黏结剂对SnO_2/石墨烯负极材料电化学行为的影响

针对SnO2用作锂离子电池负极材料所存在的体积膨胀率高及导电性差的不足,考察了羧甲基纤维素钠(CMC)/丁苯橡胶(SBR)和聚偏氟乙烯(PVDF)黏结剂对SnO2、SnO2/石墨烯负极材料电化学性能的影响。结果表明:1)200 mA/g下经过30次充放电循环后,当以CMC/SBR作复合黏结剂时,SnO2的首次放电容量和容量保持率分别为581.3 mA·h/g和37.6%,明显高于PVDF作黏结剂时的电化学性能(135.3 mA·h/g、10.6%);2)200 mA/g下经过100次循环后,当以CMC/SBR作复合黏结剂时,SnO2/石墨烯复合负极材料的首次放电容量、容量保持率分别为702.3 mA·h/g和43.8%,也高于PVDF作黏结剂时的电化学性能(552 mA·h/g和32.8%)。     

微波水热法合成Li4Ti5O12及其性能

采用微波水热法和水热法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12,比较了合成方法对Li4Ti5O12电化学性能的影响,考察了其结构和形貌及电化学性能.结果表明,两种方法均合成了尖晶石结构的Li4Ti5O12,微波水热法合成的样品电化学性能较好,颗粒尺寸为200~300 nm,分布均匀,比表面积较大,在1 C的放电条件下,首次放电比容量为151.33 mA·h/g,97次循环后放电比容量为140.94 mA·h/g,保持率为93.14%,且电化学阻抗较小.     

喷雾干燥法制备球形Li3V2(PO4)3/C正极材料及其电化学性能

从控制Li₃V₂(PO₄)/C的形貌入手,旨在提高其作为锂离子电池正极材料的电化学性能。以葡萄糖为碳源,CTAB为表面活性剂,利用喷雾干燥法制备了粒径约为1μm的正球形Li₃V₂(PO₄)/C活性材料,颗粒尺寸均匀,振实密度较高。葡萄糖热解碳所形成的包覆层有效提高了材料的导电性,对材料的形貌控制则改善了锂离子扩散能力,因此本文所合成的Li₃V₂(PO₄)/C具良好的电化学性能,材料的锂离子扩散系数相对纯相提升约2个数量级,低于1C倍率下放电比容量均大于115mA?h/g,10C和15C大倍率下放电比容量为85mA?h/g和75mA?h/g左右,5C下循环50次,其库仑效率为96.2%。充放电平台的电位平稳,电位差较小,电化学反应阻抗值小,说明极化现象得到了有效控制。     

溶胶凝胶法制备LiNi0．03Mn1．97O4及其电化学性能

采用溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料LiNi0.03Mn1.97O4,使用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对合成材料的结构及物理性能进行了表征。将合成材料作为锂离子电池正极活性材料,考察烧结温度对其结构及电化学性能的影响。随着烧结温度的升高,尖晶石型结构越来越完整,初始放电比容量增大,但循环性能却逐渐变差。在750℃下烧结温度12h得到了性能较好的HNi0.03Mn1.97O4,首次放电比容量为118．7mA·h／g,50次循环后,其放电比容量仍保持在101．6mA·h／g,适合作为锂离子电池的正极材料。     

溶胶-凝胶法合成LiMn2O4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子蓄电池正极材料尖晶石结构的LiMn2O4粉体.考察了烧结温度对其结构及电化学性能的影响.随着烧结温度的升高,尖晶石型结构越来越完整,初始放电比容量增大,但循环性能却逐渐变差.在700 ℃下烧结10 h得到了性能较好的LiMn2O4粉体,在电流密度0.1 mA/cm2,截止电压3.5～4.4 V时首次放电比容量为126 mA · h/g,稳定放电比容量达110 mA · h/g,适合作为锂离子电池的正极材料.     

