花球状二硫化锡复合材料在锂硫电池中的应用

将导电性优异的多孔碳材料石墨化科琴黑和具有极性锚定硫作用的过渡金属硫化物SnS₂结合以改善硫正极材料的电化学性能。以一步水热法制备了二硫化锡-石墨化科琴黑复合材料(SnS₂-GKB)，其与科琴黑(C)一同作为载硫体，通过155℃熔融注硫，即可得到新型硫碳复合材料(SnS₂-GKB/S/C)。该复合材料在0.05 C下的首次放电比容量为1 256.0 mAh/g，在2 C下为322 mAh/g，远高于同等放电倍率下的硫/科琴黑(S/C)的放电比容量；在0.1 C下进行循环性能测试时，SnS₂-GKB/S/C循环100次后的放电比容量也明显高于S/C的放电比容量。将碳材料的优势和过渡金属硫化物的优势相结合共同作为载硫体可以显著改善硫正极材料的电化学性能。     

粘合剂对于锂-硫电池正极性能的影响

选用LA132、海藻酸钠、β-环糊精和PVDF四种粘合剂应用于锂硫电池正极中,采用恒流充放电、交流阻抗和扫描电镜(SEM)等方法考察了不同粘合剂对锂硫电池电化学性能的影响。其中以海藻酸钠为粘合剂的正极循环性能和倍率性能最为优异,在电流密度100 m A/g下,115次循环后放电比容量为757 m Ah/g,容量保持率达70%。在1 000m A/g电流密度下,放电比容量达到600 m Ah/g。     

水性粘结剂LA135在锂离子电池中的应用

以水性粘结剂LA135为正极粘结剂、LiFePO4为活性物质,测试不同粘结剂含量的锂离子电池的性能.当粘结剂的含量为6％时,在2.75～4.20 V充放电,0.20 C首次、第10次循环的放电比容量分别为140.6 mAh/g和140.3 mAh/g,容量保持率为99.8％;1.00 C首次、第10次循环的放电比容量分别为103.3 mAh/g和99.1 mAh/g,容量保持率为95.9％.     

聚苯胺包覆对锂硫电池电化学性能的影响

采用充放电测试、交流阻抗测试等方法并结合粉末电导率测试,研究了水溶性聚苯胺包覆对硫正极电化学性能的影响。比较了不同包覆层厚度硫正极的放电性能,实验结果表明,水溶性聚苯胺包覆可以改善硫正极的导电性,提高硫正极的放电性能;同时聚苯胺网络对聚硫锂的溶解有抑制作用,提高硫正极的循环性能。聚苯胺质量分数为5.8%的活性物质制备的硫正极有较好的电化学性能,首次放电比容量达1356mAh/g,循环50次比容量保持为1000mAh/g。     

锂硫电池硫-碳正极材料的制备及电化学性能

以碳化树脂微球的方法制备了孔径小于0.6 nm的微孔碳球,通过热处理的方式制备了微孔碳球负载小硫分子的A-MRF/S复合材料。S EM、EDS和XRD结果表明硫以小硫分子S2-4的形式均匀存在于微孔碳球中。充放电测试表明:在0.2 C电流密度下,A-MRF/S正极首次放电比容量为847.1 mAh/g,100次循环后,比容量仍保持在630.5 mAh/g,且每圈的库仑效率均接近100%;在2 C电流密度下,A-MRF/S正极的放电比容量仍有539.7 mAh/g。A-MRF/S正极优异的循环性能、库仑效率和倍率性能,主要得益于小硫分子固-固转变的电化学反应过程。     

S/TiO2复合材料在锂硫电池中的应用

采用单质硫与TiO_2在一定条件下合成一种新型S/TiO_2复合正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对复合正极材料的结构和形貌进行了分析,并通过循环伏安法、电池充放电测试和交流阻抗测试研究了材料的电化学性能。结果表明:此正极材料表现出比较好的电化学性能,其初始放电比容量达到731 mAh/g,40次循环后放电比容量仍有563 mAh/g。     

常温制备硫碳均匀复合材料

采用沉淀法制备硫溶胶,通过活性炭吸附溶胶中纳米尺度的硫颗粒,在常温下制得硫碳均匀复合材料,并将该复合材料用于锂硫电池正极。通过SEM和XRD对该复合材料进行表面形貌和内部结构表征,采用恒流充放电法和电化学阻抗测量法测试正极的电化学性能。测试结果表明,活性炭吸附的硫颗粒直径在50 nm附近,且硫在活性炭中均匀分散。在电流密度为0.2 mA/cm2时,含该复合材料正极的首次放电比容量为793 mAh/g。循环充放电50次后,正极放电比容量为460 mAh/g。     

