一锅水热还原法制备锂离子电池用MoO2负极材料

以钼酸氨为钼源，葡萄糖为还原剂，在醋酸体系中通过简单的一锅水热还原法制备了锂离子电池用纳米MoO₂负极材料。通过XRD、FT-IR、SEM和恒流充放电等测试分析了材料的组成、形貌和电化学性能。结果表明，水热温度150℃,时间12 h时制备的材料表现出较高的可逆比容量和优异的循环稳定性。以100 mA/g电流密度充放电，50次循环后可逆比容量保持在约900 mAh/g。     

水热法制备锂离子电池负极材料及其电化学性能

用水热反应法结合随后的煅烧法制备了NiO空心球,并将其作为负极材料用于制备锂离子电池。用XRD、SEM、TEM对NiO进行表征,用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)和交流阻抗法(EIS)对其进行电化学性能测试。结果显示,NiO空心球在电流密度为50mA/g条件下,第一次放电比电容高达1780.8 mAh/g,且经过34次充放电循环后其比容量还剩325.6mAh/g,这表明NiO空心球电极材料具有较好的可逆比容量。     

Co_3O_4/CuO微球修饰的三维炭网络及其对储锂过程的强化

以煤基氧化石墨烯(CGNS)为基体,采用两步水热法成功构筑了三维异质结构的Co_3O_4/CuO/CGNS复合材料,并进一步考察了材料作为负极材料的储锂性能。结果表明:Co_3O_4/CuO微球表面包覆石墨烯碳层不仅能够强化储锂过程,显著提高复合材料的导电性,而且能抑制其在充放电过程中的体积变化。在0.1 A/g的电流密度下循环100次后,复合材料的可逆容量为941.6 mAh/g;当电流密度增大至1 A/g,经过300次长循环,其可逆容量仍可保持在511.6 mAh/g。Co_3O_4/CuO/CGNS优异的电化学性能可归因于三维炭网络稳定了电极的整体结构,且异质结构内的协同效应可强化电子和离子的有效传输。     

用作锂电池负极材料的多孔生物质碳的合成及表征

以藕片为碳源制备生物质多孔碳用作锂电池负极材料,在不同电流密度下的倍率性能测试中,0.1 A/g电流密度下电池首次充放电容量最高可达500 mAh/g,经过60圈循环后电流密度再次恢复到0.1 A/g,生物质多孔碳放电比容量仍然高达500 mAh/g。在电流密度0.5 A/g下,比容量最高可达212 mAh/g左右,经过700次循环比容量仍可维持200 mAh/g,其放电容量保持率为99.4%,显示出材料良好的循环稳定性。说明该碳材料不仅具有较高的循环稳定性还具有较好的倍率性能。     

精制石油焦基负极材料的电化学性能研究

以精制石油焦为原料,经球磨、炭化和石墨化制备负极材料,并组装成扣式电池.考察影响电化学性能的石墨化关键性能,包括表面形貌、比表面积、粒度分布、石墨化度、元素组成等,进行充放电、循环伏安、交流阻抗测试.结果表明,首次嵌锂容量为349.2 mAh/g,首次库伦效率为78％;500次循环后,容量上升为440.6 mAh/g,...     

硼化酚醛树脂炭材料的制备及嵌锂性能

采用化学法制备含B酚醛树脂热解炭材料,比较了不同热解温度及B的掺杂对炭材料微观结构及嵌锂性能的影响。结果表明:H3BO3的加入及热解温度的提高,可提高炭材料的石墨化程度;含B炭材料的首次充放电比容量及充放电效率高于纯炭材料;600℃时含B炭材料循环5次后可逆比容量为423 mAh/g,大于石墨电极的理论比容量372 mAh/g。     