钛基复合材料用于钠离子电池负极的长循环性能研究

钠离子电池（SIBs）是一种可替代锂离子电池的绿色清洁能源。由于TiO₂具有化学稳定性好和廉价易得的优点,被作为一种优异的插入式负极材料广泛应用于钠离子电池。通过溶胶-凝胶法合成TiO₂@MWCNTs纳米复合材料,并利用X射线衍射、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对复合材料的晶体结构和形貌进行表征。以TiO₂@MWCNTs纳米材料为负极组装钠离子电池,并对其电化学性能进行测试。在0.1 A/g电流密度下,该电池的初始放电容量可达477 mA·h/g,在循环1 000圈以后,放电容量仍然可以保持在181 mA·h/g,呈现出优异的长循环性能。     

基于β-FeOOH纳米棒制备LiFePO_4/C和Fe_2O_3纳米电极材料及其电池性能

自制直径为90nm、长为500nm的β-FeOOH纳米棒为前驱物,通过碳热还原法和热分解法分别制备出形貌均匀、粒径为300nm的LiFePO4/C正极材料和粒径为100nm的Fe2O3负极材料,并研究它们对金属锂组成半电池和构造LiFePO4/C vs.Fe2O3全电池的电化学性能。结果表明：LiFePO4/C半电池在0.1C、0.5C、1.0C、5.0C、10.0C和15.0C（1C=170 mA g–1）倍率下放电比容量分别为158.8、153.2、144.3、126.8、111.0 mA h g–1和92.9mA h g–1。经过不同倍率循环后,返回0.1 C放电比容量为157.5mA h g–1,为初始0.1 C放电比容量的99.2%。Fe2O3半电池在50mA g–1电流密度下首次放电比容量为1655.5mA h g–1,循环50次后,仍保持460mA h g–1的放电比容量。LiFePO4/C vs.Fe2O3全电池在0.1 C倍率下,相对于LiFePO4活性物质,首次放电比容量为148.7mA h g–1;相对于Fe2O3活性物质,首次放电比容量为441.7mA h g–1。由LiFePO4/C纳米粒子作为正极材料、Fe2O3纳米粒子作为负极材料组成的全电池在0.1 C到2.0 C不同倍率下均表现出了良好的循环性能,且返回0.1 C后其放电比容量相对于初始0.1 C放电比容量无衰减。可见,以β-FeOOH纳米棒为前驱物控制制备的LiFePO4/C正极纳米材料和Fe2O3负极纳米材料可以有效地提升电池的性能。     

La掺杂Al代α-Ni(OH)_2电极材料的性能

采用尿素均相沉淀法制备了La掺杂Al代α-Ni(OH)2粉体材料,表征了其微观结构和形貌,并测试了样品作为MH-Ni电池正极活性材料的电化学性能.结果表明,制备的样品颗粒呈类球形,与Al代α-Ni(OH)2相比,结晶度增强,具有更大的晶格层间距,电极反应具有更好的可逆性和较小的电化学阻抗,在0.1C下放电比容量达403.04mA·h/g,放电中值电压较高并稳定于1.29V,1C下放电比容量达343.47mA·h/g,充放电循环50次容量保持率为90.31%,显示了良好的较大倍率放电性能.     

固相-熔融盐法合成LiNiO2粉体及其电化学性能

用固相法与熔融盐法相结合的新工艺,制备了锂离子电池正极材料LiNiO2.在空气中,对LiNO3 LiOH的熔融盐混合物和Ni(OH)2的混合粉体进行了差热-热重分析,研究了时间、生长后热处理等因素对产物结构的影响.x射线衍射分析表明:制得的LiNiO2具有a-NaFeO2结构且晶型完整.电性能测试表明:在0.5 mA/cm2的充放电电流密度和2.7～4.2 V的电压范围内,放电比容量可达150.2(mA·h)/g,Coulomb效率达82.9%,循环20次后,放电比容量仍达126.6(mA·h)/g.结果表明:采用此工艺,能制备出电化学性能良好的LiNiO2正极材料.     