MoS2/C纳米复合材料的合成及其电化学性能研究

理论比能量高达2 600 Wh/kg的锂硫电池已经成为锂电池研究热点,然而硫导电性不好、穿梭效应和锂化体积效应较大等问题阻碍了锂硫电池的产业化。将无定型多孔碳材料的高导电性和极性MoS₂的固硫作用相结合改善锂硫电池的电化学性能。所得的S@MoS₂/C在0.05 C和2 C电流密度下的放电比容量分别为1 507和406.3 mAh/g,比S@MoS₂在相同电流密度下的放电比容量（1 400和345.7 mAh/g）更高。在循环性能测试中,S@MoS₂/C容量保持率为46.9%,要高于S@MoS₂（39.1%）。因此,MoS₂/C复合材料作为硫载体可以显著改善锂硫电池性能。     

以玉米芯为碳源的碳/硫复合正极材料的制备和研究

采用磷酸活化法制备玉米芯活性炭,并将其与单质硫热复合制备了碳/硫正极复合材料。通过XRD、BET、SEM等材料分析测试手段,对材料的物理化学性能进行了分析,利用循环伏安和电池充放电对材料的电化学性能进行了测试。测试结果表明,玉米芯活性炭能抑制多硫化物的溶解,减少活性物质硫的损失,从而提高碳/硫复合材料的放电比容量和循环性能。在0.2mA/cm2的电流下首次放电比容量高达761.2mAh/g,循环20次后放电比容量仍有683.2mAh/g,容量保持率达89.75%。     

锂硫二次电池正极复合材料的合成和性能研究

采用单质硫与活性炭在一定条件下合成了一种新型含硫复合材料。通过XRD、BET比表面积分析和孔径分布测试手段对复合材料进行了表征,利用循环伏安和电池充放电对材料的电化学性能进行了测试。结果表明:此复合材料表现出了较好的电化学性能,其初始放电比容量达650mAh/g,在室温下经过40次循环之后电池放电比容量仍稳定在480mAh/g。     

添加剂对多硫代聚苯胺电化学性能的影响

为了提高正极材料多硫代聚苯胺(PSPA)的电化学性能,在PSPA中添加了碳纳米管(CNTs)和纳米SiO2.添加CNTs能够降低PSPA的欧姆电阻,添加纳米SiO2能够降低PSPA的法拉第电荷传递电阻,CNTs和纳米SiO2的协同作用可提高PSPA的放电比容量和循环性能.PSPA(5%CNTs 5%纳米SiO2)的首次放电比容量为650 mAh/g,15次循环后,放电比容量达到553 mAh/g.     

糖类作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO4/C正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)和电化学手段对目标材料进行了结构表征和性能测试.考察了葡萄糖和蔗糖作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响.结果表明,以葡萄糖作为碳源的正极材料具有优良的电化学性能,首次放电比容量达136.3 mAh/g,远远高于纯的LiFePO4正极材料,随着循环次数的增加,材料的放电比容量逐渐增加,然后趋于稳定.循环30次后,比容量为139.6 mAh/g.     

尖晶石LiMn2O4高温循环性能的改善

采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,从掺杂Al3+稳定晶体结构和包覆抑制锰的溶解两方面来改善尖晶石LiMn2O4的高温电化学性能。实验表明,改善后的正极材料在高温50℃且0.5 C(C=120 mAh/g)下的首次放电比容量为93.3 mAh/g,循环50次后的放电比容量为82.8 mAh/g,比空白样品提高34.1 mAh/g,容量保持率达到88.7%,比空白样品提高39.8%。     

用预循环方法控制富锂锰Li_(1.13)Mn_(0.54)Ni_(0.27)Al_(0.06)O_2的不可逆容量

研究了不同预循环电压对富锂锰正极材料Li_(1.13)Mn_(0.54)Ni_(0.27)Al_(0.06)O_2电化学性能的影响,重点考察了不可逆容量。电化学测试数据表明:采用上截止电压为4.4~4.6 V进行预循环可使初始不可逆容量降低一半;采用阶梯电压预循环制度可有效提高材料电化学性能,初始不可逆比容量从252 mAh/g降低至98 mAh/g,容量保持率达到94.4%,且在10 C倍率下放电比容量依然保持在81 mAh/g;富锂锰正极材料的初始不可逆容量主要来自三个方面:SEI膜的形成、Li_2MnO_3的活化和电解液分解。     