SiO/C复合材料的制备及储锂性能研究

通过球磨、水热和焙烧的方法,制备了SiO/C复合材料。扫面电镜(SEM)测试结果表明,通过水热反应形成的碳微球,能够均匀包覆在氧化硅表面。恒流充放电测试表明,合成的SiO/C复合材料首次充放电容量分别为918.2和549mAh/g,经过70次循环后可逆容量为463.6mAh/g。循环性能得到改善归因于碳的均匀包覆有效缓冲了材料在循环过程中的体积变化,保持了良好的导电网络。     

Ni(OH)_2/C作为锂离子电池负极材料的研究

采用控制沉淀法制备Ni(OH)2/C复合材料,用XRD和SEM表征材料的结构和形貌。首次将材料用于锂离子电池,通过充放电测试、循环伏安法和交流阻抗实验研究其嵌/脱锂行为和电化学性能。结果表明,Ni(OH)2/C复合材料具有嵌/脱锂性能,首次可逆比容量达到992mAh/g,20次循环后的可逆比容量为211mAh/g,循环效率为95.6%,高于Ni(OH)2材料(128mAh/g和94.4%),循环性能的改善可归因于掺杂石墨后,使电极电导率明显提高,同时减缓体积效应。     

水热法合成聚酰亚胺及其储镁性能研究

以1,4,5,8-萘四甲酸酐和对苯二胺为原料，使用水热法在200℃下反应5 h,制备了聚酰亚胺(PI);采用红外光谱法(FTIR)和X射线衍射法(XRD)对其结构进行了表征；同时，组装了以PI为负极、硫酸镁水溶液为电解液、活性炭为正极的电池体系，并测定了PI的储镁性能，充电时，镁离子与负极PI发生还原反应，硫酸根离子嵌入到正极活性炭颗粒中；放电过程相反。恒电流充放电测试表明，在50 mA/g的充放电电流下，PI在首次循环中的充电比容量为107.6 mAh/g,放电比容量为94.6 mAh/g,效率为87.91%;100次循环后，放电比容量降为66.2 mAh/g,库伦效率升高到97.65%。最后，采用循环伏安法CV、EIS对PI电化学性能进行测试，证明PI具有良好的储镁性能。     

SnO_2/石墨烯基锂离子电池负极材料的多级可控制备及其电化学性能研究

分别使用不同种类的表面活性剂对SnO_2在二维石墨烯片表面的生长和所得到的复合片层材料的三维自组装进行多级调控,制备了具有取向大孔结构的SnO_2和石墨烯复合气凝胶材料(SnO_2-CTAB/GM)。SEM和TEM等测试表明了SnO_2-CTAB/GM中取向大孔结构的存在,且SnO_2纳米颗粒以2~3nm的尺寸均匀分布在石墨烯片层表面。电化学测试表明了SnO_2-CTAB/GM复合材料具有高可逆容量和循环稳定性:当电流密度为100mA/g时,首次可逆容量高达1125mAh/g,循环60次后,可逆容量稳定在945.6 mAh/g;当电流密度为100、500、2000 mA/g时,SnO_2-CTAB/GM复合负极材料的放电容量分别为1 180、786.5、566mAh/g,具有优异的的倍率性能。     

石墨制品废料用作锂离子电池负极活性材料的研究

以某电炭厂石墨制品的废料为原样,对其进行了不同最高热处理温度(HTTmax)的热处理。用XRD图谱分析结合密度测定对原样及热处理试样的微观结构进行了表征。测定了部分试样的灰分含量。用恒电流充、放电法检测了所有试样的充、放电性能。实验结果表明:当HTTmax<2 800 时,随着HTTmax的升高,虽然试样中的石墨微晶数量增多、尺寸变大,但其充、放电容量并未增加。为了揭示这一反常现象的实质,将测定试样灰分含量所得结果和Aclaeson炉在石墨化过程中所发生的化学反应联系起来进行了分析。在此基础上,提出了该电炭厂石墨制品废料进行热处理时的最佳方案,最佳HTTmax为2 800 。将HTTmax=2 800的试样在1 mol／L LiCIO4／EC+DEC(1:1)电解液中进行恒电流充、放电时,第三循环的放电容量D3可达338.7mAh／g,充、放电效率η3为96.1％。     