中空ZnFe2O4微球的合成及其电化学性能

以Zn(Ac)2×4H2O和FeCl3×6H2O为主要原料,采用一步水热法合成了中空结构的ZnFe2O4微球,对其物相、形貌和组成进行了分析. 结果表明,中空ZnFe2O4粒径微球约300 nm,壳厚约25 nm. 以其为锂离子电池负极材料,100 mA/g电流密度下,首次放电容量为1524 mA×h/g, 50次充放电循环后容量约为826 mA×h/g,呈现出优异的循环性能.     

六甲基二硅胺烷作为锂离子电池电解液稳定剂的研究

研究了六甲基二硅胺烷(HMDS)作为锂离子电池电解液的稳定剂对电解液稳定性和电化学性能的影响.将两种不同的电解液经过60℃/24h高温储存,取样分析检测电解液的H<,2>O和HF的含量变化,并用两种不同的电解液制作电池进行85℃/4h高温储存和电化学性能测试.结果表明,HMDS的加入明显提高了锂离子电池电解液的储存稳定...     

动力锂离子二次电池聚偏氟乙烯隔膜的制备及性能表征

采用浸没沉淀相转化法,以聚酯(PET)无纺布为底膜,在其上涂覆聚偏氟乙烯(PVDF)制备复合隔膜,应用于动力锂离子二次电池隔膜。将制备的复合隔膜与Celgard隔膜进行了孔结构分析、电化学性质、热性能等理化性质及电池性能检测对比。结果显示,复合隔膜孔径尺寸较大且分布均一,孔隙率达到48.5%,可以承受250.8℃的高温,离子电导率达0.346 mS·cm^-1,使用该隔膜的锂离子电池具有很好的倍率特性,初次放电容量达48.7 mA·h,循环100次后仍保持77.9%的容量,其性能与市售Celgard隔膜基本相当,能满足实际应用的要求。     

掺杂型尖晶石Li_(1.05)Mg_xMn_(2-x)O_4的合成及性能研究

采用高温固相法制备了尖晶石正极材料L iMxMn2-xO4(X=0.04,0.06,0.08,0.10),并用XRD、SEM、ICP-AES、充放电测试等手段研究了其组成、结构、表观形貌和电化学性能。结果表明:该法制备的尖晶石正极材料L iMxMn2-xO4为单一尖晶石结构,粒径分布均匀,其比容量和循环性能较未掺杂尖晶石L iMn2O4有显著的提高。     

纳米LiMn2O4制备及电化学性能研究

以高能球磨后的MnO2为前躯体，用水热法成功合成了平均粒径为60nm的LiMn2O4纳米微粒。实验结果表明，所合成的纳LiMn2O4在0．2℃倍率放电条件下，首次放电比容量为122mAh／g，样品在经过20次循环后容量下降约为5％左右，表现出较好的电化学性能。     

微通道反应-水热晶化法制备羟基磷灰石纳米粉体

采用微通道反应与水热晶化相结合的工艺路线,制备HAP纳米粉体。结果表明,增大反应物流量比或减小微通道高度会导致HAP粉体的颗粒粒径变小,增加水热温度或时间会提高HAP的结晶性和热稳定性,反应物流量比和水热温度是影响HAP纳米粉体制备的主要因素。当反应物流量比为5∶1,微通道高度为250μm,220℃下水热4 h时,实验可以制得平均粒径约为80 nm、粒度分布均匀、结晶度高的短棒状HAP纳米粉体。     

Hydrothermal synthesis and electrochemical behavior of orthorhombic LiMnO2

The most highlighted point of this work to emphasize is that it is the first trial to use Mn₃O₄ oxide as a precursor to synthesize orthorhombic LiMnO₂ by the hydrothermal method. A well-ordered orthorhombic LiMnO₂ phase was formed by the hydrothermal treatment of Mn₃O₄ with excess LiOH aqueous solution at 170 °C. According to TEM observation, the as-synthesized powder was single crystalline particle oxide. Comparing with other orthorhombic LiMnO₂ prepared by low temperature synthetic route and by high temperature calcination, the orthorhombic LiMnO₂ prepared by the hydrothermal route showed enhanced battery performance as a lithium battery cathode material. We believe that the new hydrothermal synthesis is expected as an excellent alternative of powder preparation method of high capacity cathode material to be used for Li-ion secondary battery.     

