K+掺杂尖晶石型(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物负极材料制备与储锂性能研究

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K⁺掺杂的尖晶石型(K_xCoCrFeMnNi)₍3/(5+x))O₄(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K⁺掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明：随着K⁺掺杂量的增加,均可制备出具有单一尖晶石结构的纳米晶粉体材料,其中等摩尔K⁺掺杂的(K_1/6Co_1/6Cr_1/6Fe_1/6Mn_1/6Ni_1/6)₃O₄高熵氧化物负极材料具有最高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。(K_1/6Co_1/6Cr_1/6Fe_1/6Mn_1/6Ni_1/6)₃O_4<...     

高熵(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O纳米粉体的简易制备及超电容性能(英文)

高熵氧化物是一种由高构型熵稳定的新型材料,有望具有独特的电化学性能。采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2Zn_0.2)O纳米粉体并研究了其超级电容性能。结果表明：单相(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2Zn_0.2)O纳米粉体的制备温度随着丙烯酰胺/金属阳离子摩尔比的增加而降低。当丙烯酰胺/金属阳离子摩尔比为120:1时,在900℃煅烧2 h所制备的岩盐相高熵纳米粉体呈现出球形形态,粒径为40～65 nm。该高熵纳米粉体在1 A/g的电流密度下具有402 F/g的比电容;当电流密度增大到20 A/g时,仍然能保持62%的初始比电容;在电流密度为5 A/g时,经过2 000次充放电循环后,电容保持率为61%,该研究表明高熵(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2...     

表面活性剂辅助制备(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物及储锂性能

采用纳米化策略进一步提高锂离子电池负极材料(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物(HEO)的倍率性能。本研究以金属硝酸盐为金属源、尿素为沉淀剂、十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）为表面活性剂,利用水热法成功制备了具有单一尖晶石结构的(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4 HEO纳米材料。研究表明：与未添加表面活性剂相比,水热过程中引入表面活性剂,所制备的(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物纳米晶粉体,具有更小的颗粒尺寸、更均匀的分散度、更大的比表面积和均一的孔结构。这种独特的结构特征使该电极材料具有较大的赝电容贡献率,从而使材料的可逆比容量和倍率性能得到大幅度提升。引入表面活性剂的电极材料在0.2 A/g的电流密度下展示了较高的初始放电比容量（1308 mA·h/g）和首圈库伦效率（82.5%）,循环25圈时可逆容量为1263 mA·h/g;在3 A/g的高电流密度下,循环150圈后的比容量高达1053 mA·h/g,为未引入表面活性剂的电极材料比容量的8倍多。     

锂盐用量对Li1.2Mn0.6Ni0.2O2材料电化学性能的影响

以球形前驱体Mn0.6Ni0.2(OH)1.6及碳酸锂为原料,通过高温固相法合成富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.6Ni0.2O2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对不同锂盐用量条件下得到的Li1.2Mn0.6Ni0.2O2的结构和形貌进行了表征,并对其进行了电化学性能测试。结果表明:当锂盐用量过量4%时,合成的Li1.2Mn0.6Ni0.2O2的晶体结构最完整、球形形貌更规则、电化学性能优异。在0.2 C和1.0 C下首次放电比容量可达250.7、235.2 m A·h/g;1.0 C下循环50次后,容量保持率为86.86%。     

一步法制备Co3O4及其电化学性能研究

以六水合硝酸钴为钴源、二甲基咪唑为有机配体,通过室温共沉淀法合成前驱体模板ZIF-67,而后再高温煅烧形成目标产物Co₃O₄材料。利用X-射线衍射与扫描电镜对目标产物进行表征,而后选用蓝电电池测试系统测试其倍率与循环性能。测试表明,在100mA/g电流密度条件下,Co₃O₄电极的首次充电容量和放电容量分别可有2069.2mAh/g和2928.3mAh/g,首次库伦效率有70.66%,循环使用寿命长,但容量维持率低,经100圈测试后容量保持率仅有35%;而在倍率测试中发现即使经过50次充放电,电流密度从2000mA/g回到100mA/g时,Co₃O₄电极的放电容量依然可以保持有1482mA/g,并且表现出良好的循环稳定性,说明Co₃O₄即使经过高倍率充放电,其结构依然可以保持稳定,具有较为不错的倍率性能。     

(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)Fe2O4高熵陶瓷的制备与吸波性能

采用固相反应法制备了单相块体(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2Zn_0.2)Fe₂O₄高熵尖晶石陶瓷。结合X射线衍射,扫描电子显微镜和能谱仪对制备过程中的物相组成、显微结构和元素分布进行分析。随烧结温度的升高陶瓷材料体积密度增大,气孔率降低,1 200℃烧结所得致密高熵尖晶石陶瓷材料呈单相,元素均匀分布,其弯曲强度和断裂韧性分别达43.00 MPa和1.30 MPa·m^1/2。所制备高熵尖晶石陶瓷对电磁波兼具介电损耗和磁损耗能力,其在3.0 mm处可获得最大的有效吸收带宽为12.37 GHz,是具有一定承载能力和优异宽频吸波性能的陶瓷材料。     

