纳米氧化钌的制备及其碳纳米管复合电极的超电容特性

利用氯化钌和碳酸氢钠为反应前驱体,采用溶胶凝胶方法制备了粒径小于70nm的超细氧化钌电极材料。将材料在210℃下加热烧结处理后,材料具有良好的表面特性和最大电化学比容量541F·g-1。当烧结温度在250℃以上时,氧化钌材料明显晶化,同时材料比容量迅速降低。伏安特性测试表明以碳纳米管作为基体制备复合电极可以显著改善氧化钌的容量特性,其中碳纳米管质量分数为20%的复合电极其比容量可以达到860F·g-1。恒流充放电测试证明氧化钌/碳纳米管复合电极组成的超电容器具有良好的大电流放电特性。还综合采用扫描电子显微镜、X射线衍射、热失重分析等手段探讨了烧结温度对氧化钌材料的表面特性、材料结构以及电化学特性的影响。     

Ti/Ru_(0.4)Sn_(0.6-x)Mn_xO_2氧化物电极的电容特性

采用热分解法制备Ti/Ru_(0.4)Mn_(0.6-x)Sn_xO_2(x=0,0.3,0.6)三元氧化物电极材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、交流阻抗谱(EIS)和恒流充放电分析Ti/Ru_(0.4)Sn_(0.6-x)Mn_xO_2电极材料的组织结构和电容性能。结果表明:三元氧化物电极中Sn O_2的加入能抑制Ru O_2表面析出,且有利于形成Ru-Mn-Sn-O固溶体氧化物;而Mn O_2的加入可以降低氧化钌的结晶度。三组元相互配合降低离子扩散阻力,提高活性材料的利用率,从而提高Ti/Ru_(0.4)Mn_(0.6-x)Sn_xO_2电极材料的电荷存储能力。Ti/Ru_(0.4)Mn_(0.3)Sn_(0.3)O_2三元电极的比电容可达682 F/g,约为Ti/Ru O_2-Sn O_2和Ti/Ru O_2-Mn O_2二元氧化物电极的2~3倍。     

碳钌复合材料在碱性电化学电容中的应用

采取溶胶凝胶法在活性炭表面原位合成RuO2·xH2O,经150℃热处理后制成的碳钌复合材料首次应用于碱性电化学电容器中。经电化学测试表明,碳钌电极在碱液中具有良好的容量性质和高功率放电特性,当电流密度为1.0A/g,钌含量为15%(质量分数,下同)的复合材料作为碱性电容的正极,其单电极比容量可达274F/g,是空白活性炭材料的1.22倍,并可较好地抑制电容自放电;该复合材料作为碱性电容的负极,相同电流条件下虽然也具有较高的单电极比容量(278F/g),但电容的自放电现象较为严重。     

利用赝电容效应提高Se修饰MnO/Mn3O4复合负极材料的储锂容量及倍率性能(英文)

为了提高锰氧化物负极材料的倍率和循环性能,采用沉淀法及热处理法,通过调控Mn₂O₃与Se粉的反应温度,制备Mn O/Mn₃O₄/Se O_x(x=0,2)复合负极材料。Mn O/Mn₃O₄/Se O_x负极在3 A/g电流密度下经过560次充放电循环后放电比容量为1007 m A·h/g。循环伏安法定量分析结果表明,在2.0 m V/s的扫描速率下赝电容贡献率高达89.5%。研究结果表明,Mn O与Mn₃O₄之间存在明显的协同效应。     

苯甲酸修饰碳纳米管的制备及其负载Co(OH)2的电化学电容性能

以苯甲酸功能化碳纳米管为基底,制备Co(OH)2/苯甲酸化功能化碳纳米管复合材料.苯甲酸官能团在合成过程中发挥了双重作用:既明显改善碳纳米管在去离子水中的分散性,又使得碳纳米管管壁与Co2+表面结合能力大大加强.透射电子显微镜、扫描电子显微镜以及X射线衍射等表征表明,Co(OH)2在碳纳米管上的分散性得到很大改善;电化学实验结果表明,该复合材料拥有优良的电容行为,其比容量在电流密度为5 mA/cm2时达到322.3 F/g,较Co(OH)2/纯化碳纳米管复合材料以及纯Co(OH)2电极高出100 F/g左右.实验结果表明,以苯甲酸功能化碳纳米管为基底可以进一步有效提高Co(OH)2的利用率.     

