热电池CoS2正极材料制备研究进展

论述了热电池正极材料CoS₂的制备方法研究进展。常用的合成方法有高温固相法、水热合成法和溶剂热合成法,对比了几种常用合成方法的优缺点,并比较全面地总结了各反应体系的相关化学反应机理。对大功率、长寿命热电池较为理想正极材料CoS₂的制备发展方向进行了展望。     

热电池用纳米FeS_2材料的研究进展

二硫化铁作为热电池常用阴极活性物质是决定电池性能的主要因素。研制粒度小、纯度高的纳米级FeS2是目前提高热电池性能的重要研究内容之一。综述了二硫化铁纳米材料制备技术的研究进展,总结了各种方法的特点及制备的二硫化铁纳米材料的性能,指出了目前存在的问题,并展望了未来的发展趋势。     

黄铁矿FeS2在电池中的应用和研究进展

黄铁矿FeS2材料以其环保、价廉、克容量大、禁带宽度合适、比能量高等优异特性被认为是热电池、太阳能电池以及锂电池的理想正极材料.简要综述了其作为热电池、太阳能电池和Li/FeS2电池的电极材料的制备、改性、应用、安全以及发展方向等问题.     

新型碳热还原法制备LiFePO4/C复合材料及其性能研究

以葡萄糖为碳源,采用一种新的碳热还原法制备LiFePO4／C正极材料．采用TG-DTA、XRD、TEM等手段对前驱体及产物进行了表征,研究了碳热还原的反应历程,测试了样品的电化学性能．结果表明,该碳热还原法可以降低煅烧温度．600℃烧结24h的样品在0．05C下首次放电容量达156mAh·g-1,在0．1、0．2、0．5、1C下首次放电容量分别为146、135、130、121mAh·g-1．该样品在1C下经过30次循环,容量还保持为119mAh·g-1,衰减仅为1．65％．     

热电池用CoS2的制备及其放电性能研究

以EDTA-2Na为螯合剂,在不同pH条件下,采用水热法制备得到了不同形貌的CoS2,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分布仪对产物进行了表征,最后将不同形貌的CoS2装配成单体电池进行放电测试。实验结果表明,在酸性条件(pH值=1、4)下制备的CoS2呈空心球形,在中性条件(pH值=7)下制备的CoS2呈表面带有大量纳米级颗粒的块状,在碱性条件(pH值=9、11)下制备的CoS2呈片状。随pH值的增大,CoS2材料的粒度逐渐减小,单体电池的放电平台电压逐渐升高,内阻减小。     

纳米LiMnPO4/C复合材料的制备及其电化学性能研究

以LiOH·H2O、MnSO4?H2O和(NH4)3PO4为反应物,PVP为表面活性剂,采用水热法制备了LiMnPO4正极材料。通过化学气相沉积法,以甲苯为碳源,对材料进行表面碳包覆。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对材料晶体结构和微观形貌进行表征。结果表明,合成的LiMnPO4粒径小(约100nm)且分布均匀,颗粒表面包覆了一层厚度约10nm的均匀、完整的导电碳层。在50℃0.1C倍率下LiMnPO4/C的放电容量达到124mAh/g,循环100次容量保持率达到96%,2C倍率下的放电容量保持了0.1C时的75%,表现出优异的循环稳定性和倍率性能。     

高导电性热电池正极材料Ni-NiCl2复合物的原位合成与放电性能研究

作为高电位化合物, NiCl₂是高功率热电池的理想正极材料, 但是其比表面积小、导电性差, 影响了其热电池的应用。采用升华和原位合成技术, 制备具有大比表面积和高导电性的热电池正极材料Ni-NiCl₂复合粉体: 首先将市售含结晶水的NiCl₂·6H₂O经过低温干燥处理, 脱水后形成黄色粉体, 然后在Ar气氛下, 经850~900℃进行升华处理, 将收集的升华粉体置于Ar+H₂还原气氛中, 300~500℃温度下还原热处理1 h, 得到Ni-NiCl₂复合粉体。论文讨论并分析了粉体的热力学、晶体结构、原位合成过程和初步的电化学性能。结果表明: 升华过程中, NiCl₂晶体沿着垂直于c轴的方向生长为直径200~300 µm的层状结构; 与纯NiCl₂作为正极材料的LiSi︱LiCl-LiBr-LiF︱NiCl₂热电池组的放电曲线相比, Ni-NiCl₂复合粉体(5wt%单质Ni)为正极材料的热电池放电曲线更加平稳, 激活时间更短。     

