镁电池正极材料V2O5微球的制备及电化学性能

利用水热法合成了具有多级结构的V_2O_5,通过调节溶液p H值,探究了材料微观形貌的变化,并将材料制成极片,以纯镁为负极,0.25 mol/L Mg(AlCl2EtBu)2为电解液组装成镁离子电池进行测试。在不加酸的情况下,生成的V_2O_5样品是由纳米棒自组装微球堆积而成的,但其电化学性能较差,在50 mA/g的电流密度下首圈放电比容量只有102.8mAh/g,经过30次循环后仅能保持在69.5 mAh/g。而在酸性条件下(pH=2或3),制得的V_2O_5样品均呈现薄纳米片自组装形成的花状微球。在pH=3时,制得的V_2O_5首圈放电比容量可提高到113.7 mAh/g,经过30次循环后仍保持在79.7mAh/g。这些电化学性能的提升,得益于在酸性条件下,生成的V_2O_5具备更高的比表面积和更为疏松多孔的结构。     

可充镁电池的研究和发展趋势

可充镁电池是近年来发展的一种极有潜力的新型可充电池.它具有能量密度高、价格低廉、操作安全等优点.本文对可充镁电池的特点,特别是正、负极材料和电解质溶液的研究现状及其发展前景进行了介绍.     

纳米FeSe2正极材料制备与镁电池中性能表征

采用溶剂热法,利用表面活性剂的分散作用成功合成了FeSe₂纳米颗粒,将其作为正极材料组装可充镁电池,并进行电化学性能测试。结果显示,FeSe₂正极在100 mA/g电流密度下首次放电比容量为119 mAh/g,并在循环过程中展现出比容量的逐渐升高,在循环48次后获得最大放电比容量628mAh/g,同时具有良好的循环稳定性,在100次循环后仍保持581 mAh/g的放电比容量。非原位TEM、XPS和同步辐射软X射线吸收谱分析表明,FeSe₂正极在循环过程中,铜集流体会参与正极电化学反应并形成含铜化合物,在正极材料中形成导电通路,这有利于电化学反应过程中电子的转移。因此,FeSe₂纳米颗粒充分参与正极转化反应,并展现出高容量和长循环稳定性,为镁电池中的集流体和硒族化合物的匹配性设计提供了新的思路。     

可充镁电池有机电解液的研究进展

对有机格氏试剂盐系列电解质的研究进行了总结.镁的沉积过程是复杂的吸附过程.吸附物决定了沉积的形貌,时循环效率有很大影响.Mg(AX4-nRn)2型有机镁盐(其中A=Al、B、As、P、Sb、Ta和Fe等,X=Cl、Br和F,R=烷基或芳基)可以看作是Lewis碱R2Mg和Lewis酸AX3-nRn的反应产物,溶液中Lewis酸的浓度决定了电液的分解电位,R基的含量决定可逆性的好坏,以THF/Bu2Mg-(AlCl2Et)2体系性能最佳.     

锂离子电池正极材料Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的制备及其性能研究

锰酸锂正极材料在充放电循环过程中容量衰减严重,严重影响其大规模应用。针对其容量衰减严重的问题,通过固相制备出Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4正极材料,并用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)、充放电测试、CV和EIS对其结构、形貌及电化学性能进行了研究。结果表明,Mg2+、Na+的掺杂未改变Li Mn2O4的结构。在0.2 C下,样品Li Mn2O4和Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的首次放电比容量分别为127.1 m Ah/g和123.3 m Ah/g,充放电循环100次后,其容量保持率分别为77.34%和94.81%,Mg2+、Na+掺杂后,材料的初始放电比容量略有降低,但循环性能明显得到了改善。在10 C下,Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的放电比容量高达92.4 m Ah/g。实验表明,Mg2+、Na+的共同掺杂有效改善了Li Mn2O4的循环稳定性和倍率性能。     

