球磨法制备Sn-Co合金及其可逆储锂性能

以原子比为1:1的Co与Sn金属粉为原料,采用球磨法制备了锂离子电池负极Sn-Co合金,研究了其形成机理及可逆储锂性能.结果表明,球磨先形成CoSn3和CoSn2等中间相,最后形成CoSn2相,继续球磨,CoSn2相的晶粒尺寸先逐渐减小后趋于稳定.晶粒的细化有利于提高合金的首次可逆容量和循环性能,球磨50 h后,首次可逆容量接近最大值,为426 mAh/g,30次循环后容量保持率为67.1%.热处理后,物相转变为CoSn相,提高了合金的循环性能,30次循环后容量保持率为73.7%,但热处理过程中晶粒和颗粒的长大使首次可逆容量降低.     

球磨对Sn-Co合金结构和电化学性能的影响研究

以金属Sn、Co粉末为原料,采用先固相烧结再球磨的方法制备了CoSn2/CoSn和Co3Sn2合金,考察了不同原料配比条件下球磨对合金形貌、结构和电化学性能的影响.结果表明,按照目标产物配比可分别获得单相CoSn2、CoSn和Co3Sn2合金,且合金经过球磨后晶粒细化;球磨可提高Sn-Co合金的电化学性能,对CoSn2的循环性能提升效果显著,经过25次循环后的容量保持率提升了16.5％;对CoSn和Co3Sn2的容量和充放电效率提升效果显著,CoSn的首次放电容量和充放电效率分别提升了167 mAh/g和16.6％,Co3Sn2分别提升了151mAh/g和21.5％.     

电解液中添加Cu(OH)2对La2MgNi7.5Co1.5 贮氢合金电极电化学性能的影响

采用电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)和电化学测试研究了在6 mol/L KOH电解液中添加Cu(OH)2对La2MgNi7.5Co1.5贮氢合金电极电化学性能的影响.结果表明,合金电极外表面上被镀上Cu膜,Cu膜的厚度和致密性随充放电循环次数的增加而增加,合金电极表面形成致密性Cu膜,可以有效地抑制电极内部贮氢合金的氧化,但对贮氢合金颗粒粉化的抑制作用不明显.在电解液中添加Cu(OH)2,增加了La2MgNi7.5Co1.5合金电极的活化次数,降低了该合金电极的高倍率放电性能,但对合金电极的最大电化学放电容量没有负面影响.此外,利用电沉积方法在电极表面镀Cu膜能够明显改善该合金电极的电化学循环稳定性.     

SnCo1-xYx/C纳米晶复合材料的制备及电性能

采用先烧结后球磨的方法制备SnCo1-xYx/C(x=0,0.03,0.1,0.3,0.5)纳米晶负极材料,考察了Y添加量对材料结构和电化学性能的影响。结构分析表明,SnCo/C是由CoSn相和炭黑组成,对于SnCo1-xYx/C,当x=0.03时,出现了CoSn2相,当Y含量较高时,出现了Sn和Y2O3,CoSn与CoSn2相以纳米晶尺度均匀分布在颗粒中。少量Y固溶于CoSn和CoSn2相以及存在于它们的晶界或相界,其余大部分Y与O形成Y2O3分布在颗粒边缘。电化学分析表明,随着Y含量的增加,SnCo1-xYx/C的首次放电容量和循环性能都呈现先增加后减小的趋势。当x=0.1时,放电容量接近最大值,为378mA·h/g,循环性能达到最大值,50次循环后容量保持率为87.6%。     

锂离子电池中纳米Cu-Sn合金负极材料的制备与性能研究

将反相微乳液工艺用于制备纳米储锂合金，成功地制备出了具有非晶结构的Cu-Sn合金纳米颗粒，避免了电极的粉化问题，改善了合金负极的循环性能．但纳米合金表面固体电解质膜（SEI膜）的成膜反应造成了较大的不可逆容量．纳米颗粒之间的接触电阻导致了电极导电性较差．实验证明，纳米Cu-Sn合金的颗粒尺寸与电极中导电剂含量的匹配问题对电极的电化学性能有较大的影响，当导电剂含量为40％时，粒径范围在50-60nm的Cu-Sn合金具有最佳的电化学性能。     

微生物燃料电池阴极材料制备与性能研究

采用化学还原法制备了微生物燃料电池阴极材料Sn-Co合金,研究了Sn-Co合金的物相组成、表面形貌和充放电性能,并对比分析了热处理对阴极材料Sn-Co合金电化学性能的影响。结果表明,热处理前Sn-Co合金的物相组成为CoSn、CoSn_2、Sn_3O_4、SnO_2化合物以及单质Sn和Co;热处理前Sn-Co合金试样表面可见尺寸不等的细小颗粒,尺寸约在2～10μm,颗粒外表面呈现毛絮状结构特征;220℃×10 h和300℃×5 h的热处理后阴极材料Sn-Co合金的循环效率在稳定阶段高于热处理前Sn-Co合金的循环效率;220℃×10 h是阴极材料Sn-Co合金适宜的热处理工艺。     