石墨烯/富锂三元正极复合材料的制备及电化学性能研究

通过水热法制备了石墨烯包覆量不同的石墨烯/富锂三元正极复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电化学交流阻抗等对包覆后富锂三元正极复合材料的物相结构、形貌及电化学性能进行了研究。结果表明:石墨烯包覆量为2%(质量分数)时,包覆效果较好,石墨烯/富锂三元正极复合材料首次库仑效率为89.6%,比富锂三元正极材料提高了17.16%,放电比容量为226.41mAh/g,比原材料提高了21.38mAh/g;以0.5C循环100次后石墨烯/富锂三元正极复合材料放电比容量可保持在154mAh/g,容量保持率为88%,比富锂三元正极材料提高了5.3%;石墨烯/富锂三元正极复合材料阻抗为75Ω,比富锂三元正极材料阻抗低50Ω。     

热电池用CoS2薄膜电极的制备及性能研究

以CoSO_4及Na_2S_2作为原料,采用共沉淀-烧结制备了CoS2粉体材料。利用XRD、SEM及DSC对产物进行了研究。采用等离子喷涂技术制备了CoS2薄膜,对薄膜的物相、形貌及单体电池放电性能进行了研究。研究表明,制备的粉体为纯的CoS2,且在最高温度700℃下均有良好的热稳定性。涂层薄膜为纯的CoS2,喷涂过程中CoS2未发生明显的分解,200mA/cm2恒流放电时,单体电池放电电压为1.99~2.02V,单体电池放电比容量为232mAh/g。     

Facile Synthesis of NiFe_2O_4/Reduced Graphene Oxide Hybrid with Enhanced Electrochemical Lithium Storage Performance

In this work, a facile, one-pot route has been applied to synthesize nanohybrids based on mixed oxide Ni Fe2O4 and reduced graphene oxide(r GO). The hybrid is constructed by nanosized Ni Fe2O4 crystals confined by fewlayered r GO sheets. The formation mechanism and microstructure of the hybrids have been clarified by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy.Electrochemical tests show that the performance of Ni Fe2O4 can be considerably improved by r GO incorporation. The performance improvement can be attributed to the two-dimensional conductive channels and the unique hybrid structure r GO constructed. The easy synthesis and good electrochemical performance of Ni Fe2O4/r GO hybrid make it a promising anode material for Li-ion batteries.     

Facile Synthesis of NiFe204/Reduced Graphene Oxide Hybrid with Enhanced Electrochemical Lithium Storage Performance

In this work, a facile, one-pot route has been applied to synthesize nanohybrids based on mixed oxide NiFe2O4 and reduced graphene oxide （rGO）. The hybrid is constructed by nanosized NiFe2O4 crystals confined by few- layered rGO sheets. The formation mechanism and microstructure of the hybrids have been clarified by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. Electrochemical tests show that the performance of NiFe2O4 can be considerably improved by rGO incorporation. The performance improvement can be attributed to the two-dimensional conductive channels and the unique hybrid structure rGO constructed. The easy synthesis and good electrochemical performance of NiFe2O4/rGO hybrid make it a promising anode material for Li-ion batteries.     

