锌酸钙和锌铝水滑石的制备及其在锌镍电池中的应用研究

采用常规水热法合成锌酸钙,采用水热法和共沉淀法制备锌铝水滑石。利用SEM、XRD、EIS和倍率充放电技术对制备的材料进行表征与测试。结果表明,制备的锌酸钙样品为六边形片状晶体,且粒径均匀、分散性较好;水热法制备的锌铝水滑石具有片状晶体,粒径均匀、分散较好;制备的锌酸钙结晶程度高,不同方法合成的锌铝水滑石出现衍射峰的图谱基本一致;锌酸钙及锌铝水滑石的电极电荷传递阻抗(R_(ct))均小于氧化锌;锌酸钙以及锌铝水滑石均能提升锌电极耐蚀性能;锌酸钙负极经过40次充放电循环后循环保持率为86. 28%。     

Zn-Al-Ce水滑石在Zn-Ni二次电池中的电化学性能

采用水热法制备锌铝铈水滑石（Zn-Al-Ce-LDHs）,并且将其作为锌镍二次电池的新型负极材料。利用红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对制备的Zn-Al-Ce-LDHs进行了形貌和微观结构的分析。通过循环伏安曲线（CV）、Tafel极化曲线和恒电流充电放电测试研究了Zn-Al-Ce-LDHs作为锌镍电池负极材料的电化学性能。XRD和SEM分析发现,制备的Zn-Al-Ce-LDHs结晶度完好、分散均匀并且呈现出了规则六边形片状结构。电化学性能研究结果表明,Zn-Al-Ce-LDHs应用到Zn-Ni二次电池中表现出了很好的循环可逆性能和抗腐蚀性能;恒电流充电放电测试结果分析可知,Zn-Al-Ce-LDHs电极表现出了较为优异的循环稳定性以及充放电特性,经过80次循环后,循环保持率可以达到95.1%。     

锌酸钙表面沉积Ca Sn(OH)6的制备及锌镍二次电池应用

为了改善锌镍二次电池中锌负极存在的严重极化问题，并提高锌负极的电化学性能和循环稳定性，采用水热–共沉淀法制备了表面沉积CaSn(OH)₆的锌酸钙，研究了CaSn(OH)₆的沉积对锌酸钙的形貌结构和电化学性能的影响。结果表明：水热–共沉淀法可以让CaSn(OH)₆沉积在锌酸钙表面，且制得的锌酸钙结晶度高。Ca Sn(OH)₆的沉积降低了锌酸钙的电荷转移电阻，加快了电化学反应速率，并提升了锌酸钙的耐腐蚀能力和电荷传递速率，有效的改善了锌电极的极化现象。将表面沉积Ca Sn(OH)₆的锌酸钙用作锌镍电池负极活性物质时，电池在0.2 C充放电循环70次后的容量保持率为85.34%。     

多级结构SnO_2及其碳复合物的制备与电化学性能

针对SnO_2作为锂离子电池负极材料循环性能和导电性差的问题,采用水热法制备了SnO_2/C复合物。研究了多级结构SnO_2的制备工艺并以此为基础制备了SnO_2/C复合物,通过XRD、SEM、TEM等分析方法表征了材料的结构、组成和形貌;采用循环伏安、恒流充放电等电化学方法表征SnO_2和SnO_2/C复合材料的电化学性能。实验结果表明,在200 mA·g~(-1)恒电流密度充放电时,SnO_2/C复合物电极充放电循环50次后比容量为346.1 mAh·g~(-1),远高于SnO_2电极;与此同时,无定形碳的引入使SnO_2/C复合物电极的倍率性能也显著提高。     

球形氢氧化镍的制备及其电化学性能研究

为了考察Ni(OH)_2颗粒粒径与形貌对镍电极性能的影响,利用超声波沉淀法制备出了粒径小且分布均匀的球形氢氧化镍,研究了反应体系中超声波强度对氢氧化镍颗粒形貌的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、粒度分析、循环伏安特性曲线、倍率充放电技术对制备的氢氧化镍材料进行表征与测试。结果表明,超声波强度对氢氧化镍颗粒形貌有显著影响,实验确定适宜的超声波强度在216 W左右;粒度分析显示制备的球形氢氧化镍颗粒粒度在10μm左右。XRD测试证明制备的氢氧化镍为β-Ni(OH)_2;循环伏安特性曲线和倍率充放电测试发现,该材料具有良好的循环保持率,在0.4 C充电3 h,静置3 min,1 C放电至1.2 V的测试条件下循环30次后循环保持率为89%,最大放电比容量达260 m Ah/g。     

氧化锰薄膜的制备及其电化学性能

采用简单的水热法制备了锰氧化物薄膜前驱体,并结合后期热还原处理制备了基于镍基底的氧化锰薄膜材料,将其作为锂离子电池负极材料,研究其电化学性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段表征了样品的成分、形貌和结构。通过充放电测试和循环伏安等方法对材料的电化学性能做了测试。由于纳米结构的活性物质直接生长在导电性基底上,该氧化锰薄膜材料具有较高的放电比容量(0.2C放电比容量为684 m A·h/g),优越的倍率性能(5C和20C下放电比容量分别为450 m A·h/g和174 m A·h/g)和良好的循环性能,在0.5C下经过60次循环,其放电比容量仍保持在470 m A·h/g。实验结果表明,该方法合成的氧化锰纳米结构薄膜是一种很有前景的锂离子电池负极材料。     