非等摩尔比Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O3-σ高熵钙钛矿氧化物的制备及电学性能研究

本研究采用非等摩尔混料结合两步法烧结制备了一系列非等摩尔比高熵钙钛矿氧化物Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O3-σ。通过XRD、TG-DSC、SEM及TEM分析了其物相转变、表面形貌及晶体结构,并且采用电化学交流阻抗谱(EIS)对其电导率进行分析。研究结果表明Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O3-σ在1480℃左右形成了单相钙钛矿结构,并且各元素分布均匀。在测试温度范围为300~750℃的条件下,Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O3-σ单相钙钛矿结构稳定,其电导率符合阿伦尼乌斯方程,电导机理保持稳定。相较于其他三种高熵钙钛矿氧化物,Sr(Ti0.20Zr0.20Y0.20 Sn0.20Hf0.20)O3-σ(HEOY1)表现出最高的电导率,其750℃的电导率为3.55×10-3S/cm,与文献报道中的高熵钙钛矿氧化物的电导率(2.41×10-3S/cm)相比有较大提升。     

高熵稳定双钙钛矿阴极材料SmBa(Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ的制备及性能优化

通过改进的自蔓延燃烧法合成制备高熵双钙钛矿SmBa(Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ(HE-SBC)阴极材料,并复合10％(摩尔分数)Gd2O3掺杂CeO2(GDC)以优化性能.结果表明:通过B位高熵的方法可以显著减小Co离子由价态变化而引起的热膨胀,从而降低SmBaCo2O5+δ的热膨胀...     

纳米Fe2O3的制备及其电化学性能研究

以FeCl3.6H2O为原料,通过先水解,后在空气中煅烧制备了粒径约100 nm的Fe2O3负极材料,并研究其电化学性能。此工艺简单,所得材料的放电比容量高,循环性能优异。在50 mAg-1电流密度下,首次放电比容量为1667.0 mAh g-1,第二次放电比容量为1161.0mAh g-(1占首次的70%),循环50次后,仍保持459.7 mAh g-1的放电比容量。     

LiCoO2的制备及电化学性能研究

采用高温固相反应法在工业级别的设备上制备了一系列LiCoO2样品。运用SEM和XRD分析技术研究了样品微观形貌和晶相结构。将LiCoO2样品制成工作电极，组装了试验电池进行充放电循环测试。结果表明，不同原料来源对LiCoO2结构与电化学性能有一定的影响。烧结温度对LiCoO2晶相结构、晶化程度、结构致密性及稳定性有显著影响。在800℃和900℃条件下合成的LiCoO2都具有电化学活性，首次充电容量均大于130mA.h.g^-1。     

煅烧温度对高镍无钴LiNi0.90Mn0.10O2正极材料结构与电化学性能的影响

采用固相法在不同的煅烧温度下(725～825℃)合成了高镍无钴LiNi_0.90Mn_0.10O₂正极材料,并通过结构表征和电化学测试考察了煅烧温度对正极材料的结构和电化学性能的影响。结果表明,煅烧温度会改变材料的晶胞参数,在最佳煅烧温度775℃时所制得的正极材料Li⁺/Ni²⁺混排程度最低;该煅烧温度制备的样品首次放电比容量最高,同时倍率性能也表现最佳,并且在循环200圈后仍然保持着最高的放电比容量。     

以Ni-YSZ和Sm0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.2O3-δ为电极的微管固体氧化物燃料电池的制备及电化学性能（英文）

分别以Ni-YSZ中空纤维为阳极和Sm0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.2O3–δ–Sm0.2Ce0.8O1.9（SSFCu-SDC）为阴极制备了微管固体氧化物燃料电池（SOFC）。利用扫描电子显微镜（SEM）、电化学工作站表征了微管单电池的显微结构与电化学性能。SEM分析表明,采用相转化法制备的Ni-YSZ中空纤维阳极呈特殊的非对称结构,主要由中间海绵状结构和内外两侧的指孔状多孔结构构成。通过真空辅助浸渍涂覆法和与阳极共烧技术在阳极支撑体上制备了致密的YSZ电解质膜和SDC过渡层。分别采用湿氢为燃料和静态环境空气为氧化剂测定了制备的微管单电池在650～750℃时的电化学性能。结果表明,该微管单电池具有高的输出性能,在750、700℃和650℃时的最大功率密度分别可达到485.9、382.7mW/cm2和260.3mW/cm2。     

