模板-电沉积法制备锡钴碳锂离子电池负极材料

以柠檬酸、EDTA为络合剂,CoCl2、SnCl4为主盐的基础电解液,首先在基础电解液中加入硬碳制备Sn-Co-C复合电极材料.SEM观察表明获得的Sn-Co-C复合电极表面为镶嵌C小颗粒的菜花状结构,C物理夹杂在Sn-Co合金中,硬碳的引入使得电极材料的循环性能得到提高,首次充放电比容量分别为563.8和763.2 mA·h/g,而经过50次循环后充放电比容量分别为400.3和416.2 mA·h/g.然后,在基础电解液中加入甲酸,在聚苯乙烯微球(PS)为模板的辅助下制备孔状结构Sn-Co-C复合材料.获得的材料中Sn、Co、C的原子比分别为36.87%,2.82%,20.61%.充放电测试结果表明,孔状结构的Sn-Co-C电极表现出更好的循环性能,首次充放电比容量分别为821.1和946.6 mA·h/g,循环第50次后充放电比容量为401和457.6 mA·h/g,循环第60次后充放电比容量为349.7和401.5 mA·h/g,放电比容量达到400 mA·h/g以上.     

锂离子电池微孔Sn-Co-C负极的制备及其性能

采用模板-电沉积法制备锂离子电池Sn-Co-C微孔负极。首先,采用聚合法制备PS球乳液。然后,再以柠檬酸、EDTA为络合剂,CoCl2、SnCl4为主盐,添加甲酸和PS球乳液的电解液中,电沉积制备Sn-Co-C微孔复合电极材料。随后采用EDS、XRD和SEM分析其元素成分、晶体结构和表面形貌。最后采用恒流充放电和交流阻抗测试其电化学性能。结果表明,电极表面的微孔可以缓解锂电池充放电过程中产生的体积变化所导致的活性物质脱落,提高循环性能和寿命。Sn-Co-C负极组成的电池首次充放电比容量分别为705.4和1105 mA.h.g-1,循环126次后充放电比容量分别为393.3和403.2 mA.h.g-1。     

多孔泡沫铜支撑锡薄膜阳极材料的制备及性能

以三维多孔泡沫铜为基底,采用化学镀的方法制备锂离子电池薄膜Sn负极材料.利用扫描电镜、X射线衍射分析以及恒电流充放电测试等手段研究不同厚度薄膜Sn电极的形态、结构和电化学行为.结果表明:化学镀工艺制备的Sn电极表面的大量微孔和岛状突起不仅增大电极的表面积,而且显著缓解电极在充放电过程中体积的变化;其中镀层较薄的样品C薄膜Sn电极的初始充电(脱锂)容量为660.6 mA·h/g,经100次循环后,容量保持在299.5 mA·h/g,具有较好的循环性能.     

Cu单掺杂和Cu/Al复合掺杂纳米氢氧化镍的结构和电化学性能(英文)

采用超声波辅助沉淀法制备Cu单掺杂和Cu/Al复合掺杂的纳米Ni(OH)2样品,测试样品的晶相结构、粒径、形貌、振实密度及电化学性能。结果表明,样品均具有α相结构且其平均粒度的分布范围窄,Cu单掺杂的纳米Ni(OH)2呈现不规则形态,而Cu/Al复合掺杂的纳米Ni(OH)2呈准球状且具有更大的振实密度。将纳米样品以8%的比例掺入到商业用微米级球形镍中制成混合电极。充放电和循环伏安测试结果表明,Cu/Al复合掺杂纳米Ni(OH)2的电化学性能优于Cu单掺杂的纳米Ni(OH)2的,前者的放电比容量最高达到330mA·h/g(0.2C),比Cu单掺杂样品的高12mA·h/g,比纯球镍电极的高91mA·h/g。此外,Cu/Al复合掺杂纳米样品的质子扩散系数比Cu单掺杂样品的高52.3%。     

微乳液法制备锂离子电池用ZnMn2O4/Mn3O4亚微米棒及其转化反应机理

采用油包水微乳液法再经煅烧制备分级ZnMn2O4/Mn3O4复合亚微米棒。ZnMn2O4/Mn3O4电极在550次连续放电/充电循环中,在500 mA/g充放电电流条件下,其比容量从440 mA·h/g增加到910 mA·h/g,并在100 mA/g下提供1276 mA·h/g的超高比容量,远高于ZnMn2O4或Mn3O4的理论比容量。采用循环伏安法和微分容量分析法研究这种现象的潜在机制,两者均揭示在充放电循环过程中新的可逆氧化还原反应的产生和增强。这种新的可逆转化反应可能是由于电极材料在循环过程中的活化过程引起的,从而解释电极材料容量在循环过程中不断上升的现象;而容量超过理论值表明还有其他因素对容量的增长起作用。     