水热法合成纳米SnO2粉体

以硝酸锡为原料，配成稳定溶液，进行水热反应合成得到了晶粒尺寸只有数纳米的SnO2粉体．以FT—IR，XRD，TEM等分析手段对粉体进行了表征．FT—IR表明所得粉体均已实现了晶化．XRD衍射峰显示为SnO2相，衍射峰宽化明显，且随水热温度的升高宽化变窄，结晶性提高．粉体的晶胞体积随水热温度也呈现规律性变化．TEM表明粒子均为数纳米，粉体的分散性能良好，团聚很少。     

水热合成与热分解法制备氧化铝纳米棒

以氢氧化铝和氢氧化锂为原料, 在120℃反应10～17d的水热条件下, 制备出Al(OH)₃·xH₂O前驱物. 此前驱物经400℃热分解1h, 得到了Al₂O₃纳米棒. 通过TEM、HRTEM、SAED和XRD等分析手段对产物进行了表征, 并以TGA分析Al(OH)₃·xH₂O前驱物受热分解时的热力学行为. 实验结果发现: 产物形貌为棒状, 呈现单晶特性. 纳米棒的成长符合Ostwald熟化与方向附着机制. 同时发现了碱液对纳米棒的形成有很大的影响, 以5mol/L KOH碱液取代原来的LiOH碱液时, 出现更细小形貌的纳米线, 尺寸为φ2nm×(10～25)nm.     

Synthesis of Nanocrystalline FeS2 with Increased Band Gap for Solar Energy Harvesting

In this paper,we have reported the synthesis of FeS2 of higher band gap energy（2.75 eV） by using capping reagent and its successive application in organic-inorganic based hybrid solar cells.Hydrothermal route was adopted for preparing iron pyrite（FeS2） nanoparticles with capping reagent PEG-400.The quality of synthesized FeS2 material was confirmed by X-ray diffraction,field emission scanning electron microscopy,transmission electron microscopy,Fourier transform infrared,thermogravimetric analyzer,and Raman study.The optical band gap energy and electro-chemical band gap energy of the synthesized FeS2 were investigated by UV-vis spectrophotometry and cyclic voltammetry.Finally band gap engineered FeS2 has been successfully used in conjunction with conjugated polymer MEHPPV for harvesting solar energy.The energy conversion efficiency was obtained as 0.064%with a fill-factor of 0.52.     

晶种法水热合成FeS2纳米晶

在水热体系中，加入了FeS2作为晶种，以EDTA、酒石酸为螯合剂优化反应条件，合成了FeS2纳米晶．用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了表征，结果表明产物为单一相黄铁矿型FeS2，纳米晶呈椭球状分布，平均粒径约20nm，其在紫外．可见光谱区内215～314nm是强吸收区，光学直接禁带宽度相对发生蓝移，并且对FeS2的形成机理进行了讨论。     

锂钒氧化物纳米管的合成与表征

利用溶胶凝胶法结合水热法, 以V₂O₅粉末和LiOH·H₂O为原料, 十六烷基胺（C₁₆H₃₃NH₂）为模板剂, 合成了锂钒氧化物纳米管正极材料. 对合成样品进行了SEM、TEM、XRD、FT-IR和XPS表征和分析, 并利用循环伏安测试研究了样品的电化学性能. 结果表明, 该法合成的锂钒氧化物为末端开口纳米管, 管壁为均匀有序的多层结构, 管长在1~3μm之间, 管内径约30nm左右, 外径约70nm左右. XPS分析表明样品中V、O、C、Li元素均由多种化学状态组成. 循环伏安测试表明, 锂钒氧化物纳米管具有良好的锂离子注入/退出可逆性.     

一步合成还原氧化石墨烯/MnO2复合材料及其电化学性能

通过水热法, 利用氧化石墨烯(GO)和二价锰盐, 一步合成了还原氧化石墨烯/MnO₂(RGO/M)复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(RS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)等测试电极材料的物性, 通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法研究电极材料的电化学性能。结果表明, 在一定水热反应条件下, 通过控制GO与二价锰盐配比, 可以调节RGO/M的结构及其电化学性能。在1 A/g电流密度下, 所得RGO/M复合电极的比电容可达277 F/g, 经过500次循环后, 保持率达到98%。