锂离子电池负极材料SnO2的制备及其性能研究

以NaOH为沉淀剂,聚乙二醇400(PEG400)为分散剂,采用改进的化学沉淀法制备了前驱体粉末Sn(OH)2,在不同温度下煅烧得到了SnO2纳米颗粒.运用X射线衍射、扫描电镜、恒流充放电、循环伏安法等手段对所制材料的结构、表面形貌和电化学性能进行了研究.结果表明:采用改进的化学沉淀法可以得到平均粒度为80nm左右的SnO2纳米颗粒,其中700℃下煅烧合成的SnO2性能最佳,其首次放电比容量和充电比容量分别为1576.3mAh/g和836.7mAh/g,首次库仑效率为53.1％.经过20次循环充放电后,其比容量仍有411.4mAh/g.     

锂离子电池正极材料LiMnO2的最新研究进展

层状结构的LiMnO2正极材料具有能量密度高、安全性能好、价格低廉和无毒性等优点,是下一代锂离子电池正极材料中强有力的竞争者。介绍了近年来国内外LiMnO2正极材料的的研究现状与进展,并对其结构特性、制备方法、体相掺杂和表面包覆进行了评述,提出了目前LiMnO2正极材料研究中尚存在的一些问题,并对其未来的发展前景进行了展望。     

锂离子电池SiO/TiH2复合负极材料的制备及其电化学性能

SiO材料具有较高的理论比容量、较低的电压平台以及比Si低的体积膨胀率,被认为是最具有商业化潜力的负极材料,但是SiO存在因初始库伦效率低、体积膨胀率高引起的循环快速衰减等问题。将SiO负极材料与钛氢化合物复合,采用简单、易于工业化的球磨和热处理方法制备了SiO/TiH₂负极材料,探讨了热处理温度与SiO和TiH₂的质量比对SiO/TiH₂复合负极材料的影响。结果表明,热处理过程中形成的高导电性中间相可以起到增强导电性、缓冲体积膨胀、显著改善复合负极材料循环和倍率性能的作用。其中热处理温度为700℃、质量比为4∶1的SiO/TiH₂复合负极材料的初始库伦效率为74.4%,100次循环后比容量为555.2 mA·h/g,比容量保持率为53.6%。     

一种新型的锂离子电池负极材料

在固相合成的Li4Ti5O12中添加SnO2进行改性。用循环伏安、交流阻抗谱、恒流充放电技术研究了SnO2的添加对材料的电化学性能影响。试验显示,材料改性后,当以金属锂为对电极时,首次放电容量达400.02mAh·g–1,首次库仑效率为50%;当以LiCoO2为对电极时,首次放电容量为166.27mAh·g–1,经过15次循环后,容量衰减仅为3.3%。改性后的电极材料不但提高了容量,而且能够保持原有材料的高循环性能,可用作锂离子电池的负极材料。     

试析锂离子电池负极材料的发展前景

锂离子蓄电池负极材料是电动汽车芯的一个部分,具有较大的市场,从其发展来看,我国国内锂离子蓄电池采用的多是锰酸锂为正极材料,碳为负极材料。电池循环寿命在1000次左右,而美日等发展国家则多相反的利用负极材料,电池的利用率大大提高。目前我国中信国安盟固利等相关的公司也在积极地进行研发,推出以钛酸锂为负极离子蓄电池。     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

目前,商业上普遍使用石墨作为锂离子电池负极材料,由于其理论比容量较低(372 m Ah·g~(–1)),已经不能够满足锂离子电池的发展需求。研究发现,SnO_2作为负极材料可以和锂离子发生良好的可逆反应,且其可逆容量远高于石墨负极。但SnO_2在充放电过程中会出现颗粒粉化导致电极体积膨胀、裂解,从而影响锂电池的循环性能。通过加入石墨烯对SnO_2进行改性,不仅可以缓解SnO_2在运行过程中的体积膨胀,此外,石墨烯本身大的比表面积及良好的导电性,使得石墨烯/SnO_2材料具有较高的可逆容量及较好的循环稳定性。本文综述了几种不同方法制备石墨烯/SnO_2复合材料,在应用到锂离子电池负极材料时,均表现出良好的电化学性能。     

