氢驱动化学反应制备Li_7Al_3Si_4合金及其电化学性能

采用氢驱动的化学反应法制备Li7Al3Si4三元合金,研究了高能球磨对其结构、颗粒形貌及电化学性能的影响。结果发现,放氢后的产物主要包含Li7Al3Si4和LiAlSi及微量Si。在550~650℃的范围内,随着反应温度的提高,样品的放氢量有所增加,但颗粒尺寸也有所增大。电化学研究表明,600℃放氢样品的最大放电和充电容量分别为996和845mAh/g,相应的库伦效率为~85%,30个循环后的容量保持率约为50%。高能球磨改变了样品的颗粒形貌和相组成,从而改善了其循环稳定性能。12h球磨的样品的最大放电容量约为968mAh/g,30个循环后的容量保持率约为58%。     

MgNH改性Li-Mg-N-H体系的储氢性能及其机理

研究了MgNH改性的Mg(NH2)2-2LiH体系的吸放氢性能及其机理。结果显示,MgNH的出现明显改变了样品的热分解行为,大部分氢能够在180℃以下放出,但总的放氢量从5.0wt%降低到了4.2wt%。MgNH部分替代Mg(NH2)2提高了样品的吸放氢平台压力,改善了滞后性能。结构研究表明,不同的化学成分导致了不同结构的吸放氢产物。原始Mg(NH2)2-2LiH样品的放氢产物主要为正交结构的亚氨基化物,而包含MgNH的样品的放氢产物为立方结构的亚氨基化物。吸氢后,Mg(NH2)2-2LiH样品能够回到起始反应物质,但包含MgNH的样品中可以明显观察到新的三元亚氨基化物Li2Mg2N3H3。     

FeTi1.3（Mn）y合金的贮氢性能及其吸放氢机理研究

系统研究了ＦｅＴｉ１．３（Ｍｎ）ｙ（ｙ＝０，０．０１３，０．０２６，０．０２９，０．０５２）合金的贮氢性能。研究结果表明，在ＦｅＴｉ１．３合金中添加少量的富Ｃｅ混合稀土Ｍｍ可以显著改善合金铁活化性能，使未经任何活化处理的合金在室温下经较短孕育的期就能吸放氢。这主要是因为，在合金中分别以β－Ｔｉ和颗粒夹杂形式存在的过量的Ｔｉ和少量的Ｍｎ在氢化过程中首先与氢反应，伴随着的晶格膨胀导致合金中出现大量的显     

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。     

La-Mg-Ni系AB3型贮氢电极合金的相结构与电化学性能

XRDRietveld分析显示,LaxMg3-xNi9(x=1.0-2.3)均由六方PuNi3型结构的主相及少量LaNi5及MgNi2杂相组成,主相的晶胞参数随x的增加而线性增大.合金的氢化物仍保持PuNi3型结构,但其晶胞体积有较大的膨胀.电化学测试表明,随x增加,合金的最大放电容量由88.3(x=1.0)逐渐增大到397.5mA·h/g(x=2.0),然后又降低到230mA·h/g(x=2.3).对放电容量超过348mA·h/g的合金(x=1.7-2.2),在放电电流i=400-1200mA/g的条件下,合金的高倍率放电性能(HRD)均随x增加而有不同程度的降低.HRD的缓慢降低主要与合金电极进行电荷迁移反应时的电催化活性的逐渐降低有关,而在x＞2.0时,HRD的快速降低与氢在合金中的扩散速率明显降低有关,上述合金经100次循环后合金的容量保持率为55.7%-62.9%,容量衰退较快与循环过程中La和Mg的氧化腐蚀以及合金较大的吸氢体积膨胀率有关.     