成分配比对RuO2-Ta2O5二元氧化物电容性能的影响

采用热分解法制备了不同Ru/Ta配比的Ti/RuO2-Ta2O5二元混合氧化物电极材料。采用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)及恒流充放电测试分析了Ti/RuO2-Ta2O5电极的组织结构、伏安特性和恒流充放电性能。结果表明,随氧化钽含量的升高,RuO2-Ta2O5涂层的结晶程度逐渐下降,当Ta2O5含量≥70mol%时,RuO2-Ta2O5混合氧化物完全以非晶态结构存在。Ti/RuO2-Ta2O5电极的比电容随Ta2O5含量的增加呈现先增后减的变化趋势。在Ta2O5含量为70mol%时,电极具有较好的超电容性能,比电容达到621.2F·g-1。     

(Mg_(58)Al_(42))_(0.9)Ni_(0.1)储氢合金的制备及其电化学性能

采用机械合金化制备(Mg_(58)Al_(42))_(0.9)Ni_(0.1)储氢合金,研究其在不同球磨时间下的电化学性能以及添加Ni对其电化学性能的影响.结果表明:合金粉末经球磨后产生Mg_(17)Al_(12)新相,Ni未溶入其它相中;合金的放电容量随球磨时间延长先增加而后又降低,其中球磨20 h的合金放电容量最大,为345.8 mA·h/g;合金的腐蚀速度随球磨时间延长先减慢而后加快, 其中球磨10 h的合金腐蚀电流密度最低,为14.85μA/cm~2,且腐蚀速度最慢;合金的动电位极化曲线出现钝化现象,钝化区间较宽;交流阻抗谱由单容抗弧组成,没有出现扩散尾,腐蚀过程受电化学反应控制;添加Ni后,合金放电容量增大,腐蚀速度减慢.     

Ti/Mn(0.8-x)SnxIr0.2O2电极的电容性能研究

采用热分解法制备了Ti/Mn_(0.8-x)SnxIr_0.2O_2三元氧化物电极材料。通过扫描电子显微镜,X射线衍射、循环伏安和交流阻抗谱等分析了Ti/Mn_(0.8-x)Sn_xIr_0.2O_2电极材料的组织结构和电容性能。结果表明:随SnO_2含量增加,氧化物涂层中正方结构Mn_3O_4相逐渐减少,正方结构SnO_2相逐渐增加。与锰铱二元氧化物相比,SnO_2的加入可明显改善电极材料在0~0.5 V区间的电流响应,并促进氧化锰活性的发挥,但在一定程度上也抑制了氧化铱的活性。SnO_2的加入也改变了电极材料的电荷转移电阻、弛豫时间常数、以及不同频率下的电容响应速度。相比其它电极材料,Ti/Ir_0.2Mn_0.6Sn_0.2O_2电极材料在低频范围(≤1 Hz)有更好的电容响应和更高的活性,因而获得最高的比电容值。     

溶胶凝胶法制备LiCo_(0.12)Mn_(1.88)O_4粉体及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法并结合热处理工艺制备Li Co0.12Mn1.88O4粉体,考察了煅烧温度对Li Co0.12Mn1.88O4粉体形貌、结构及电化学性能的影响。结果表明:随煅烧温度的升高,粉体颗粒尺寸逐渐增大,晶型趋于完整。700℃煅烧10 h得到的Li Co0.12Mn1.88O4颗粒大小均匀,晶型完整。0.5C倍率下首次放电比容量达到117.9 m Ah/g,经100次循环后仍能达到108.8 m Ah/g,容量保持率高达92.3%,表现出良好的循环性能。     

氧化镍的水热制备及超电容性能研究

以聚乙二醇(PEG),碳酸氢铵分别为模板和沉淀剂,通过简单的水热改性制备了前驱体Ni(OH)2,然后经热处理得到NiO.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物的结构和形貌进行表征,用循环伏安(CV)和交流阻抗(AC)对产物的电化学性能进行测试.结果表明,所制备的氧化镍,在0.0-0.5V(vs.SCE)...     