Cl-和Zn2 阴阳离子复合掺杂α-氢氧化镍的结构与电化学性能

采用化学共沉淀法,制备出Cl-和Zn2 阴阳离子复合掺杂α-Ni(OH)2粉体.样品材料利用XRD、EDS、SEM、IR、DSC-TG和粒度测试仪进行结构形态及物理特性表征分析.同时以其为活性物质合成镍正极材料并组装MH-Ni电池,测试其充放电、循环可逆特性和交流阻抗等电化学性能.实验结果表明,在掺杂物质摩尔比为Cl-:Zn2 =1:3时,Cl-和Zn2 复合掺杂α-Ni(OH)2为层状结构,结晶水含量较高,热分解温度低.其MH-Ni电池在以80 mA/g恒流充电5 h,40 mA/g恒流放电至终止电压为1.0 V的充放电制度下,电化学极化阻抗较小,放电比容量为354.08 mAh/g,放电平台平稳、中值电压高达1.313 V,且经过多次充放电循环后,其电极活性物质仍然保持α-Ni(OH)2状态,电极过程结构稳定,循环可逆性较好,具有较高的电化学活性.     

锂硫电池用气相生长碳纤维增强硫-多壁碳纳米管复合正极的影响(英文)

制备了锂硫电池用硫-多壁碳纳米管纳米复合材料,并分别采用气相生长碳纤维(VGCFs)和导电炭黑作为复合正极的导电添加剂,通过形貌表征(SEM)、恒流充放电测试和交流阻抗分析(EIS)研究VGCFs对硫-多壁碳纳米管复合正极的影响。结果表明:采用VGCFs作添加剂的硫-多壁碳纳米管复合电极具有三维网状结构,其首次放电比容量为1254 mA·h/g,40次循环后容量保持在716 mA·h/g。与采用导电炭黑为添加剂的电极相比,采用VGCFs为添加剂的电极具有更高的活性物质利用率和更好的循环稳定性。相互搭接的纤维状VGCFs可形成稳定的导电网络,抑制正极材料及残存放电产物的团聚堆积,维持电极的多孔性,从而改善电池的电化学性能。     

模板法制备纳米MnO2/CNT复合材料及其在锂电池中的应用

以P123为表面活性剂,采用软模板法合成MnO2/CNT纳米复合材料。采用X射线衍射、热重和差热分析、傅立叶变换红外光谱分析和高分辨率透射电子显微镜对样品进行表征。结果表明,样品为弱结晶的α-MnO2,直径约10nm,长30？50nm,它们附着在碳纳米管壁上。样品的电化学性能通过组成Li-MnO2进行电池充放电和电化学阻抗测试（EIS）,与纯二氧化锰相比,MnO2/CNT纳米复合材料具有更大的初始容量275.3mA·h/g和更好的倍率和循环性能。     

以三维纳米多孔铜膜为集流体锡电极的制备及储锂性能

通过一种新颖的脱合金方法制备厚度为5μm、平均孔径为200~300 nm的三维纳米多孔铜膜,制备过程涉及铜基体上镀锌层的热处理与酸浸过程。以三维纳米多孔铜膜为基体,采用阴极电沉积法制备纳米多孔结构的锡膜电极。应用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析(XRD)和恒流充放电方法对所制备的膜电极的结构与电化学性能进行表征。所制备的多孔锡电极在0.1 C率下的首次充放电中的可逆储锂容量为864 mA?h/g,该容量已接近锡的理论容量(993 mA·h/g);在50次充放电循环后,可逆容量仍有541 mA?h/g。纳米多孔结构、纳米尺度的锡颗粒及高电子导电性的三维纳米多孔铜膜基体等因素是多孔锡电极显示较好储锂性能的主要原因。     

掺Cr改性MnO2的制备及其电化学性能

采用低温固相氧化还原反应法制备出掺Cr的纳米MnO2.通过X射线衍射仪对其结构进行表征,结果表明:所得样品为α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相,以纳米MnO2作为超级电容器的电极材料的单电极活性物质测得其比电容为95 F/g,掺入Cr的电极材料其比电容最大可达到163 F/g.循环伏安和恒流充放电测试结果表明,化学掺杂的配比对MnO2电化学性能的影响较大.当Mn与Cr的摩尔比为100:1时,材料具有较好的放电性能,其放电容量可提高70%.表明化学掺杂Cr有利于提高MnO2电极的电化学性能.     

