Sn/C纳米复合材料的合成及其电化学嵌放锂性能

用SnCl4和葡萄糖的水热反应合成SnO₂/碳质复合材料,然后在氮气气氛中热处理使SnO₂被碳热还原为Sn纳米粒子,制备得到Sn/C纳米复合材料.用X-射线衍射(XRD), 透射电镜(TEM)和X-射线电子散射能谱(EDX)对样品进行表征.结果显示Sn纳米粒子具有球形的形貌,并均匀地分散在无定形的碳材料中.对于Sn质量分数58.5%和32.3％的Sn/C复合材料,Sn纳米粒子的平均粒径分别为51和20 nm.电化学测试结果显示,Sn/C复合材料具有高的电化学贮锂可逆容量和良好的循环稳定性.讨论了Sn/C纳米复合材料的形成机理及其循环稳定性能改善的原因.     

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.     

SnO2-MoO3-x/CNTs纳米复合材料在锂离子电池负极中的性能

为了改善SnO2-MoO3-x纳米复合材料在锂离子电池负极中的性能,通过水热法制得SnO2-MoO3-x/CNTs纳米复合材料,并研究CNTs的含量对纳米复合材料性能的影响;通过XRD与SEM对所得纳米复合材料进行表征,将材料组装为扣式电池,利用电化学工作站、蓝电电池测试系统等进行电化学性能测试.结果表明:CNTs的加...     

水热合成纳米片状SnS2及其电化学贮放锂性能

用四氯化锡(SnCl₄)和L-半胱氨酸(L-Cys)的水热反应合成纳米片状的SnS₂,用X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其微观结构和形貌进行表征.讨论了SnCl₄与L-Cys物质的量比对产物及其形貌的影响.结果显示,当SnCl₄与L-Cys的物质的量比为1∶2,得到的产物是SnS₂和SnO₂纳米粒子的混合物;当SnCl₄与L-Cys的物质的量比为1∶4～1∶6,得到的产物是纳米片状的SnS₂.电化学测试结果显示,纳米片状SnS₂作为锂离子电池负极材料具有较高的可逆容量和良好的循环稳定性,其初始容量为480 mAh/g,80次循环后其容量为407 mAh/g.     

CuO/SnO_2复合纳米粉体制备与光催化活性

采用特殊液相沉淀法制备了CuO/SnO2复合纳米粉体,通过XRD和TEM对其进行表征;用它做催化剂在日光作用下对亚甲基蓝溶液进行了光催化实验。结果表明：本实验条件下制备的CuO/SnO2复合纳米粉体分散性好,粒径分布范围窄,并且具有良好的光催化性能。其中CuO质量分数为70%的CuO/SnO2复合纳米粉体在400℃时焙烧时间30 min的光催化效果最佳,质量浓度为10 mg/L,亚甲基蓝溶液的降解率最佳,60 min时可高达98.7%。     

石墨烯/SnO_2/聚苯胺纳米复合材料的制备与表征

石墨烯具有独特的纳米结构和一系列极具吸引力的特性,成为新型纳米复合材料的理想载体,如纳米复合材料分散的基体.提出了一种以石墨,苯胺,四氯化锡为原料制备石墨烯/二氧化锡/聚苯胺的新方法.通过X-射线衍射,红外光谱,透射电子显微镜,扫描电子显微镜以及紫外-可见光谱对合成的材料进行表征.结果表明：二氧化锡纳米粒子原位吸附在石墨烯的表面,有效地避免了石墨烯片的堆叠,聚苯胺加入后可大大提高二氧化锡的电化学性质.     

纳米CuO-SnO2 气敏粉体的制备及气敏特性研究

用So l-Ge l 法制备了纳米级的CuO -SnO₂ 气敏粉体, 所得粉体制作的气敏元件有较好的气敏性能。在不同的加热电压下进行实验研究, 对不用浓度配比制成的气敏元件进行气敏性能测试。通过对所得粉体的表征可知, 用So l-Gel 法制备出的CuO-SnO₂ 气敏粉体是纳米级的, 比表面积大, 活性好, 其最佳热处理温度为650 ℃, 测试结果得出CuO 摩尔分数为4 %的CuO-SnO₂ 气敏元件有较好的灵敏度和较高的选择性, 并且对CO₂ 的灵敏度和选择性比较突出。     

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.     