纳米Ni(OH)_2/Ni-Ti-O纳米管阵列复合电极的制备及其对甲醇的电催化氧化性能

阳极氧化NiTi合金板获得了Ni-Ti-O纳米管阵列(NTOs),并将其在氢气气氛中加热至500℃还原处理2 h。采用简单的溶盐浸渍法,将Ni(OH)_2纳米颗粒负载在NTOs上制备Ni(OH)_2/NTOs/Ni Ti复合电极。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安法(CV)表征电极的表面形貌、电极表面的元素价态和其对甲醇氧化的电催化性能。研究了不同浸渍时间和Ni源浓度等工艺参数对电极微观形貌和电催化氧化性能的影响。结果表明:随着浸渍时间的延长和Ni源浓度的增加,电极上负载的催化纳米颗粒尺寸逐渐增大,氧化峰电流密度先升后降。在25℃时,将NTOs依次浸渍在0.2 mol/L NiCl_2·6H_2O乙醇溶液和0.2 mol/L NH_4OH乙醇溶液中各12 h后,可得到电催化性能良好的纳米Ni(OH)_2/NTOs电极,氧化峰电流密度达到38.41 m A·cm~(-2)。经1000次循环后,电极峰电流密度为原来的75.7%,表明纳米Ni(OH)_2/NTOs电极有良好的循环稳定性。     

石墨烯/银纳米复合膜对非晶态Mg-Ni-La贮氢合金的表面改性及机理

采用熔体快淬法制备Mg_(65)Ni_(27)La_8非晶电极合金带,采用氧化还原法成功制备石墨烯/纳米银复合膜(G/A),通过高能球磨将G/A膜成功引入电极合金进行表面包覆改性。通守X射线衍射仪、场发射扫描电镜、激光拉曼光谱仪和高分辨电镜表征显示:还原后的石墨烯呈卷曲的大片层结构,尺寸在2~5μm之间,银纳米颗粒均匀地分散在石墨烯片层上,尺寸在10~20nm之间。用恒流充放电的方法在三电极电池测试仪上测定其电化学循环性能,实验结果表明改性后合金表面的氧含量由21%降低为包覆后的10%,G/A膜有效阻止合金表面的腐蚀和粉化开裂,包覆改性后电极合金的极限电流密度提高了2.54倍,电极的接触阻抗降低87.2%,电极合金的最高放电容量由610.8mA·h/g上升为814.8mA·h/g,经过20个循环后的放电容量保持率由79.86%提升为85.76%,显著提高其电化学性能。     

La掺杂对NiCo/Cu的显微结构及电催化性能的影响

本文通过简单的一步水热法在铜片上负载La掺杂NiCo合金制备催化电极。借助XRD、FESEM、循环伏安测试研究了溶液中Ni2 +/Co2 +摩尔比、La掺杂量对试样物相、显微结构、负载量及甲醇电催化氧化性能的影响。研究表明: Co元素的引入使生长的颗粒粒径增大，负载量显著增加。随着溶液中Co2+量的增加，峰电流密度先增后减。Ni2+/Co2+摩尔比在8：2时性能良好，与Ni/Cu 电极相比，峰电流密度提升了约28.4%。La的掺杂使NiCo颗粒呈现多边化，进而影响电化学性能，随着La的掺杂量的增加，峰电流密度先升后降，掺杂0.1 mmol/L La3+的试样获得良好的性能，峰电流密度达到了50.36 mA/cm2，2000次循环后仍保留近初始的100%，具有优异的稳定性，有望用于直接甲醇燃料电池（DMFC）阳极材料。     

Cu对Sn-Co/C复合材料结构和电化学性能的影响

分别以单质Cu粉和CuCO3.Cu(OH)2为Cu源,采用固相烧结法制备锂离子电池Sn-Co-Cu/C复合材料,利用SEM、XRD和电池程控测试仪研究Cu对材料结构和电化学性能的影响。结果表明:Sn-Co/C复合材料由CoSn相和微量CoSn2组成,添加Cu粉或CuCO3.Cu(OH)2的Sn-Co-Cu/C均由大量CoSn、α-Co3Sn2和少量CoSn2组成;添加的Cu固溶于Sn-Co合金,使颗粒细化,同时比表面积也增大。添加Cu粉和CuCO3.Cu(OH)2的Sn-Co-Cu/C的首次充电、放电容量分别为467、319 mA.h/g和489、326 mA.h/g,经过40次循环后容量保持率分别为83.4%和86.8%;添加Cu导致多相的形成以及颗粒的细化,增加了Li+的扩散通道和增强了材料的结构稳定性,从而显著改善了材料的电化学性能。     