镁锂混合电池TiO2空心球正极材料的制备与性能

探究了利用硬模板法,通过SiO2纳米球模板及钛酸四丁酯的水解包覆最终刻蚀获得具有规则形貌的锐钛矿型TiO2空心纳米球,并以所得TiO2空心纳米球作为正极材料、纯镁为负极,分别以0.4 mol/L PhMgCl-AlCl3/THF(APC)+1.0 mol/L LiCl为混合双盐电解液组装镁锂混合离子电池以及以0.4 mol/L APC电解液组装镁离子电池进行电化学测试对比.实验结果表明,所制得的锐钛矿型TiO2空心纳米球在镁锂混合离子电池中作正极时,60 mA/g电流密度下首次放电比容量72.9 mAh/g,50次循环后能保持102.5 mAh/g,然而,当其作为镁离子电池正极材料时,表现出较差的电化学性能.实验结果表明:TiO2空心纳米球的空心结构设计和氯化锂作为电解液添加剂有助于改善正极材料的电化学性能.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成与性能

采用Sol-Gel法和共沉淀法成功合成了尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电化学测试对不同合成方法对材料性能的影响进行表征。结果表明制备方法对材料的结构、形貌以及电化学性能具有较为重要的影响。     

Mn_3O_4合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4

以Mn3O4为原料,在氧气气氛中用固相反应法制备尖晶石结构正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒流充放电测试考察了反应温度、反应时间和锂用量等工艺条件对合成产物的结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明通过控制工艺条件可以优化材料的电化学性能,其中锂用量为1.02,在900℃反应2h所合成LiNi0.5Mn1.5O4具有Fd3m尖晶石结构,放电比容量为140mAh/g、40次循环后容量保持率为94.8%。     

纳米材料Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的合成及性能研究

以低熔点盐为原料,通过熔盐法及煅烧合成纳米富锂正极材料Li_(1/2)Ni_(0.3)Mn_(0.6)O_2。煅烧温度对产物的结构、形貌和电化学性能有直接影响。在800℃烧结10 h可得到粒径均一、层状结构良好、具有良好循环性能和较高倍率性能的纳米富锂材料。在2.0~4.8 V以1.0 C(200 mA/g)倍率充放电,首次放电比容量为185 mAh/g,循环50次的容量保持率为94%。     

锂离子电池正极材料的熔盐法合成研究进展

新颖的合成方法熔盐法具有工艺简单、成本低廉等特点,是最有希望进行商业化生产的方法之一.介绍了熔盐法合成各种正极材料的实验方法及电化学性能,探讨了影响电化学性能的若干因素,并对各种熔盐方法进行分类,分析总结了熔盐法所具有的优势及需要克服的问题.     

c-V2O5正极材料电化学性能的研究

介绍了用商品c—V2O5作正极材料组装成扣式试验电池并对电池进行了性能测试：从理论上分析了c-V2O5电极的电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安特性(CV)、首次恒流放电(CD)和循环性能特性线(DC)。CD和DC测试结果显示,以60mA／g的电流密度充放电,其首次放电比容量高达220mAh／g,充放电效率可达97％,循环35次后,容量保持率仍可达47％。     

锂离子蓄电池LiCoO2正极材料的过充电行为

研究了不同充电终止电压(分别为4.3、4.5、4.8、5.0 V)的充放电循环和不同倍率充电对钴酸锂电极性能的影响.结果表明:电池充电终止电压越高,电量转换效率越低,电极活性衰减越严重,用扫描电子显微镜法(SEM)与X射线衍射光谱法(XRD)分析说明电池性能衰退是由于LiCoO2结构变形,颗粒粉化团聚且形成惰性物质Co3O4造成的.同时,在充电终止电压为4.8 V的条件下,1.5 C充放电循环后,电池0.2 C的充放电性能下降严重.     

新能源汽车电池负极材料的制备与电化学性能

采用静电纺丝法和退火相结合的方法制备了电池负极Fe7Se8/N-CNFs复合材料,并与块状Fe7Se8进行了微观结构和电化学性能对比分析.结果表明,复合材料中氮掺杂碳纤维表面弥散分布着细小Fe7Se8粒子(比表面积约50.2 m2/g),而块状Fe7Se8电极中Fe7Se8粒子团聚成块状(比表面积约为9.9 m2/g).经过100次循环后,复合材料电极和块状Fe7Se8电极的容量保持率分别为91.4％和76.4％;复合电极材料在0.2～20 A/g电流密度下的放电比容量都要高于块状Fe7Se8电极.在电流密度高于2 A/g时,Fe7Se8纳米粒子/氮掺杂碳纤维复合材料就具有相较Fe7Se8/N掺杂碳、NiSe2/C中空微球和MoSe2/CNT等更高的容量;Fe7Se8纳米粒子/氮掺杂碳纤维复合材料具有相较于块状Fe7Se8电极更好的高倍率放电性能,这主要与Fe7Se8粒子较好地锚定在N-CNFs上起到协同作用有关.     