水热法制备纳米片钛酸锂及其性质研究

以钛酸四丁酯(TBT)、氢氧化锂(LiOH·H_2O)为原料,采用水热法合成锂离子电池负极材料纳米片状钛酸锂(Li4Ti5O12)。通过X-射线衍射、扫描电子显微镜、恒流充放电及电化学阻抗等技术对合成材料的结构、表面形貌及电化学性能进行表征。结果表明,制备的材料为片状结构,具有较大的比表面积,分散性较好。在电压为1.0~2.5 V,以0.5 C的倍率进行充放电,首次放电比容量高达180.2 m Ah/g,循环50次后,容量仍保持162.2 m Ah/g。在10 C高倍率下,放电比容量仍高达130.7 m Ah/g,材料表现出优异的循环性能和倍率性能。     

LiMn_(0.7)Fe_(0.3-x)Mg_xPO_4/C的水热法制备与电学性能

采用水热法,通过Fe、Mg共掺杂制备了一系列锂二次电池正极材料LiMn_(0.7)Fe_(0.3-x)Mg_xPO_4/C(x=0,0.02,0.05,0.07)。通过X射线衍射、扫描电子显微镜对材料结构、形貌进行表征。采用所得正极材料组装电池,并利用恒流充放电和循环伏安对其电化学性能进行测试。结果表明:Fe、Mg元素完全进入材料晶格,并占据Mn位,适量的Mg掺杂能够增大(101)的晶面间距,使得Li~+扩散通道变宽。所制得的电池倍率性能曲线在1C前后发生反转:当充放电倍率小于1C时,LiMn_(0.7)Fe_(0.28)Mg_(0.02)PO_4/C的放电比容量最高,在0.1C时为150.3 mA·h/g;当倍率大于1C时,LiMn_(0.7)Fe_(0.23)Mg_(0.07)PO_4/C放电比容量最高,5C时为94.5 mA·h/g。     

γ-MnOOH纳米棒的低温水热制备及其电化学性能

采用低温水热法,在弱碱性介质中氧化MnSO4制备了γ-MnOOH.应用X-射线衍射和扫描电镜技术对所得材料的结构和形貌进行表征.γ-MnOOH直径在100~150 nm之间,长度约为2 μm.电化学测试结果表明,γ-MnOOH纳米棒负极材料具有高的比容量、优异的循环性能和倍率性能.在100 mA/g的电流密度下,首次放电比容量高达1454 mAh/g.恒流充放电100次后,比容量仍达到720 mAh/g.     

MnTiO_3/C复合材料的制备及其电化学性能研究

为提高锂离子电池负极材料循环稳定性和倍率性能,采用溶剂热和高温热处理方法制备了MnTiO_3/C锂离子电池负极材料。应用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)和恒电流循环充放电等测试方法对材料结构形貌、物相组成和电化学性能进行分析测试。TiO_2的加入和碳包覆提高了电池负极材料的循环稳定性,缓解了材料体积效应并增加了电导率。MnTiO_3/C复合材料在1 000 m A·g~(-1)的电流密度下充放电循环160次后放电比容量仍有466 m A·h·g~(-1),是一种具有良好应用前景的锂离子电池负极材料。     

有序多孔球花状MoO3的制备及超级电容性能

通过天然高分子介导的水热法和高温退火活化,两步简便制备了有序多孔球花状MoO_3。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)技术,对材料的形貌、组成和结构进行了表征。循环伏安、恒电流充放电和循环寿命测试的实验结果表明,该材料具有良好的超级电容性能,在1A·g~(-1)的大电流密度下,首次放电质量比电容可达240 F·g~(-1)。当测试电流密度为5A·g~(-1)时,充放电循环2000次后的质量比电容的保持率仍可达81%,表现出优良的循环稳定性。     

废旧锂离子电池负极材料石墨的再生工艺研究

用柠檬酸对废旧锂离子电池的负极材料石墨进行包覆再生,通过X-射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱仪对包覆效果进行了评价,分析比较了不同包覆比(柠檬酸与石墨废料的质量比)对充放电性能、倍率性能、阻抗性能、循环伏安性能的影响.结果表明,柠檬酸包覆可有效修复负极材料石墨的表面结构,并大幅提高电化学性能;当包覆比为1:1...     