Electrochemical characteristics of CoSnx alloy composite anode forlithium-ion rechargeable batteries

Nano/micro-scaled CoSnx alloy powders synthesized via carbothermal reduction at 800 ℃ with different compositions were characterized for anode materials in Li-ion battery. The synthesized spherical CoSnx particles show a loose nano/micro sized particle structural characteristic, which is apparently favorable for the improvement of cycling stability. The prepared CoSn3 alloy composite electrode exhibits a low initial irreversible capacity of ca.130 mAh·g-1 and a high specific capacity of ca.440 mAh·g-1 at constant current density of 100 mA·g-1 . The relatively large particle size is considered to be the main reason for the lower irreversible capacity of CoSn3 electrode.     

LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)滴涂TiO_2复合电极的制备及电化学性能

采用共沉淀还原扩散法制备AB3型储氢合金LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5),水热法制备TiO_2光催化剂粉体,表面滴涂法制备Ti O2/LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)光催化剂复合电极,并用XRD对合金和光催化剂结构进行分析,在电池测试仪上对复合电极在有、无光照条件下的电化学性能进行测试。结果表明,在无光照条件下复合电极的活化性能和最大放电容量较原合金电极性能有所下降,合金充放电的循环稳定性能有所提高。光照条件下,表面滴涂20%TiO_2复合电极的电化学性能比无光照时大幅提高,且最大放电容量比未涂覆的原合金电极提高25 m Ah·g~(-1)。说明TiO_2光催化剂通过表面滴涂方式对储氢合金修饰效果较好。     

球磨包覆镍对A2B7型合金电极电化学性能影响的研究

为进一步改善A2B7型贮氢合金电极的电化学性能,以La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06为研究对象,用未包覆合金粉末和球磨包覆镍处理不同时间的合金粉末制备合金电极,研究了合金电极的电化学性能和动力学性能.结果表明:合金粉末经球磨包覆镍处理后制得的合金电极,其活化性能及循环稳定性有所提高;球磨包覆镍处理可提高合金电极的交换电流密度J0,改善其电催化活性,降低电化学阻抗,加快电荷迁移速率,从而提高合金电极的高倍率放电能力.     

Degradation analysis of nickel／metal hydride battery and its electrodes materials

The results indicate that during charge and discharge, the expansion of Ni(OH)2 crystal, pulverization of MH alloy particles and falling off from current collector are identified as the main causes for deterioration of Ni/MH batteries. Meanwhile, the contact resistance of inner battery increases due to the deterioration of the negative and positive electrode, and these changes lead to increasing battery body temperature and damaging its electrode and separator. The fibre‘s expansion and hole‘s diminishment of battery’s separator after degradation will affect the electrochemical performance and cycle life of Ni/MH batteries.     

热处理对La0．7Mg0．3Ni2．8Co0．5贮氢合金电化学性能的影响

La0．7Mg0．3Ni2．8Co0．5贮氢电极合金经过适当热处理后(1123K)，最大放电容量、循环稳定性、高倍率放电性能(HRD)、交换电流密度(I0)以及极限电流密度(IL)都有明显改善，铸态合金电极的最大放电容量为392mAh／g，放电电流密度，Id=2000mA／g时，HRD2000=74．0％，I0=266．7mA／g，IL=3425．5mA／g；经1123K保温8h退火的合金电极的最大放电容量提高到414mAh／g，HRD2000=76．2％，I0=407．9mA／g，IL=3753．6mA／g。X射线衍射(XRD)分析表明，衍射峰宽度随着退火温度的升高而变窄，其原因是合金经退火处理相结构的变化和成分的均匀化。     

Activation of Zr0.8Ti0.2Mn0.4V0.6Ni electrode by hot-charging treatment and its cycling performance for Ni-MH secondary battery

An electrode with a composition Zr_0.8Ti_0.2Mn_0.4V_0.6Ni was activated by hot-charging treatment at various current densities and for different times, and then its cycling performance was examined. The first discharge capacity increases as the hot-charging times and the current density increase. The hot-charging and the charge–discharge cycling create cracks on the surface of the particles and make the particles smaller, leading to the exposure of the clean surfaces of the particles.

The form of the cycling performance curve of the alloy with small and large particles is suggested. The surface of the electrode, analyzed by energy-dispersive spectrometry (EDS), shows an gradual increase in the atomic ratio of Ni as the number of cycle increases. The electrolyte after 50 cycles analyzed by ICP have relatively large concentrations of V and Zr.