基于工业废料的Si/TiN/TiSi2多相复合锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能

Si负极材料理论容量高,但其电子电导率低和脱嵌锂过程体积变化大易粉化,使其循环稳定性和倍率性能差以及高性能硅基锂离子电池负极材料成本高,这均妨碍了其大规模产业化应用.本研究提出以太阳能电池硅片切割废料Si粉和TiN粉为原材料,采用低成本的活性气体机械球磨法制备了一种高性能的Si/TiN/TiSi2多相复合负极储锂材料.研究发现,Si在H2气氛球磨过程中与部分TiN发生反应,原位生成了纳米尺度的TiSi2,TiN和新形成的TiSi2弥散于亚微米尺度的Si基体中.Si/TiN/TiSi2复合材料的电化学性能与TiN的添加量紧密相关.其中,物质的量比Si/0.2TiN的体系具有最佳的电化学性能,在300 mA·g-1电流密度下,其首次可逆容量为2394 mA·h·g-1,首次库伦效率达75.8％,经过200次循环后,容量仍保持1295 mA·h·g-1,保持率高达54％.在2.0 A·g-1电流密度下的可逆容量达到609 mA·h·g-1.机理分析表明:高导电的惰性相TiSi2和TiN弥散在Si基体中不仅有利于电极材料在充放电循环过程中的电子传输,且有效缓冲了Si在嵌脱锂过程的巨大体积变化.这是TiN添加改善硅基复合负极材料电化学性能的主要原因.     

K_2CO_3添加对提高Si/C负极电化学性能的作用

本文研究了Si/C锂离子电池负极材料中K_2CO_3的添加对提高电极电化学性能的作用及其作用机理。采用恒流充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)研究了不同K_2CO_3添加量对Si/C负极电化学性能的影响;通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法分析了K_2CO_3添加对Si/C负极在循环过程中结构和成分变化的影响。研究结果表明,加入K_2CO_3后,由于电极在循环过程中结构稳定性增强以及电极的固体电解质界面(SEI)膜阻抗和电荷转移阻抗减少,使Si/C负极的循环稳定性和倍率性能得到明显提高。     

钛钒基储氢电极合金研究

研究了铁钒基储氢电极合金(Ti0.8Zr0 2)(V0.533Mn0.107Cr0.16Ni0 2)x(x=5,6,7)的相结构和电化学性能.XRD分析表明合金主要由六方结构的C14型Laves相和体心立方(BCC)结构的钒基固溶体相所组成.C14型LaveS相及钒基固溶体相的晶胞参数和晶胞体积均随着化学计量比x增加而减小.电化学测试表明当化学计量比由x=5增大到x=7时合金放电容量由394.6mAh/g下降到327.8mAh/g,活化次数略有增加,但循环稳定性和高倍率放电能力明显改善.     

一种改善贮氢电极合金电化学性能的新方法

提出一种用以改善AB5型贮氢电极合金的综合电化学性能的新方法,即采用一定强度的外加磁场对电极进行磁化处理,以期提高电极合金的综合电化学性能,结果表明,外加磁场化处理可以不同程度地改善磁体贮氢电极合金La0.9Sm0.1Ni5.0-yCoy(y=2.0,2.5,3.0)的电化学容量,循环寿命以及大电流放电能力等电化学性能,磁化处理对电极合金电化学性能的影响还与合金中的Co含量有关,合金中的Co含量增加,磁化处理后电极中存在的剩剩磁强度瑚之增强,磁化处理对电极合金电化学性能的影响也更为显著。     

SnO2/Ni复合锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能

采用机械球磨法将纳米SnO2和Ni粉末复合,作为锂离子电池负极材料。采用XRD、SEM、TEM和EDS分析球磨过程中材料结构和形貌的变化。对SnO2/Ni复合负极材料的首次库仑效率、循环稳定性及CV曲线等进行测试分析。结果表明:将复合粉末球磨适当时间后,SnO2和Ni可形成结合充分、颗粒尺寸细小、分布均匀的复合材料;SnO2和Ni的复合可有效提高SnO2的首次库仑效率和循环稳定性;SnO2/Ni复合负极材料的循环稳定性随球磨时间的延长而增加,但电极的首次库仑效率随球磨时间的延长呈先增加后下降的趋势;Ni的引入有效减小了SnO2在首次充放电循环过程中生成Li2O的不可逆反应程度,并在随后的循环过程中部分以Li-O化合物的形式进行可逆反应。