中国科学院成功研制出氧化钛“光开关”材料

采用循环伏安电沉积技术在钛基上获得水合氧化钌(RuOx·nH2O),其比容量为105F/g。通过电化学测试(循环伏安、恒电流充放电)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了沉积物的电化学性质、物相及组成。结果表明:电沉积法获得的水合氧化钌呈非晶态结构,它由多氧化态钌混合羟基氧化物组成。在1.0mol·L-1H2SO4溶液中,该氧化物呈准电容特征,有较高电化学可逆性,可用作电化学电容器电极材料。     

镁基复合贮氢合金的合成及其电化学性能

采用机械合金化法合成了NiB粉末，并将其与MgNi非晶态合金进行机械复合，研究了复合对MgNi贮氢合金电极结构及电化学性能的影响。XRD结构分析表明MgNi—NiB通过机械复合后形成了均一的非晶相。电化学性能测试表明：NiB的复合虽然使得MgNi合金电极的初始放电容量有所降低，但是大幅度地提高了电极的循环稳定性。     

ZrCr2合金对TiV1.1Mn0.9Ni0.5电极合金结构和电化学性能的影响

用两步熔炼法制备TiV1.1Mn0.9Ni0.5-ZrCr2复合电极合金。XRD、EDS、ICP及EIS等分析结果表明：复合合金具有与母体合金相同的双相结构,但是两相的特征参数以及复合合金电极的热力学特性均发生了一系列变化;组分合金在复合过程中产生明显的协同效应;复合合金电极的最大放电容量达到457.2 mAh/g;循环稳定性、荷电保持率和高倍率放电等动力学性能均得到显著改善;1000 mA/g放电电流密度时,复合合金电极的高倍率放电性能是由电极/电解质界面上的电化学反应和合金体内氢的扩散混合控制     

La2Mg0.9Al0.1Ni7.5-xCo1.5Mnx贮氢合金的相结构和电化学性能

研究了Mn替代Ni对La2Mg0.9Al0.1Ni7.5-xCo1.5Mnx(x=0,0.3,0.6,0.9)贮氢合金相结构和电化学性能的影响。XRDRietveld全谱拟合分析表明:Mn替代改变了合金的物相组成和物相的丰度。LaNi3相消失,αLa2Ni7相丰度的变化表现为先增加(x=0,0.3)后减少(x=0.6,0.9),LaMgNi4相和La5Ni19相的丰度则随合金中Mn含量x的增加而增加。Mn替代Ni降低了合金的贮氢容量、最大电化学放电容量和活化性能,La2Mg0.9Al0.1Ni7.2Co1.5Mn0.3合金电极表现出最好的电化学循环稳定性,合金的高倍率放电性能随Mn含量的增加降低,这归因于交换电流密度(I0)和氢扩散系数(D)的降低。     

低钴储氢合金Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3电化学性能研究

为了降低AB5犁储氢合金的成本，对低钴的Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3合金的组织结构和性能进行了研究，并与工业储氢合金MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3进行了对比。实验结果表明：此低钴合金是由LaNi5主相和LaNi3第二相构成。它们的储氢晕（ω,％）分别为1．36％和1．37％，最大放电容量分别为320mAh／g和324mAh／g，循环稳定性为：300次充放电循环后，2种合金剩余容晕都是88％。但Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3的高倍率放电性能明显优于MmNi3．55Co0．75Mn0．4Al0.3合金。主要原因是由于LaNi3第二相的乍成不仪提高了合金颗粒表面的电化学催化活性，而且提高了结构韧性从而抵消了低钴合金颗粒粉化的不利影响。     

