锂离子电池负极材料SnO2-Gn-C三元复合物的制备及其电化学性能

通过两步水热法合成了可用作锂离子电池负极材料的二氧化锡-石墨烯-炭（SnO2-Gn-C）三元复合物.采用X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和电化学测试研究了SnO2-Gn-C复合物的晶型结构、形貌和电化学性能,并考察了反应温度和Sn/Gn物质的量比对复合物电化学性能的影响.实验结果显示,SnO2-Gn-C复合物在200mA· g-1电流密度下初始放电比容量达到1 225mA·h·g-1,50次充放电循环后比容量仍有约229mA.h·g-1.SnO2-Gn-C良好的电化学性能主要归结于大比表面积的石墨烯对SnO2纳米粒子的良好分散作用、石墨烯和炭的高导电性以及炭包覆后的复合物充放电时体积效应的显著减小.     

用碳热还原法合成LiFePO4及其电化学性能研究

为了获得颗粒均匀、细小和优异电化学性能的LiFePO4,采用不同碳热还原方法(固相反应中用乙炔黑作碳源,固相反应中用蔗糖作碳源,半固相反应中用蔗糖作碳源)合成了LiFePO4。制备样品分别用XRD和SEM进行表征,通过充放电试验测试电化学性能。结果显示:半固相碳热还原反应制得的样品颗粒粒径最小、电化学性能最佳。在2.0～4.0V(Vs.Li)范围内、15mA·g-1电流密度下放电,首次放电比容量高达到162mAh·g-1,是理论容量的95.3%;该样品也具有稳定的循环行为。半固相碳热还原法是制备锂离子电池正极材料LiFePO4一种有潜力的合成方法。     

LiFePO4高温固相合成工艺优化研究

采用正交试验法优化LiFePO4固相反应合成工艺,研究预烧温度、合成温度、保温时间等对锂离子电池正极材料LiFePO4电化学性能的影响。结果表明,预烧温度350℃、合成温度650℃、保温时间12h为最佳合成工艺条件。按最佳合成工艺所制样品的首次放电比容量达151．7mA·h／g,循环充放电30周后,其放电比容量仍为140．9mA·h／g。     

Cu微粒包覆Cu/LiFePO4正极材料的制备及性能研究

用高温固相反应法制备Cu微粒包覆的锂离子电池正极材料Cu/LiFePO4。采用X射线衍射、场发射扫描电镜对材料的物相结构和颗粒形貌进行分析和观察,采用恒流充放电、慢扫描循环伏安法和电化学阻抗谱法测试材料的电化学性能。结果表明,Cu微粒包覆使复合材料颗粒分散更均匀,结晶更明显;Cu/LiFePO4（n（Cu）∶n（Li）=1∶15）正极材料首次放电比容量最高为142.8 mA.h/g,与纯LiFePO4正极材料的对应值151.7 mA.h/g相比有所下降;虽然Cu微粒的加入在一定程度上能够提高材料的电子导电率,但在第一周充电时Cu即发生不可逆氧化,导致该复合材料具有较低的放电比容量和较大的首次不可逆容量损失。     

以Mn3O4为锰源合成高性能LiMn2O4正极材料

以Mn3O4为锰源,采用固相反应法,在较低的温度(650℃)制得尖晶石LiMn2O4正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安和恒流充放电等技术对其相组成、微结构和电化学性能进行表征。结果表明该正极材料结晶良好,一次粒径约为150 nm。它的电化学性能,尤其是循环性能,明显优越于在较高温度合成的LiMn2O4。在电流密度为74 mA?g-1时,测得比容量为128 mAh?g-1,在1 480 mA?g-1时,比容量为105 mAh?g-1;在室温、148 mA?g-1充放电200次循环后,容量保持率为93%。     

Bi2S3-MoS2/石墨烯复合材料的合成及电化学储锂性能

为了研发高性能的锂离子电池负极材料,采用水热法合成了Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯复合材料,利用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、热重分析（TGA）和X-射线光电子能谱（XPS）对复合材料进行表征,讨论复合材料的微观结构对电化学储锂性能的影响. 特别是,当Bi与Mo的物质的量之比为1∶4时,Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯的电化学储锂可逆比容量可以达到1 140 mA·h/g,并具有稳定的循环性能. 当充放电电流密度为1 000 mA/g时,其高倍率特性为886 mA·h/g. Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯复合材料优异的电化学储锂性能主要由于MoS₂具有更少的层数和较多的边缘以及Bi₂S₃纳米粒子具有更均匀的粒径,并能很好地分散在石墨烯表面,增强了复合材料容纳锂离子的能力,改善了储锂电极过程的动力学性能.     