一种通用型智能充电器的设计

为解决７．２Ｖ锂离子电池和６Ｖ镍氢／镍镉电池的智能高效充电,设计了一种通用型智能充电器．它基于微控制器的电路设计使得电池充电智能化,同时采用片内集成的高分辨率１６位单积分Ａ／Ｄ转换器和１６位脉宽调制信号输出定时器（ＰＷＭ）,这就保证了充电器的设计具有很高的系统精度．充电器的软件体系结构采用模块化的程序设计,５个子程序模块对应５种相应的充电操作模式：自适应充电模式、锂离子电池充电模式、镍氢／镍镉电池充电模式、放电模式、错误处理模式．     

基于传质现象的锂电池机理建模

在比较分析各类蓄电池系统模型的基础上,提出一种基于传质现象的锂电池简化机理模型。采用COMSOL v3.5软件针对型号为IHR 18650的锰酸锂离子电池进行仿真研究,并通过放电实验对简化模型的有效性进行验证。结果表明,提出的简化模型能够较为准确地描述锂离子电池的外部特性。文中进一步对不同充/放电电流条件下的锂离子浓度和电势分布情况、设计参数对锂电池性能的影响以及锂离子浓度和电势分布随电池充/放过程的变化情况进行了仿真分析。     

蠕虫状介孔SnO2的合成与电化学性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,采用水热法制备蠕虫状介孔金红石型SnO2,采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、拉曼光谱、氮气吸附-脱附法对合成产物进行表征。结果表明:合成产物具有介孔结构,平均孔径为5.8nm。以介孔SnO2作为锂离子电池负极材料进行电化学性能测试,第1次放、充电比容量分别为1 011.8mAh/g和529.18mAh/g,在恒电流下进行20次充放电后,其放电比容量为326.73mAh/g。     

热蒸发法制备一维氧化锡纳米线的研究

采用热蒸发法系统研究了影响氧化锡纳米结构形貌的主要因素。结果发现改变反应中衬底的温度以及氧气的流量或分压所制备的氧化锡纳米结构形貌有较大的变化。在低温、低的氧流量或氧压下所合成的氧化锡为线状结构,在相对高温、高的氧流量或氧压下所合成的氧化锡为棒状形貌。     

Mechanism of Capacity Fading Caused by Mn(Ⅱ) Deposition on Anodes for Spinel Lithium Manganese Oxide Cell

The capacity fade of spinel lithium manganese oxide in lithium-ion batteries is a bottleneck challenge for the large-scale application.The traditional opinion is that Mn(Ⅱ) ions in the anode are reduced to the metallic manganese that helps for catalyzing electrolyte decomposition.This could poison and damage the solid electrolyte interface(SEI) film,leading to the the capacity fade in Li-ion batteries.We propose a new mechanism that Mn(Ⅱ) deposites at the anode hinders and/or blocks the intercalation/de-intercalation of lithium ions,which leads to the capacity fade in Li-ion batteries.Based on the new mechanism assumption,a kind of new structure with core-shell characteristic is designed to inhabit manganese ion dissolution,thus improving electrochemical cycle performance of the cell.By the way,this mechanism hypothesis is also supported by the results of these experiments.The LiMn_(2-x)Ti_xO_4 shell layer enhances cathode resistance to corrosion attack and effectively suppresses dissolution of Mn,then improves battery cycle performance with LiMn_2O_4 cathode,even at high rate and elevated temperature.     

具有检测电池容量功能的充电器设计

为解决市场主流充电器缺少电池容量检测功能以及电池充满电量后不能自动断电等问题,设计了一种以MSP430单片机为控制核心、DS1302为外围时钟电路芯片、具有检测电池容量功能的充电器,并给出了单元模块设计电路和配套的软件流程图。实验表明,该充电器可对锂电池、镍镉电池进行充电和放电,并提供两种电池容量检测方式,在采用传统电池容量检测方式测量时误差不超过5%;快速检测方式因节省时间,误差稍大。     

锂离子电池及微波在电池材料制备中的应用

综述了锂离子电池的作用机理及近年来该电池正负电极材料的研究现状,认为锂离子电池材料的合成方法中,主要的化学反应为高温固相反应,但由于固相反应具有的缺陷,使得微波合成法在锂离子电池正负极材料的合成中,具有广阔的应用价值,对微波法在合成锂离子电极材料中的应用也进行了着重介绍.     