锂离子电池负极材料AB_2O_4的制备及电化学性能

介绍了一类复合氧化物锂离子电池负极材料AB_2O_4(A=Co,Zn,Ni;B=Mn,Co,Zn)。综述了该系负极材料的研究现状,对各种材料的合成方法及电化学性能进行总结和探讨,展望了该系材料的发展趋势。     

锂离子电池SiO/C负极材料制备及电化学性能

以一氧化硅、葡萄糖以及AGP-8石墨为原料,通过行星球磨和后续的高温热解制备SiO/C复合负极材料。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征,经较高温度热处理得到的复合物中含有单质硅材料。复合材料电极电化学测试显示,经1 350℃热处理得到复合材料循环38周后,容量保持率接近100%,这主要源于稳定的材料结构能够在一定程度上承受嵌/脱锂过程中硅体积的变化。     

锂离子电池正极材料聚三苯胺的合成及性能

采用氧化聚合的方式合成了锂离子电池正极材料PTPAn。通过XRD、FT-IR、C-V、恒电流充放与循环寿命等测试研究了PTPAn的产物结构以及电化学性能。研究表明,PTPAn作为锂离子电池正极材料有着良好的电化学性能,首次放电容量达到101.34mAh/g,并且循环性能良好。     

水系钠离子电池Na0.44MnO2正极的制备及性能研究

Na0.44MnO2具有开放的框架和特殊的三维隧道结构,是一类理想的水系钠离子电池正极材料.分别以C4H6MnO4·4H2O、MnCO3、50％Mn(NO3)2溶液为锰源制备了 Na0.44MnO2电极材料,并结合X射线衍射、扫描电镜、比表面分析和电化学测试技术研究了Na0.44MnO2的形貌、结构及储钠性能.结果显示:当采用碳酸锰作为锰源时,所得Na0.44MnO2为结晶良好、形貌均一的纳米棒,直径约为200～400 nm,且具有较大的比表面积(1.862 m2/g),这将有助于促进Na+和电子在相界面之间的传递和转移,从而提高Na0.44MnO2的储钠性能.Na0.44MnO2在6 mol/L NaOH水溶液中的放电比容量达到64.4 mAh/g,循环1 000次之后容量保持率高达82％.本工作可为Na0.44MnO2正极的规模制备及其在水系钠离子电池中的应用研究提供基础数据.     

锂离子电池正极材料LiCoO2抗过充性能

对钴酸锂在过充循环后的结构进行了研究。容量和循环的结果表明 :在高电压范围内 (4 .7V～ 3 .3V) ,前几次循环的容量会迅速衰减 ,但很快就会稳定在一个数值。当再把电压范围降到 4.3 5V～ 3 .3V循环时 ,电池的容量会保持在110mAh/ g以上 ,其充放电效率保持在 99%以上。XRD结果表明经过在高压范围内的多次充放电循环后 ,材料的结构没有完全被破坏 ,但也不会是单一的六方相 ,而可能是一种两相共存体。     

锂离子蓄电池正极材料锂钒氧化物研究进展

近年来 ,锂离子蓄电池因其优异的特性而受到化学电源界的极大重视。有关锂离子蓄电池正极材料的研究大部分集中在过渡金属嵌锂氧化合物上。本文对正极材料应具备的结构、性质及目前研究较多的层状化合物LiCoO2 、LiNiO2和尖晶石型化合物LiMn2 O4 类正极材料作了简单叙述 ,重点对嵌锂氧化钒系列化合物LixVO2 、LixV2 O4 、Li1 xV3 O8和LiNiVO4 等正极材料的制备方法、结构及电化学性能之间的关系及近期研究现状进行了阐述。随着新技术、新方法的出现 ,大容量的层状化合物Li1 xV3 O8及高电压反尖晶石型LiNiVO4 有望成为新一代性能优良的锂离子蓄电池正极材料