高取向富锂正极材料的合成及电化学性能研究

以六亚甲基四胺（HMT）为导向剂,通过水热法,在不同温度下合成了六边形薄片状的高取向三元前驱体NixCoyMn1-x-y(OH)2,采用氯化钾与氯化钠的混合熔盐法对前驱体进行煅烧后得到高取向富锂正极材料。经X射线衍射、扫描电镜等表征,材料具有良好的层状结构,在(003)晶面具有很高的择优取向。电化学测试结果表明,在0.1C倍率下(20mA/g),材料的首次放电容量为282.5mAh/g;1C倍率下经30次循环放电容量从195.7 mAh/g降至178.8 mAh/g,容量保持率为91.4%;当倍率分别为2 C和5 C时,材料的放电容量分别为150.6 mAh/g和110.0 mAh/g。材料具有良好的循环稳定性和倍率性能。     

多硫化碳炔作为锂二次电池正极材料的研究

通过碳炔类似物与单质硫共热的办法制备了多硫化碳炔,利用Raman、XRD等手段对其进行了表征。考察了多硫化碳炔分别在1 mol/L LiPF_6/EC DEC和1 mol/L LiClO_4/DOL DME电解液中的电化学性能,结果表明:多硫化碳炔在1 mol/L LiClO_4/DOL DME电解液中首次放电比容量为747 mAh/ g,60次循环比容量为236 mAh/g,容量保持率仅为31%,效率低于92%,容量衰减较快。在1 mol/L LiPF_6/EC DEC电解液中电池首放电比容量可达799 mAh/g,60次循环后比容量仍能到达520 mAh/ g,容量保持率可达65%,效率几乎100%,并讨论了多硫化碳炔在这两种电解液中的差异。     

基于煤系重质芳烃制备负极材料改性剂及性能

目前，商业化的负极材料改性剂主要以煤系、石油系精制沥青为原料，其品质参差不齐、价格昂贵。为改善这一现状，本文提出以价格低廉的煤系重质芳烃为原料，通过净化、聚合工艺，制得负极材料改性剂。将改性剂粉碎后与针状焦粉粒分别进行包覆、造粒工艺处理，得到改性后锂电负极材料。通过旋转流变仪和热重分析仪对改性剂的流变性能、热失重性能进行分析；利用扫描电子显微镜、气体吸附仪、X-射线衍射仪、激光拉曼光谱仪和电池检测系统对改性后样品表面形貌、孔结构、层间距、结晶性程度和电化学性能进行表征。电化学测试得出改性后的负极材料可逆比容量从改性前的333.02mAh/g增加到356.34mAh/g和359.67mAh/g，首次库仑效率增加1.72%和1.31%；30mA/g电流密度下，100周循环保持率高达98.87%以上；300mA/g电流密度下，可逆比容量从改性前的95.27mAh/g增加到147.52mAh/g和187.30mAh/g。结果表明：加入改性剂制备得到的负极材料，展现出优异的比容量、倍率性能和循环稳定性；成本低、制备工艺产业化可行性强。     

Effects of Al2O3 and LiAlO2 Co-coating on electrochemical properties of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 cathode materials