一维纳米SnO2传感器对变压器油中气体的检测

为准确在线监测电力变压器油中溶解气体,预测其潜伏性故障,通过水热法合成了多种一维纳米SnO2材料,并以其作为气敏材料制作了旁热式气体传感器,研究了其对变压器油中析出气体乙炔的气敏性能。结果显示,各元件表现出不同的气敏性能,其中花状纳米SnO2对乙炔气体的敏感性能最优,在360℃的工作温度下,其对体积分数为1×10–4的乙炔的灵敏度达到38,响应和恢复时间分别为15 s和28 s。     

ZIF衍生Fe3O4@NC/石墨烯锂离子电池负极材料研究

为了改善Fe₃O₄作为锂离子电池负极材料时循环稳定性差的问题,以铁基沸石咪唑酯框架结构材料(Fe-ZIF)为前驱体,使用多巴胺通过聚合反应与其复合,再与石墨烯通过静电吸附作用组装,经过煅烧碳化,制备了Fe₃O₄@NC/G复合材料。研究结果表明,多巴胺与石墨烯的引入有效提高了Fe₃O₄在充放电过程中的电化学稳定性。在0.1 A·g^-1电流密度下,充放电循环30圈,Fe₃O₄@NC/G的放电比容量为1005.6 mAh·g^-1。当电流密度为2 A·g^-1时,经过300圈循环,其放电比容量仍有838.3 mAh·g^-1。Fe₃O₄@NC/G复合材料优异的电化学性能归因于独特的结构设计,这对其他负极材料的构筑提供了一定的参考价值。     

锂离子电池负极材料Cu_2ZnSnS_4的研究现状

Cu_2ZnSnS_4(CZTS)不仅是传统太阳能吸收器的一种很有前途的替代品,也是一种性能优异的锂离子电池负极材料。以锂离子电池负极材料CZTS为研究对象,对其制备、改性方法、合成和储锂机理以及国内外的研究进展进行了系统性综述,阐述了当前CZTS负极材料的发展状况。总结了CZTS研究过程中的化学合成、反应过程中的相变、成核和生长特性的难点问题,论述了对理论化学计量型的CZTS的优化改性工作以及CZTS复杂的储锂机理。针对不足,提出了应深入研究CZTS等多项化合物的合成制备过程和储锂机理的建议,展望了CZTS锂离子电池负极材料未来的发展方向。     

正极材料LiFe0.8Mn0.2–xLaxPO4/C的制备及其电化学性能研究

采用固相法制备了LiFe0.8Mn0.2–xLaxPO4/C(x=0,0.025,0.050)复合材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明少量的La掺入并未影响到LiFe0.8Mn0.2PO4/C的晶体结构,但显著改善了材料的电化学性能。LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在0.1C,0.5C,1C,2C和5C倍率下的首次放电比容量分别为154.7,145.0,135.3,125.4和118.1 mAh/g,此外,材料还表现出较好的循环性能,LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在1C倍率下循环30次后,容量保持率为99.5%。     

偏钛酸高温固相法制备锂离子电池负极材料尖晶石Li_4Ti_5O_(12)

以偏钛酸和碳酸锂为原料,高温固相法制备锂离子电池负极材料尖晶石Li_4Ti_5O_(12),分别考察锂钛摩尔比、烧结温度和时间对所制材料的结构和性能的影响,采用XRD和SEM对样品结构和形貌进行表征,最后把所制得的钛酸锂活性材料组装CR2016扣式电池并进行锂离子电池性能测试。结果表明,锂钛摩尔比为0.83,烧结温度800℃,烧结6 h条件下能得到纯净的尖晶石型钛酸锂,产品电学性能良好,0.1C倍率时,首次充放电容量达158.63 mAh/g,效率为98.76%。     

碳改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的电化学性能

采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4微粉,并采用热裂解法在其表面进行了碳包覆。通过XRD、SEM、TGA分析和充放电测试研究了包覆后粉体的晶体结构、形貌、包覆量和电化学性能。测试结果表明:合成的碳包覆LiMn2O4材料为单一的尖晶石型结构,碳包覆有效降低了Jahn-Teller畸变和锰在电解液中的溶解,提高了材料的电化学性能。以0.1C倍率充放电时碳包覆LiMn2O4的初始充放电比容量为123.1 mAh/g,循环20次后容量保持率为96%。     