基于不同碳源的LiFePO4／C的合成及电化学性能研究

以不同有机碳(月桂酸、葡萄糖和柠檬酸)为碳源合成了橄榄石型LiFePO4/C锂离子电池复合正极材料.研究了不同碳源对LiFePO4/C复合材料的结构、形貌及其电化学性能的影响.结果表明用不同碳源合成的LiFePO4/C复合材料的形貌及颗粒大小不同,影响其电化学性能.其中以葡萄糖作为碳源合成的复合正极材料粒径细小,分布均匀,具有最好的电化学性能,在0.1 C放电电流下,首次放电比容量达143.1 mAh/g,接近LiFePO4的理论比容量(170 mAh/g).     

改进Sol-gel法合成LiFePO4正极材料及其电化学性能

为了获得颗粒均匀、细小和电化学性能优异的LiFePO4, 采用sol-gel方法并添加表面活性剂聚乙二醇(PEG)制备LiFePO4/C。制备样品分别用XRD和SEM进行表征,通过充放电和循环伏安测试电化学性能。结果表明,nPEG/nLFP=1∶1、600 ℃制得样品颗粒均匀,平均粒径约为100 nm,在2.0～4.0 V(vs. Li)范围内,15 mA/g电流密度下放电,首次放电比容量为158 mAh/g,是理论容量的92.9％。制备样品展现良好的倍率性能和循环性能。     

锂离子电池正极材料LiMn0.95Zn0.05PO4/C的固相合成及电化学性能

以PEG为新型碳源,采用简单固相法合成了锌离子掺杂的锂离子电池正极材料LiMn0.95Zn0.05PO4/C。采用XRD和电化学测试分别研究了预分解温度对LiMn0.95Zn0.05PO4/C结构及性能的影响。实验结果表明预分解温度为500℃合成的LiMn0.95Zn0.05PO4/C具有最好的放电性能,0.02 C首次放电比容量可以达到131.7 mA.h.g-1,达到文献较好水平。考察了最佳条件合成样品的倍率性能和循环伏安特性。     

室温下二氧化锰刺球的合成及其电化学性能研究

室温下,以高锰酸钾为锰源,在不同浓度盐酸溶液中合成了球形α-,γ-,δ-MnO2。该合成方法简单,不需要任何模板、表面活性剂和还原剂,室温下即可制备MnO2刺球。采用XRD、SEM对产物进行了结构和形貌的表征。考察了所制备的二氧化锰在锂离子电池中的充放电性能。结果表明,盐酸浓度对产物晶型、形貌和电化学性能产生重要影响。当盐酸浓度为4%时,MnO2为分布均匀的纳米刺球,首次放电比容量可以达到172 mA h.g-1,充放电循环50周后,比容量仍达到100mA h.g-1。     

水解法制备掺氟硅酸亚铁锂正极材料

采用水解法制得纯相掺氟硅酸亚铁锂正极材料.通过XRD衍射、充放电实验、交流阻抗谱、红外光谱、热重等现代手段,研究了所制备的样品的电化学性能.研究表明,通过400、600℃两步烧结可制得具有单斜结构(空间群P21/n)的Li2.05FeSiO4F0.02/C.制备的扣式电池在55℃下,分别以0.3C、1C、2C倍率电流连续充放电30循环时,第1循环的容量分别为116.8、106.5、99.2 mAh.g-1.掺氟改善了硅酸亚铁锂的电化学性能.     