Lithium-ion batteries are widely used in aerospace, power vehicles, portable electronic devices and other fields because of their environmental friendliness, rechargeable cycle and high energy density. The nickel-cobalt-manganese ternary materials with high nickel has high specific discharge capacity and is regarded as one of the most promising cathode materials. However, with the increase of the number of cycles, the cycle performance becomes worse and the specific capacity decays sharply. In this work, Al₂O₃ and LiAlO₂ were coated on the surface of NCM811 by combining ball milling mixing and solid-phase synthesis to prepare the AL-NCM811 cathode material. The coating thickness formed by Al₂O₃ and LiAlO₂ was 10–70 nm, which effectively improves the cycle stability and rate performance of NCM811 material. When charged and discharged at 0.1C, the first discharge specific capacity and capacity retention rate after 100 cycles of 0.5AL-NCM811 were 196.26 mAh/g and 96.47%, respectively, while those of NCM811 were only 193.78 mAh/g and 72.18%, respectively. When the current density was 5.0C, the discharge specific capacity of 0.5AL-NCM811(139.16 mAh/g) was 55.368 mAh/g higher than that of NCM811(83.80 mAh/g).     

锂离子负极材料NiFe_2O_4/Graphene复合材料的制备和电化学性能

通过水热法合成了NiFe2O4/Graphene纳米复合材料,采用XRD和SEM对其晶相结构和形貌进行了表征,并将其作为锂离子电池活性材料组装成模拟电池,考查电化学性能。结果表明NiFe2O4/Graphene复合材料在100mA/g的电流密度下首次放电容量达970mAh/g,循环20次后,容量保持在668mAh/g,相比纯的NiFe2O4,具有较好的循环稳定性,这种优异的电化学性能归因于复合材料的纳米结构和NiFe2O4与Graphene的协同作用。     

稀土元素掺杂对尖晶石型LiMn2O4正极材料的结构和电化学性能的影响

利用固相配位反应法合成稀土掺杂基锂离子电池正极材料LiMn1.995RE0.005O4(RE=Y,Nd,La),通过XRD、充放电测试等手段对材料的物相结构和电化学性能进行了研究.结果表明样品呈良好的尖晶石结构,在0.1mA/cm2和2.8-4.5V条件下恒流充放电,其首次充电容量为135mAh/g,放电容量为120mAh/g,循环可逆性好.     

基于电沉积导电高分子改性硫电极的Li-S电池

采用电化学法,在硫电极表面沉积一层聚(3,4–乙烯二氧噻吩)薄膜,并研究了相关锂–硫(Li-S)电池的电化学性能。结果表明,这种简单的电化学方法容易实现在整个硫电极表面制备一层致密、均匀、厚度可控的导电高分子薄膜,并且显著提高Li-S电池的循环稳定性。其中,薄膜电沉积500次时,其改性硫电极的初始放电比容量为955 mAh／g,在放电电流密度为900 mA／g时,800次充放电循环后比容量为590 mAh／g,即每个循环的容量损失率仅为0.047%。     

PEDOT: Cathode active material with high specific capacity in novel electrolyte system

Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) was chemically synthesized and characterized by FT-IR, XRD, XPS, TGA and organic elemental analysis (EA). The polymer was tested as cathode active material for rechargeable lithium batteries. The cyclic voltammetry (CV) and charge–discharge tests of PEDOT as the cathode active material was investigated in an electrolyte system of LiN(CF₃SO₂)₂/1,2-dimethoxyethane/1,3-dioxopentane (1:2 by weight). The peak discharge capacity of up to 691 mAh/g was obtained during the 1st cycle, and remained above 330 mAh/g after 44 cycles. These results indicate that PEDOT can afford a high specific capacity as a cathode active material. A redox mechanism is tentatively proposed.     

Composite anode material of silicon/graphite/carbon nanotubes for Li-ion batteries

A composite anode material of silicon/graphite/multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) for Li-ion batteries was prepared by ball milling. This composite anode material showed a discharge capacity of 2274 mAh/g in the first cycle, and after 20 charge-discharge cycles, a reversible capacity of 584 mAh/g was retained, much higher than 218 mAh/g for silicon/graphite composite. It was observed that silicon particles were homogeneously embedded into the “lamellar structures” of flaked graphite particles, and the silicon/graphite composite particles were further wrapped by a MWNTs network. The improvement in the electrochemical properties of the composite anode material was mainly attributed to the excellent resiliency and good electric conductivity of the MWNTs network.