活性炭纤维/聚苯胺复合材料的制备及电性能研究

制备了活性炭纤维/聚苯胺(ACF/PANI)复合电极材料,探讨了其电化学性能。通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、循环伏安和恒流充放电等测试对电极材料进行了表征。结果表明:聚苯胺在活性炭纤维上紧密均匀地生长,相互交错搭建成导电网状结构,经循环伏安测试,复合材料的比电容值可达832.80F·g~(-1),储能性能良好。以活性炭纤维/聚苯胺复合材料为负极组成超级电容器,经恒流充放电测试衰减率为31.3%,表现出良好的循环稳定性。     

纳米多孔NiO类空心微球负极材料的制备与储锂性能

以NiCl_2·6H_2O、尿素、葡萄糖为原料采用水热法制备了NiO前体,将前体在空气中烧结最终得到NiO电极活性材料。该NiO样品具有镂空结构的类空心球形貌,且由50~100 nm初级纳米颗粒构成。对该NiO样品作为锂离子电池负极材料的储锂性能进行了研究,结果发现赝电容效应对该材料储锂容量和倍率性能有重要贡献。因独特的空心纳米结构和赝电容效应,该材料表现出出色的电化学循环稳定性和优异的大倍率充放电性能。在500m A·g~(-1)电流密度下,100圈充放电循环后放电比容量为650 m A·h·g~(-1),容量保持率达86.6%;在10 A·g~(-1)的超高倍率下,其稳定放电比容量仍高达432 m A·h·g~(-1)。     

Sn/碳多孔复合材料的制备与储锂性能

通过高温煅烧乙二胺四乙酸二钠和四氯化锡混合物,制备了Sn/碳多孔复合材料。用X射线衍射和扫描电镜对材料的物相组成和形貌进行了表征,用循环伏安和恒流充放电技术测试了材料的储锂性能。结果表明:Sn/碳多孔复合材料呈多层夹心结构,作为锂离子电池负极材料经过100次充放电循环,可逆比容量保持在767 m Ah/g,在1C倍率下容量达到391 m Ah/g。     

CoO/三维玫瑰花碳骨架复合材料的制备及其电化学性能研究

本文以玫瑰花瓣为碳源,通过高温煅烧,获得三维多孔碳骨架材料。以水热法制备了CoO/三维玫瑰花碳骨架复合材料。材料的形貌和结构通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、红外光谱(FT-IR)来表征。采用循环伏安、恒流充放电来测试材料的电化学性能。实验结果显示,制备的复合材料具有分层、内部相通的孔结构;电化学测试表明复合材料有优异的电化学性能,当电流密度为20 m A/g时,比容量为328 F/g。     

两步法原位制备NiO/N-RGO复合材料及其电化学性能

采用两步法制备了氧化镍/掺氮石墨烯(NiO/N-RGO)复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的形貌和结构进行表征。利用循环伏安、电化学交流阻抗和恒电流充放电测试了复合电极材料的电化学性能。结果表明,线状NiO均匀地负载在N-RGO片层上,呈三维网络结构。NiO/N-RGO复合材料呈现出良好的倍率性能和循环稳定性能。     

石墨烯负载纳米二硫化钴的制备及其在锂离子电池方面的应用研究

采用二次水热法将纳米二硫化钴负载于石墨烯上,并通过结构表征和电化学性能测试,探讨了纳米二硫化钴/石墨烯材料作为锂离子电池负极的性能。电容量测试结果表明：在电流密度为100 mA/g条件下,二硫化钴/石墨烯复合材料的首周充放电容量分别为1 610 mA·h/g和774 mA·h/g,测算出的库伦效率为48.1%;循环性能测试结果表明：经过50次循环测算后的复合材料的放电比容量为302 mA·h/g,容量保持率为33.4%;倍率性能测试结果表明：当电流密度回复到100 mA/g时,复合材料的比容量恢复至550 mA·h/g。实验制备的纳米二硫化钴/石墨烯复合材料在锂电池负极的应用上表现出了优异的循环性能和倍率性能。     

螺旋纳米炭纤维的制备及其电化学性能

以乙炔为碳源,酒石酸铜为催化剂前躯体,氩气为保护气体,采用化学气相沉积法制备螺旋纳米炭纤维,通过扫描电镜观察不同温度下制备的螺旋纳米炭纤维的形貌;制备的螺旋纳米炭纤维作为锂离子电池负极材料,通过首次充放电、循环伏安、循环性能和交流阻抗谱测试电池的电化学性能。研究表明:在580℃下制备的螺旋纳米炭纤维管径均匀、螺旋化程度高,组装的电池具有最长的充放电平台,50次充放电循环后,库伦效率能保持在98.0%以上,比容量也保持在400 mA·h/g以上,循环伏安曲线重合性好,说明电化学性能稳定,电化学阻抗最小,导电性最好。螺旋纳米炭纤维纯度越高具有更好的电化学性能。     

锂离子电池正极材料Li_(1.2)Mn_(0.55)Ni_(0.15)Mg_(0.1)O_2的研究

采用碳酸盐沉淀法制备材料Li1.2Mn0.55Ni0.15Mg0.1O2,并对材料的结构、形貌以及电化学特征进行了测试。XRD测试和扫描电镜测试结果表明该材料具有良好的层状结构和形貌特征,电化学测试表明材料具有良好的充放电性能,循环性能,倍率性能等。