Mg2+掺杂的LiFePO4材料的共沉淀合成与表征

提出了一种采用共沉淀法合成镁掺杂的锂离子正极材料LiFePO4的新方法,研究了合成条件,采用XRD,SEM,循环伏安测定,电化学阻抗谱分析,以及充放电测试对合成的材料作了表征分析．结果表明,采用共沉淀合成方法可以获得性能良好的LiFePO4;Mg^2＋掺杂对LiFePO4结构没有产生明显的影响,但掺杂量的大小对LiFePO4的放电性能有较大影响．     

Effects of different iron sources on the performance of LiFePO_4/C composite cathode materials

Olivine LiFePO4/C composite cathode materials were synthesized by a solid state method in N2 + 5vo1% H2 atmosphere.The effects of different iron sources,including Fe(OH)3 and FeC2O4·2H2O,on the performance of as-synthesized cathode materials were investigated and the causes were also analyzed.The crystal structure,the morphology,and the electrochemical performance of the prepared samples were characterized by X-ray diffractometry (XRD),scanning electron microscopy (SEM),laser particle-size distribution measurement,and other electrochemical techniques.The results demonstrate that the LiFePO4/C materials obtained from Fe(OH)3 at 800℃ and FeCeO4·2H2O at 700℃ have the similar electrochemical performances.The initial discharge capacities of LiFePO4/C synthesized from Fe(OH)3 and FeC2O4·2H2O are 134.5 mAh·g-1 and 137.4 mAh.g-1 at the C/5 rate,respectively.However,the tap density of the LiFePO4/C materials obtained from Fe(OH)3 are higher,which is significant for the improvement of the capacity of the battery.     

锂硫二次电池S-V2O5正极复合材料的制备及其电化学性能

采用不同化学计量比的单质硫和五氧化二钒合成复合材料,应用XRD和SEM表征观察硫-五氧化二钒复合材料,循环伏安、交流阻抗和电池充放电测试材料的电化学性能。结果表明：n（S）∶n（V2O5）为5∶1时具有较好的电化学性能,首次放电比容量为396.7 mAh·g^-1,以0.1 C倍率循环20次后的容量为350 mAh·g^-1。     

锂电池用硫／石墨复合正极材料的制备及性能

在150℃时将单质硫和石墨加热处理,制备硫／石墨插层复合材料．通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）和比表面积测试（BET）对该材料进行了表征,并用该复合材料作为正极活性物质,制备成锂硫二次电池,测试电池的充放电循环性能．结果表明,硫／石墨复合材料用作锂硫二次电池的正极时,可以减缓电池容量衰减速度,电池首次放电容量为950mAh·g^-1,50次循环后容量为420mAh·g^-1．     

MoS2/硼掺杂石墨烯的电化学析氢和储锂性能

为了研发高效低成本的析氢反应(HER)电催化剂和高性能的电化学储锂电极材料,通过一步水热法制备MoS₂/硼掺杂石墨烯（MoS₂/BG）复合材料. 结果表明,少堆积MoS₂纳米片均匀地分散在硼掺杂石墨烯上,并具有较多的无序结构和扩大的层间距. 作为析氢反应电催化剂,MoS₂/BG复合材料表现出较高的电催化活性和较低的Tafel斜率（46.3 mV/dec）;作为电化学储锂电极材料,MoS₂/BG复合材料表现出优异的电化学储锂性能,可逆比容量为1 205 mA·h/g,并具有稳定的循环性能和显著增强的高倍率特性. MoS₂/BG复合材料电化学性能优异是由于硼掺杂改变石墨烯的电子性质和表面特性,以及无序结构较多的弱堆积MoS₂层均匀地分散在硼掺杂石墨烯表面,增加电催化析氢反应的活性位点和电化学储锂能力,降低电极反应的电子转移阻抗,增强电极反应的动力学性能.     

热还原法制备LiFePO4／C复合材料的电化学性能

使用廉价的三价铁Fe2O3为铁源,以蔗糖为还原剂和导电剂,通过热还原法制备了LiFePO4／C复合材料。运用TGA—DAT曲线对反应机制进行了分析,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、恒流充放电和循环伏安测试等测试手段对不同覆碳量合成材料进行了表征和电化学性能检测。结果表明：所合成的LiFePO4均为纯相,其中含碳1．07％的样品0．2C倍率下的放电比容量为143．32mAh／g。