纳米碳纤维作锂离子电池负极材料的嵌锂性能

用化学气相沉积法(CVD)制备了纳米碳纤维,并通过2800℃高温处理得到石墨化纳米碳纤维。采用XRD、SEM和TEM对所制的材料进行微结构分析,并考察其作为锂离子电池负极材料的嵌锂性能。结果表明:纳米碳纤维初次嵌锂容量可达到533mA·h/g,25次循环后可逆容量保持在274mA·h/g,循环效率超过99%;经过石墨化处理以后,材料初次可逆容量达到311mA·h/g,首次循环效率从55%提高到78%,25次循环后可逆容量的保持率为99%以上。     

锂离子电池硅基负极材料研究与进展

随着消费类电子产品及新能源汽车的发展,高能量密度的锂离子电池逐步成为了研究热点.当前使用的石墨负极材料的理论比容量为372 mAh/g,亟需研发高容量的负极材料.硅作为负极材料,其比容量为石墨的10倍,且脱锂电位低,被认为是最具潜力的新型负极材料.纯硅负极材料在锂离子电池应用中,由于其巨大的体积膨胀效应会导致材料粉碎,...     

硅藻土作锂离子电池硅基复合负极材料的制备及电化学性能研究

硅藻土作为一种自然材料,拥有很多优异的理化特性。介绍了如何从硅藻土中提取出高纯度SiO_2,并用金属热还原法制备出多孔硅,将其与商业硅进行对比研究。同时采用溶剂热法制备了SiO_2/TiO_2复合材料和球磨法制备SiO/TiO_2复合材料,分别对这三种材料进行粉末衍射、扫描电镜等表征。然后将这三类材料作为锂离子电池的负极材料,以锂片作为正极制作锂离子半电池,并对锂离子半电池的循环稳定性,恒流充放电等电化学性能进行表征。结果表明,制备的单质硅具有孔道结构,电池的循环性能比商业硅好。将本实验所用的三类负极材料进行比较可以发现:在首次充放电容量方面,硅和SiO/TiO_2/Mg复合材料明显高于SiO_2/TiO_2复合材料;在循环稳定性方面,复合材料的循环性能明显高于多孔硅,SiO_2/TiO_2复合材料处于绝对领先地位。     

铜纳米线的制备及其场发射特性研究

采用水合肼还原硝酸铜的方法制备了高长径比铜纳米线,在此基础上,通过导电双面胶带将铜纳米线转移至阴极表面,基于二极场发射器件结构研究了铜纳米线的场发射特性。结果表明:铜纳米线是一种优良的场发射冷阴极材料,其开启场强为2.18 V/μm,阈值场强为3.69 V/μm,经过2 h老练后具有良好的发射稳定性。     

3DG/CoSe2@NW锂离子电池负极材料的制备和电化学性能

为开发高效储存性能的锂离子电池(LIB),利用简单的溶剂热反应合成一维Co-硝基三乙酸(NTC)前驱体,与三维石墨烯(3DG)组装并高温退火后,制备了多维度、多孔的3DG/CoSe₂@纳米线(NW)负极材料。通过一系列的表征证明在纳米结构中,CoSe₂纳米粒子嵌入一维多孔碳NW中,该一维多孔碳NW被封装在3DG中。3DG/CoSe₂@NW用作LIB负极材料时,由于其独特的纳米结构,在0.1 A·g^-1电流密度下100次循环后比容量为725.6 mA·h·g^-1,在2 A·g^-1的大电流密度下进行500次的循环后,容量保持率为92.5%。电化学测试结果表明,以3DG/CoSe₂@NW为电极的LIB具有高比容量和优异的循环稳定性。     

简单温和的置换途径制备锂离子电池纳米硅负极材料

硅被认为是一种很有前景的锂离子电池负极材料,因为它理论比容量高达3580 mAh/g(Li_(3.75)Si,室温下形成)。分别以四氯化硅和锌粉作为硅源与还原剂,通过简单有效的置换反应在500℃的条件下制备出了纳米级硅,该方法制备工艺简单,并且原料成本低廉。所得到的纳米级硅颗粒为150~200 nm的球状,并对其进行电化学性能测试,该材料在0.2 A/g的电流密度下首次脱锂比容量能够达到1 747.7 mAh/g。然后以蔗糖为碳源通过高温热解法合成了硅碳复合材料,其50次循环后的脱锂容量保持率为82%。