自支撑碳纳米纤维的宏量制备及其储钠性能

为大批量制备高储钠性能的电极材料,以乙炔为碳源气体,采用连续化学气相沉积（CVD）法原位催化生长碳纳米纤维材料,制备出自支撑式电极材料。通过扫描电子显微镜（SEM）和拉曼测试（Raman）表征分析样品的微观结构、形貌及结晶性,并对其钠离子存储电化学性能进行测试分析。结果表明：通过多温区连续大批量原位催化生长,制备出多尺寸三维结构碳纳米纤维（3D CNFs）,结构的变化导致碳纳米纤维暴露出丰富的空位缺陷,这为钠离子提供了大量的吸附活性位点;三维立体的结构不仅使得电解液可以快速浸润活性材料,而且有效地增强了结构的稳定性;3D CNFs作为钠离子电池负极材料,在电流密度为0.1 A/g的条件下比容量高达150 mA·h/g,且在循环50圈之后没有明显的容量衰减,表现出优异的储钠性能和循环稳定性。     

碳纳米纤维/Co_3O_4复合电极的制备及电化学性能研究

采用静电纺丝制备得到碳纳米纤维(CNFs)无纺布,经预氧化、碳化处理后作为电极支撑材料,再由水热法合成得到海胆状CNFs/Co_3O_4和雪花型CNFs/Co_3O_4-S两种形貌的复合电极材料.通过扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱(FTIR)和X线衍射(XRD)对复合电极材料形貌和结构进行表征,并对其电化学性能进行详细测试.结果表明:在1A/g的电流密度下,雪花型CNFs/Co_3O_4-S比海胆状CNFs/Co_3O_4复合电极材料具有更高的比电容,为451.11F/g,且在1500次充放电后其比电容保留率高达88.07%,具有良好的循环稳定性.     

玉米叶状Cu2O/Cu负极的制备及其电化学性能

采用阳极氧化法及后续高温煅烧制备了三维微纳玉米叶状Cu2O/Cu锂离子电池负极材料.利用X射线衍射、扫描电子显微镜对产物的物相组分、晶体结构和形貌进行了系统表征;利用电化学工作站、电池性能测试系统对制备的电极材料进行电化学性能的分析和计算.结果表明,铜箔表面被均匀刻蚀了 一层玉米叶状Cu2O,长度约为100～200 nm,宽度约为30 nm;玉米叶状Cu2O/Cu作为锂离子电池负极材料,在电流密度为100 mAhg-1经过200次充/放电循环后,该负极材料的可逆放电比容量仍高达848.6 mAhg-1:电化学交流阻抗谱图拟合和计算的结果表明三维微纳玉米叶状Cu2O/Cu电极材料具有更低的电荷传质电阻和更好的锂离子固相扩散能力.     

Co9S8@CNFs复合材料的制备及其在锂离子电池的应用

静电纺丝是一种使聚合物在高压静电场作用下进行拉伸纺丝的纤维制造工艺。静电纺丝制备方法简单,成本低且易纺出微纳米级的纤维,在材料化学领域被广泛应用。采用硫杂杯芳烃构筑的多硫高核笼簇化合物（Co₄₈）为负载物,以聚丙烯腈（PAN）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混物（PAN/PMMA）为纺丝载体,通过静电纺丝技术,制备了负载Co₉S₈纳米颗粒的碳纳米纤维（Co₉S₈@CNFs）。分别以PAN和PMMA质量比为10∶0、7∶3和5∶5的纺丝载体制备复合物纳米纤维,将其热处理后得到的碳纳米纤维复合材料作为电极材料用于锂离子电池材料的研究。与Co₄₈晶体煅烧的产物相比,PAN和PMMA的加入对最终产物的电化学有促进作用。由PAN和PMMA混合物制备的复合物材料兼具较高比容量、良好循环稳定性以及倍率性能。     

水热法制备碳纳米纤维与氧化锌复合材料

将静电纺丝技术制备的碳纳米纤维（CNFs）作为衬底材料,利用水热方法,通过改变水热反应温度和反应溶液浓度进行对比实验,得到制备碳纳米纤维（CNFs）与氧化锌（ZnO）复合材料的最佳方法.将获得的产物通过场发射电子扫描显微镜（FE-SEM）和X射线粉末衍射（XRD）检测,结果显示,ZnO纳米粒子成功的生长在CNFs表面上,而没有聚集在一起,生长在CNFs表面上的氧化锌纳米粒子的密度可通过反应溶液的浓度控制.     

锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势

硅基负极材料因具有高电化学容量是一种极具发展前景的锂离子电池负极材料.评述单质硅、硅-金属合金、硅-碳复合材料以及其他硅基复合材料作为锂离子二次电池负极材料的最新研究成果,分析锂离子电池硅负极材料存在问题,探讨硅基负极材料的合成、制备工艺以及未来硅基材料的研究方向和应用前景.分析结果表明,通过硅的纳米化、无定形化、合金化及复合化等技术手段,实现硅基负极材料同时兼备高容量、长寿命、高库伦效率和倍率性能,是未来的主要发展方向.     

锂离子电池Si_(1.81)Co_(0.6)Cr_(0.6)Zn_(0.2)/MGS复合负极材料的制备与性能

采用两步高能球磨法制备了一种新的锂离子电池硅基复合负极材料Si1.81Co0.6Cr0.6Zn0.2/MGS.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的组成和形貌结构.电化学测试表明,Si1.81Co0.6Cr0.6Zn0.2/MGS作锂离子电池负极材料有较好的电化学性能:首次可逆容量为561 mAh.g-1,50个循环后,可逆容量的保持率为91%.Si1.81Co0.6Cr0.6Zn0.2/MGS循环性能的改善归因于电极结构在循环过程中的稳定性.     

鱼骨状纳米碳纤维嵌脱锂性能的初步研究

为了探索具有鱼骨状特殊结构的纳米碳纤维作为锂离子电池负极材料的潜在应用价值，采用化学气相沉积（CVD）法制备了高纯度、高质量的鱼骨状纳米碳纤维，对其分别进行了酸处理、退火处理以及酸处理和退火处理相结合的复合处理，装配成模拟电池后通过恒流充放电测试，研究了不同预处理方式对该鱼骨状纳米碳纤维电化学嵌脱锂性能的影响.结果显示，简单的酸处理和退火处理未能明显改善鱼骨状纳米碳纤维电极的综合嵌脱锂性能，而将两者有效结合，则使该纳米碳纤维的首次充放电效率提高近两倍，并且明显提高了可逆容量及循环稳定性，嵌脱锂性能得到综合改善.     

锂离子电池硅基负极材料表面和界面调控的研究进展

在锂离子电池众多负极材料中，硅具有超高的理论比容量（4 200 mA·h/g）和较低的嵌锂电位（约为0.4 V vs Li/Li+），是制备高能量、高功率锂离子电池理想的负极材料。然而，在嵌/脱锂过程中，硅负极巨大的体积变化造成电极材料严重的结构破坏和快速的容量衰减。梳理了硅作为锂离子电池负极材料的储锂机制、结构演变、界面反应和动力学行为等方面的研究，总结了表面和界面改性在锂离子电池硅基负极材料中应用的最新进展，阐述内容主要包括硅电极的表面修饰、电解液的优化和黏结剂的开发等，并对硅负极材料表面和界面改性进行了展望。     

纤维状全固态水系锂离子电池设计及电化学性能

可穿戴电子设备的发展迫切需要高性能储能装置,然而,如何实现高性能储能材料的高柔韧性问题仍未得到解决。研究了一种基于碳纳米管纱线和PVA-LiNO3凝胶聚合物电解液的纤维状全固态水系锂离子电池,电池两极材料为通过空气煅烧和“Biscrolling”方法制备的钒酸锂改性碳纳米管（LVO,负极）和锰酸锂改性碳纳米管（LMO,正极）。研究表明：碳纳米管优异的导电性能改善了电池的电化学性能,且利用聚吡咯（PPy）包覆LVO能明显提高电池的循环稳定性,在100次循环中,电池的库伦效率在90%以上,比未经PPy包覆的LVO提高了5.5%～9.9%。本实验设计的全固态水系锂离子电池稳定性好、效率高,为未来智能可穿戴电子设备储能装置提供了设计参考。     

金属有机框架衍生FeS2/NiS2/C空心球的制备及其储钠性能

开发高性能钠离子电池负极材料,亟须解决过渡金属硫化物在充放电过程中存在的容量快速衰减问题。以Ni-MOF为前驱体,通过溶剂热处理引入Fe元素并进行气相硫化,制备了含双金属硫化物的FeS₂/NiS₂/C多孔空心球材料。电化学测试结果表明：该材料作为钠离子电池的负极,与NiS₂/C相比,其可逆比容量、循环稳定性以及倍率性能均得到显著提高;利用电化学阻抗测试和不同扫速下的循环伏安测试对电极材料的电子传输和离子扩散速率进行分析,证实复合材料优异的电化学性能表现归因于其增强的反应动力学。该研究表明,金属有机框架(Metal-organic frameworks, MOFs)衍生的双金属硫化物具有优异的电化学性能,是一种具有良好应用前景的高性能钠离子电池负极材料。     