热处理对(Co40Cr25Fe15.5Ni15.5Mo4)99.5C0.5高熵合金组织及性能的影响

高熵合金作为一种新型的材料研究方向,在本世纪得到了广泛的关注。用真空电弧熔炼制备(Co₄₀Cr₂₅Fe_15.5Ni_15.5Mo₄)_99.5C_0.5高熵合金,经过均匀化和轧制工艺,研究了不同退火温度对高熵合金组织及性能的影响。结果表明:退火态合金由面心立方结构(FCC)相构成,合金组织形貌为等轴晶,析出相富集C、Mo元素,细晶强化作用提高了材料强度。随着退火温度的提高,高熵合金的屈服强度和抗拉强度以及硬度逐步下降,延伸率增大,合金塑性随温度上升而增大。退火孪晶减少,塑性提高,材料由脆性断裂向韧性断裂转变。     

锂离子电池锡/碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以二氧化锡和导电碳(Super P)为原料,通过高能球磨,采用高温固相法制得锡/碳复合材料作为锂离子电池负极材料。用XRD、SEM进行表征,并进行有关电化学性能测试,首次放电比容量高达566.4 mAh.g-1,循环性能得到了较大改善。     

一维Na2/3Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的制备及其电化学性能研究

在水-乙醇溶液体系中通过温和的共沉淀反应成功制备了一维(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3) C₂O₄微米棒前驱体,通过混入碳酸氢钠及后期高温烧结得到Na_2/3Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂微米棒钠离子电池正极材料。通过XRD、FESEM、TEM及电化学测试等手段对材料的结构、形貌、组成以及电化学性能进行了分析表征。结果表明,Na_2/3Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂微米棒正极材料表现出优异的循环性能和倍率性能,在0.1 C倍率下,经过115次充放电循环后的容量保持率为70.0%;而在纯水体系中通过共沉淀法制备的Na_2/3Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂     

高熵电化学储能材料的研究进展与新机遇

能源革命中的新范式对电化学储能技术提出了更高的要求,而储能材料是电化学储能技术发展的关键。近年来,高熵作为一种新兴的材料设计策略,极大地扩展了电化学储能材料设计空间,有望用于突破当前电化学储能材料综合性能瓶颈,为电化学储能技术发展提供新动力。重点介绍了高熵电化学储能材料在锂离子电池、钠离子电池以及超级电容器电极材料方面的研究进展;简述了高熵材料的基本概念,主要包括高熵的定义与相关效应。从高熵的视角,总结了相关效应对电化学储能材料结构特性及性能的影响规律。最后,总结了对未来高熵电化学储能材料发展所带来的新机遇与新挑战提出了个人理解。     

以豆腐渣为模板制备的CuO作为锂离子电池负极材料及电化学性能的研究

利用豆腐渣为模板,经煅烧处理后获得片层状的CuO产物,采用X射线衍射仪对样品进行物相分析,采用光电子能谱仪测定样品表面的元素成分。然后通过恒流充放电实验检测CuO的电化学性能,100次循环后充放电容量依然可高达520m Ah/g,均为一般商业碳电极材料的1.4倍,展现出了良好的循环寿命。以植物为模板制备的CuO产物能够有效地抑制充放电过程中的体积膨胀现象,减少粉化现象,具有优异的电化学性能,循环性能得到了很大改善,在锂离子电池负极材料领域中具有广阔的应用前景。     

Cr掺杂对Li1.2Ni0.2Mn0.6O2结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法制备了锂离子电池正极材料Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂和Li_1.2Ni_0.18Mn_0.58Cr_0.04O₂,并利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电化学性能测试对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明:掺Cr³⁺后材料的阳离子混排程度降低,层状结构更为规整,电化学性能明显优于Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂,其0.2C和1C首次放电容量分别为262.2 mAh/g和241.7 mAh/g,1C倍率下循环50次的容量保持率为95.5%。     

多孔FeF2正极材料的制备及电化学性能研究

利用分解反应中大比例质量损失和大量气体产生,制备出具有40.369m²·g^-1大比表面积的多孔FeF₂材料。多孔结构为FeF₂材料构建了优异的离子和电子导电通路,表现出优秀的倍率性能和循环性能。在2C、5C和15C的倍率下分别表现出589.21mAh·g^-1、406.95mAh·g^-1和83.53mAh·g^-1的高放电比容量。在0.5C和2C下,循环100次后放电比容量分别为502.5mAh·g^-1和267.9mAh·g^-1。该结果为电池正极材料提升倍率性能提供了新思路。     

钙钛矿型复合氧化物的制备及应用

综述了近年来国内外钙钛矿型复合氧化物的制备方法;分析了钙钛矿型复合氧化物的应用前景.