Preparation and Lithium Storage Performance of NiO/ C@CNT Anode Material

将核壳的聚吡咯基的碳@碳纳米管(C@CNT)与纳米片组装的氧化镍 (NiO) 微球结合,制备了一种多孔的锂离子电池负极材料(NiO/C@CNT),该材料 (NiO/C@CNT) 与纯的 NiO和 NiO/CNT 相比,其容量值和循环稳定性能明显提高。在 50 mA·g-1的电流密度下,经过20次循环后,其可逆容量达到573 mA·g-1,容量保持率为68.6%。这些性能的提高是由于核壳结构的C@CNT的导电缓冲性引起的。C@CNT具有诸如多孔结构、大比表面积、高电化学活性、高电子导电性和良好的浸润性等许多优点,这些优点有利于避免电极材料显著的体积变化,因此在锂嵌入和脱出过程中可减少电极容量衰减并提高传质速率。     

热处理对超级电容器MnO2电极电化学性能的影响

采用阳极电沉积法制备MnO2粉末,并在不同温度(200～450℃)下对MnO2热处理,通过XRD分析热处理温度对MnO2粉末物相结构的影响,采用循环伏安法、恒流充放电法测试热处理温度对MnO2电极电化学性能的影响。结果表明:随着温度的升高,MnO2由原始的γ-MnO2逐渐变为β-MnO2,MnO2电极的比容量先增加后减小;当温度为300℃时,MnO2电极的比容量达到最高,在0.5 mol/L Na2SO4溶液中循环伏安扫描速度为10 mV.s-1条件下,电极比容量为156 F.g-1,且此时电极的稳定性良好,在10000个循环充放电内MnO2电极比容量几乎无衰减。     

氧化镍/碳@碳纳米管负极材料的制备及储锂性能(英文)

将核壳的聚吡咯基的碳@碳纳米管(C@CNT)与纳米片组装的氧化镍(Ni O)微球结合,制备了一种多孔的锂离子电池负极材料(Ni O/C@CNT),该材料(Ni O/C@CNT)与纯的Ni O和Ni O/CNT相比,其容量值和循环稳定性能明显提高。在50 m A·g-1的电流密度下,经过20次循环后,其可逆容量达到573 m A·g-1,容量保持率为68.6%。这些性能的提高是由于核壳结构的C@CNT的导电缓冲性引起的。C@CNT具有诸如多孔结构、大比表面积、高电化学活性、高电子导电性和良好的浸润性等许多优点,这些优点有利于避免电极材料显著的体积变化,因此在锂嵌入和脱出过程中可减少电极容量衰减并提高传质速率。     

核壳结构C@MnO_2电极材料的制备及其性能研究

以葡萄糖作为碳源,通过一步水热合成法制备出了粒径分布均匀、单分散性良好的胶体碳球。并充分研究了反应时间、反应温度对碳球形貌的影响。随后用胶体碳球和KMnO_4通过简单的氧化还原反应,制备出了具有核壳结构的C@MnO_2复合微球。对制备出的C@MnO_2复合微球进行了循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学测试。以葡萄糖为碳源制备出的碳球直径在100~200 nm之间,且在对比条件下,当温度为180℃,时间为9 h时,制备出的胶体碳球单分散性好,产率高。通过电化学测试表明复合微球在以1 mol/L Na2SO4为电解液、当电流密度为0.1 A/g时,其比容量为126.3 F/g。     

Y2O3/TiO2复合空心微球的制备与表征

以表面富载羧基的聚(苯乙烯-丙烯酸酯)(PSA)阴离子乳胶粒为模板制备了PSA乳胶粒/钇盐水解产物/钛盐水解产物复合核壳微球,在空气中一定温度下煅烧后得到550 nm左右的内镶Y2O3的TiO2空心微球.用SEM、TEM、TG-DTG、IR和XRD对样品进行了分析表征.结果表明当钇盐水解产物包覆量/钛盐水解产物包覆量比值很小时,复合核壳微球煅烧后得到Y2O3/TiO2复合空心微球,当钇盐水解产物包覆量/钛盐水解产物包覆量比值较大时,煅烧复合核壳微球后得到新相Y2Ti2O7,导致球壳大部分破碎成小粒子.     

