15次循环后放电比容量为160．1mAh／g,保持率为71．79％。循环伏安测试显示作为锂电负极的TiO2具有很好的可逆性。