Li4Ti5O12/Fe3O4复合材料的制备及其电化学性能

以醋酸锂和钛酸四正丁酯为原料,制备了纯相Li_4Ti_5O_(12),再用简单的水热法合成Li_4Ti_5O_(12)/Fe_3O_4复合材料作为锂离子电池的负极材料,通过XRD、SEM以及电池测试系统对纯相Li_4Ti_5O_(12)和Li_4Ti_5O_(12)/Fe_3O_4复合材料进行了结构、形貌及电化学性能测试。结果表明,制得的复合物具有较好的球形结构且粒径较小(200～300 nm),综合电化学性能较好。由于复合的Fe_3O_4有较高的理论容量,该Li_4Ti_5O_(12)/Fe_3O_4复合材料表现出比纯相Li_4Ti_5O_(12)大的容量,在1.0 C下循环100圈后,Li_4Ti_5O_(12)/Fe_3O_4的放电比容量仍能达到470.2 m A·h/g,同时也表现出比纯相Li_4Ti_5O_(12)更优的倍率性能。     

ZSiO4/Cd(S1-xSex)包裹色料的水热合成

采用水热法成功合成了ZrSiO4/Cd(S1-xSex包裹色料,通过x射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱及色度测试研究了合成条件对色料性能的影响.结果表明:当水热反应温度为180℃,保温时间为10h,ZrSiO4/Cd(S1-xSex=2时,色料具有较好的结晶度和色度,粒子细小且均匀,其尺寸分布为20～30nm.     

聚丙烯酸修饰的Fe3O4@C核壳型微球的制备及其在锂离子电池 负极中的电化学性能

锂离子电池作为最有前途的储能技术之一,因具有循环寿命长、能量密度大、自放电率低、热稳定性能好、记忆效应不明显等优势,已成为新型能源领域的研究热点。本工作以聚丙烯酸(PAA)修饰的粒径约250 nm的Fe3O4微球为核,葡萄糖为碳源,通过水热法制备了Fe3O4@C核壳型微球,研究其作为锂离子电池负极材料的电化学特性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TGA–DTA)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等手段对其表征,并通过循环伏安特性曲线、循环性能曲线、倍率性能曲线,充放电平台曲线和阻抗及其拟合曲线等研究其电化学性能。结果表明,制备的聚丙烯酸(PAA)修饰的Fe3O4@C核壳型微球球状完整,粒径均一,平均尺寸约310 nm,碳层表面光滑,包覆均匀,平均厚度约30 nm。Fe3O4@C的核壳结构有效缓解了恒流充放电过程中的体积膨胀,避免了晶体结构的快速坍塌。PAA中大量的羧基基团对Fe3O4起到表面改性的作用,有效避免了颗粒团聚,保证了良好的分散性。碳的有效包覆可改善Fe3O4材料作为锂离子电池负极材料的离子和电子电导,增加其比容量、库伦效率和循环稳定性。Fe3O4@C核壳型微球在100 mA/g电流密度下,恒流充放电循环370圈后,仍能保持655 mAh/g放电比容量,约为首次放电的50%,具有良好的容量保持率。     

Encapsulation of TiO₂(B) nanowire cores into SnO₂/carbon nanoparticle shells and their high performance in lithium storage

TiO(2)(B)@SnO(2)/carbon hybrid nanowires have been synthesized by two simple hydrothermal processes and subsequent heat treatment in argon. The composite has a unique architecture, as its morphology consists of particles having a TiO(2)(B) nanowire core and a porous SnO(2)/carbon nanoparticle shell layer. The unique core/shell structure and chemical composition will be useful for many potential applications, including the lithium ion battery. The electrochemical results on the composite are presented to demonstrate the superior cycling performance and rate capability of the TiO(2)(B)@SnO(2)/carbon nanowires. This composite exhibits a high reversible capacity of ～669mAhg(-1), and excellent cycling stability, indicating that the composite is a promising anode material for Li-ion batteries.