羧甲基纤维素钠取代度对蒽醌正极的影响

采用淤浆法制备水溶性粘结剂羧甲基纤维素钠(CMC),并进行红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(1H-NMR)和SEM分析.对蒽醌(AQ)正极进行了恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试.以CMC为粘结剂的AQ电极,比容量和循环性能均比以PVDF为粘结剂的更高.以0.2 mA/cm2的电流密度在1.5～3.5 V循环,以高取代度(DS=1.23)的CMC-1为粘结剂的AQ/CMC-1电极首次和第50次循环的放电比容量分别为226.4 mAh/g和70.9 mAh/g.高取代度的CMC-1的电化学性能好于低取代度(DS=0.86)的CMC-2.     

硫炭复合正极材料的制备及性能研究

通过正交试验设计研究,优化出锂硫电池用硫炭复合正极材料的最佳制备工艺为硫炭比6∶4,150℃恒温5h,300℃恒温2h,在该条件下制备的材料首次放电比容量1206.2mAh/g,20周循环后放电比容量为1102.9mAh/g,容量保持率为91.4%,材料的循环性能较佳。     

碳硫纳米复合正极材料的电化学性能

采用升华硫与高比表面积活性炭在一定条件下合成了一种新型碳硫纳米复合材料。用该复合材料作为正极活性物质所制备的锂蓄电池具有较好的循环性能和高的比容量、比能量。通过X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等材料分析测试手段,对复合材料的物理化学性能进行了分析,利用循环伏安、交流阻抗和电池充放电对材料的电化学性能进行了测试。结果表明,与传统硫电极比较,此复合材料表现出了很好的电化学性能,其初始放电比容量高达600mAh·g-1,经过50次循环之后,比容量仍保持在400mAh·g-1。     

高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成与电化学性能研究

采用高温固相法在不同条件下合成了一系列球形LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,并通过XRD、SEM、TEM、EDS等表征手段对其物相结构、形貌以及电化学性能进行了研究.结果表明,Li/Me(摩尔比)为1.07时合成的正极材料结晶良好,结构稳定,以0.2 C倍率在2.8～4.3 V电压范围内的首次放电比容量为200.4 mAh/g,首次充放电效率为86.7％,1 C放电比容量为189.5 mAh/g,50次循环之后的放电比容量为178.3 mAh/g,此时容量保持率高达94.1％.继续循环至100次比容量还有145.7 mAh/g,容量保持率为76.9％.     

纳米FeSe2正极材料制备与镁电池中性能表征

采用溶剂热法,利用表面活性剂的分散作用成功合成了FeSe₂纳米颗粒,将其作为正极材料组装可充镁电池,并进行电化学性能测试。结果显示,FeSe₂正极在100 mA/g电流密度下首次放电比容量为119 mAh/g,并在循环过程中展现出比容量的逐渐升高,在循环48次后获得最大放电比容量628mAh/g,同时具有良好的循环稳定性,在100次循环后仍保持581 mAh/g的放电比容量。非原位TEM、XPS和同步辐射软X射线吸收谱分析表明,FeSe₂正极在循环过程中,铜集流体会参与正极电化学反应并形成含铜化合物,在正极材料中形成导电通路,这有利于电化学反应过程中电子的转移。因此,FeSe₂纳米颗粒充分参与正极转化反应,并展现出高容量和长循环稳定性,为镁电池中的集流体和硒族化合物的匹配性设计提供了新的思路。     

铝集流体对锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2性能的影响

用化学蚀刻法制备了微孔铝集流体,通过扫描电镜(SEM)、剥离强度测试、充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)测试等方法研究了铝箔表面形貌及其作为正极集流体对锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2电化学性能的影响。结果表明:蚀刻后铝集流体表面为蜂窝状结构,孔径在5~20 mm,其作为正极集流体制备的样品剥离强度显著提高,0.2 C首次充放电比容量分别为198.70和176.80 mAh/g,首次充放电效率为88.98%。8.0 C循环5次后的放电比容量为134.04m Ah/g,容量保持率仍有75.81%,1.0 C循环50次后放电比容量为161.15 mAh/g,容量保持率为95.62%,倍率和循环性能优良。