SnO_2纳米棒负载Pd-Sb催化甲酸电氧化

采用溶剂热法制备了SnO_2纳米棒载体,用溶剂热还原法制备了Pd/SnO_2催化剂和不同Pd/Sb原子数比的系列PdSb/SnO_2复合催化剂。用XRD、SEM、TEM、EDS等手段对样品进行分析表征,并以循环伏安法对比评价催化剂对甲酸的电催化氧化性能。表征结果表明,制备所得SnO_2纳米棒载体为针状,大小均匀,平均直径为100 nm;负载所得催化剂中活性粒子大小约为13.5 nm,掺杂Sb后,粒径约为9.5 nm。电催化氧化性能对比结果表明,Pd/Sb原子数比为4:1的Pd_4Sb/SnO_2复合催化剂对甲酸的氧化具有较好的催化能力,当E=0.25 V(vs SCE)时,Pd_4Sb/SnO_2上甲酸氧化的峰电流密度达到25 mA/cm~2,远远高于Pd/SnO_2催化剂。     

核壳结构石墨/磁性纳米合金复合微球的制备

以硫酸亚铁、硝酸钴、硫酸镍、碳酸钠和石墨微球为主要原料,利用非均相沉淀工艺分别制备出水合氧化铁、碱式碳酸钴和碱式碳酸镍包裹石墨微球的前驱体复合微球;然后将前驱体复合微球于600℃热还原处理2 h,分别得到了钴铁、铁镍和钴镍磁性纳米合金颗粒层均匀包裹石墨微球的粉体材料.利用SEM,EDS,XRD对前驱体复合微球和核壳结构石墨/磁性纳米合金复合微球的形貌、成分、物相进行了表征,利用VSM对核壳结构石墨/磁性纳米合金复合微球的磁性能进行了研究.这些核壳结构复合微球的磁性合金颗粒层分别由晶粒为37.9 nm的Co0.5Fe0.5、38.5 nm的Fe0.5Ni0.5和38.2 nm的Co0.5Ni0.5组成,相应的矫顽力分别为36676,20972,16894A/m.     

Mg-Co复合掺杂对LiFePO4电化学性能的影响（英文）

通过固相反应制备了Mg2+和Co4+复合掺杂的LiFePO4电极材料。采用X射线衍射、恒电流充放电和循环伏安研究复合掺杂对 LiFePO4结构和电化学性能的影响。结果表明:复合掺杂能够提高 LiFePO4的首次放电比容量,0.1C和1C的放电容量分别达到147.2mA·h/g 和133.3mA·h/g。循环伏安测试结果表明:复合掺杂改善了LiFePO4的导电性能,增强了Li+的脱嵌可逆性。     

共沉积Co3O4-石墨负极材料及其在锂离子电池中的循环性能

在0.5 mol/L Co(NO3)2溶液中添加石墨粉,在铜箔集流体的表面电化学共沉积前驱体薄膜,然后在245℃真空热处理使之形成Co3O4-石墨粉复合负极材料.研究了共沉积Co3O4-石墨负极材料在锂离子电池中的循环性能.XRD分析和SEM观察表明,该电极材料结构由蜂窝状的Co3O4包覆石墨粉复合而成,Co3O4晶粒尺寸为0.7～2.2 nm.0.5C充放电倍率测试表明,在0.5 mol/L Co(NO3)2电解液中添加5%石墨粉形成的Co3O4-石墨复合材料负极的性能最好,该电极的初始充电比容量为872.7 mA·h/g,第20周循环的充电比容量为732.7mA·h/g,第50周循环的充电比容量为545.2 mA·h/g,比容量保持率分别为83.96%和62.47%;而纯Co3O4电极的初始充电比容量为665.3 mA·h/g,经过20次循环后充电比容量为407.9 mA·h/g,第50周循环的充电比容量为124.5mA·h/g,保持率仅分别为61.31%和18.31%.     

α-MoO3/CRF复合电极的制备及其在超级电容器中的应用

以(NH4)6Mo7O24·4H2O和HAc为原料, 制备了超级电容器电极活性材料α-MoO3粉末, 并以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料, 碳酸钠(C)为催化剂, 制备了炭气凝胶(CRF). 用X射线衍射仪和扫描电镜对α-MoO3和CRF进行了表征. 研究了不同配比的α-MoO3和炭气凝胶组成的α-MoO3/CRF复合电极的电化学性能. 循环伏安、恒流充放电实验显示了所制备的炭气凝胶以及α-MoO3/CRF复合电极材料具有良好的电化学性能. 炭气凝胶电极的比容量为110.8 F/g, 而当α-MoO3含量在10%时, α-MoO3与炭气凝胶复合制成的新型电极材料的比容量为279.8 F/g, 且所制备成的电容器的比电容可达47.6 F/g.