镍基金属玻璃电化学特性与线切割实验研究

金属玻璃具有独特的原子结构和优异的材料性能,在产品微小型化、精密化方面已展现出重要而广阔的应用前景。但金属玻璃对微加工过程中温度敏感,且现有的金属玻璃微加工技术还不成熟,在一定程度上阻碍其广泛应用。提出了金属玻璃微细电解线切割加工方法,基于电化学阳极溶解原理对材料进行加工,加工温度低、无加工应力、材料不会晶化,是制造金属玻璃微结构零件理想的技术手段。研究了镍基金属玻璃Ni_(72)Cr_(19)Si_7B_2在不同溶液中的电化学特性,并优化微细电解线切割实验参数,加工出高质量的金属玻璃微结构。     

颗粒度对贮氢合金MlNi_(3.65)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)电化学性能的影响

研究了贮氢合金 Ml Ni3.6 5Co0 .75Mn0 .4 Al0 .2 的颗粒度及粒度分布均匀性对其电化学性能的影响。结果表明 :在2 0 0 m A/g(以贮氢合金的质量计算 ,下同 )的充放电电流下 ,合金的粒度越小 ,首次放电容量越大 ,且活化速度越快 ,但其饱和容量 (活化后稳定的放电容量 )随粒度的增大而增加 ,且在某个最佳粒度时达到最大值 ,然后又逐渐降低 ;该合金的高倍率放电容量与其粒度之间也有相同的规律 ,只是在不同的放电电流下最佳粒度值不同 ,当放电电流小于 60 0 m A/g时 ,3 0μm～ 76μm合金粉的放电容量最大 ,当放电电流等于或大于 60 0 m A/g时 ,4 0μm～ 5 0μm合金粉的放电容量最大 ;放电电流越大 ,颗粒度对合金粉电化学性能的影响越显著 ;在充放电电流为 3 0 0 m A/g时 ,除3 0μm以下的合金粉性能衰减较快外 ,其余各个粒度的合金粉的性能衰减速度几乎相等 ;均匀的粒度分布有利于合金粉电化学性能的提高。     

颗粒度对贮氢合金MlNi_(3.65)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)电化学性能的影响

研究了贮氢合金MlNi3.65Co0.75Mn0.4Al0.2的颗粒浓度及粒度分布均匀性对其电化学性能的影响。结果表明：在200mA/g（以贮氢合金的质量计算,下同）的充放电电流下,合金的粒度越小,首次放电容量越大,且活化速度越快,但其饱和容量（活化后稳定的放电容量）随粒度的增大而增加,且在某个最佳粒度时达到最大值,然后又逐渐降低;该合金的高倍率放电容量与其粒度之间也有相同的规律,只是在不同的放电电流下最佳粒度值不同,当放电电流小于600mA/g时,30μm-76μm合金粉的放电容量最大,当放电电流等于或大于600mA/g时,40μm-50μm合金粉的放电容量最大;放电电流越大,颗粒度对合金粉电化学性能的影响越显著;在放电电流为300mA/g时,除30μm以下的合金粉性能衰减较快外,其余各个粒度的合金粉的性能衰减速度几乎相等;均匀的粒度分布有利于合金粉电化学性能的提高。     

Li3Ni0.1V1.9（PO4）3的电化学性能研究

采用X射线衍射和电化学方法,研究了正极材料Li3Ni0.1V1.9(PO43)的结构和电化学性能。结果表明:Li3Ni0.1V1.9(PO43)具有单斜晶系结构。在室温下,以0.1C倍率放电时Li3Ni0.1V1.9(PO4)3的初始比容量为115mAh/g,从0.1C增加到0.4C经过60次循环后,比容量保持率为97.3%,而未掺杂镍的Li3V2(PO4)3,初始比容量为129mAh/g,60次循环后,比容量保持率仅为69.7%。循环伏安和交流阻抗测试表明,Li3Ni0.1V1.9(PO4)3有较低的极化电阻和较好的可逆性。