尖晶石LiMn2O4的容量衰减与性能改进

尖晶石LiMn2O4是制作锂离子电池正极的很有希望的材料。但研究中发现,LiMn2O4在高温下和循环过程中,存在着容量衰减现象。它是目前制约尖晶石LiMn2O4走向商品化生产的关键性因素。综述了LiMn2O4容量衰减的原因和抑制措施,分析出容量衰减的原因,主要包括活性物质的化学稳定性和LiMn2O4结构稳定性两个方面。其中HF造成的锰的溶解是主要原因。采取掺杂富锂核与富锂相结合的措施,可以有效地抑制LiMn2O4的容量衰减,改善其循环性能。     

锂离子电池硅/石墨/碳负极材料性能

为提高锂离子电池硅基材料的循环性能,用高温固相热解法合成硅/石墨/碳复合材料.采用XRD、循环伏安和充放电技术表征其结构和电化学性能.考察不同的粘结剂体系和极片热处理对材料电化学循环性能的影响.结果表明:采用水性粘结剂可以提高材料的电化学性能;对极片进行热处理也可以很好地提高电极的循环稳定性.首次脱锂比容量为970.5 mAh/g,40次循环后,脱锂比容量仍高达822.1 mAh/g.     

Graphene as a high-capacity anode material for lithium ion batteries

Graphene was produced via a soft chemistry synthetic route for lithium ion battery applications. The sample was characterized by X-ray diffraction, nitrogen adsorption-desorption, field emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, respectively. The electrochemical performances of graphene as anode material were measured by cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge cycling. The experimental results showed that the graphene possessed a thin wrinkled paper-like morphology and large specific surface area (342 m²·g^?1). The first reversible specific capacity of the graphene was as high as 905 mA·h·g^?1 at a current density of 100 mA·g^?1. Even at a high current density of 1000 or 2000 mA·g^?1, the graphene maintained good cycling stability, indicating that it is a promising anode material for high-performance lithium ion batteries.     

Bilayer carbon-based structure with the promotion of homogenous nucleation for lithium metal anodes

Lithium metal anodes (LMAs) are considered as the promising alternatives for next-generation high energy density batteries, but are still hampered by the severe growth of uncontrollable lithium dendrites. The growth of lithium dendrites induces poor cycling lifespan and serious safety concerns, dragging lithium metal batteries out of practical applications. We designed a bilayer carbon-based structure covered with Co/C nanosheets and vertical graphene sheets (VGS). The enormous specific surface area and uniformly distributed Co nanoparticles of the CC@Co/C-VGS host are derived from its unique design, which can reduce local current density and nucleation overpotential, resulting in a dendrite-free morphology and exceptional cycling stability. Symmetric cells exhibit over 400 cycles (800 h) at a high current density/capacity of 10 mA cm^?2/10 mA h cm^?2. Full cells using LiFePO₄ as the cathode have an enhanced rate capability and a prolonged lifespan, reaching 90 mA h g^?1 after 1000 cycles at 2 C with 73.5% capacity retention. This unique design sheds light on developing high-performance LMAs.

     

PP/SiO2 纳米粒子复合材料中偶联剂用量的确定

目的　探索聚丙烯 /二氧化硅 (PP/Si O2 )纳米粒子复合材料中偶联剂的最佳用量 .方法　首先用熔融共混法制备 PP/Si O2 纳米粒子复合材料 ,再通过分析复合材料的力学性能和冲击试样断面的 SEM照片来探索硅烷 KH-560的最佳用量 .结果　硅烷 KH-560的用量为 Si O2 纳米粒子的 1 0 %时 ,PP/Si O2 纳米粒子复合材料的综合力学性能最佳 .结论　传统的计算处理微米级无机填料硅烷用量的经验公式不能适用于无机纳米粒子