锂离子电池锑基复合氧化物负极材料的研究

采用共沉淀法制备了SbFeO3和SbPbO2.5锑基复合氧化物粉末．将其分别作为锂离子电池负极材料的活性物质,利用恒电流电池测试仪研究它们的电化学性能．这两种锑基复合氧化物都有较高的电化学容量,SbFeO3的可逆容量为550mAh／g,SbPbO2.5的可逆容量为1270mAh／g,这两种锑基复合氧化物的电化学容量远高于碳材料(石墨的理论容量为372mah／g),因此,可以作为锂离子电池负极材料的候选材料．     

稻壳制备锂离子电池多孔硅负极材料

以稻壳为原料,采用镁热还原方法制备孔隙和孔壁主要为纳米尺度的多孔硅材料.作为锂离子电池负极材料,在30 m A/g恒流充放下,多孔硅具有首次充电容量为2 387 m Ah/g,50次充放循环后,充电容量保持率为23.3%.考虑到稻壳的资源丰富、廉价易得和可持续利用特点,镁热还原工艺的低成本性以及稻壳制备的多孔硅具有较好的电化学性能,此法有望制备实用的优质锂离子电池多孔硅负极材料.     

碳纳米纤维的制备及表征

以聚丙烯腈（PAN）为原料,通过静电纺丝技术制备PAN纳米纤维,经过预氧化过程和高温碳化过程制备碳纳米纤维（CNFs）．在整个制备过程的不同阶段取样,进行跟踪检测,采用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱和拉曼光谱来研究它们的相结构和形态,获得CNFs制备过程中的微观变化．     

均相沉淀法制备Zn Fe2 O4负极材料及其储锂性能

采用均相沉淀法制备了ZnFe2 O4前驱体,探索了烧结温度对ZnFe2 O4结构和电化学性能的影响。用X射线衍射（XRD）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）表征了材料的微观结构和形貌;采用循环伏安（CV）、电化学交流阻抗谱（EIS）和充放电测试了ZnFe2 O4作为锂离子电池负极材料的储锂性能。结果表明：随着烧结温度的升高,样品粒径增大;当烧结温度达到900℃时可以得到纯相尖晶石型ZnFe2 O4,其中在900℃下烧结的ZnFe2 O4样品具有最高的嵌锂活性、最好的电化学反应可逆性、最低的电化学反应阻抗和优良的倍率性能。     

SnO2-MoO3-x/CNTs纳米复合材料在锂离子电池负极中的性能

为了改善SnO2-MoO3-x纳米复合材料在锂离子电池负极中的性能,通过水热法制得SnO2-MoO3-x/CNTs纳米复合材料,并研究CNTs的含量对纳米复合材料性能的影响;通过XRD与SEM对所得纳米复合材料进行表征,将材料组装为扣式电池,利用电化学工作站、蓝电电池测试系统等进行电化学性能测试.结果表明:CNTs的加...     

碳纳米纤维作为电动汽车电池负极材料的研究

当前我国大力发展新能源电动汽车,开发高效的锂离子动力电池技术是至关重要的一环。采用简易的方法合成了硼掺杂多孔碳纳米纤维作为锂离子电池的负极材料,表现出优异的电化学性能;该电极材料在100mAg~(-1)条件下首次充电比容量达到1450 m Ahg~(-1)的比容量,且120次循环后仍保持1300 m Ahg~(-1)的比容量,甚至在500 m Ag~(-1)电流密度下,800次循环后仍有390 m Ahg~(-1)的比容量。该结构的硼掺杂多孔碳纳米纤维具有很大潜力,可以作为下一代动力锂离子电池的负极材料,且大规模应用。     

镍碳修饰的硅亚微米线用于高效能锂离子电池负极

电动汽车、便携式电子设备和储能设备等行业的快速发展,对高能量密度锂离子电池的需求 日益迫切．硅材料由于具有最高的理论储锂容量,目前成为锂离子电池负极材料的研究热点．通过 温和的溶液刻蚀工艺并结合热解还原法制备了镍、碳修饰的亚微米一维结构硅负极材料,并对其进 行结构分析和电化学研究．结果表明：制备所得的硅亚微米线表面实现了镍纳米粒子的均匀修饰和 碳材料的包覆,在１Ｃ的电流密度下表现出９００ｍＡｈ／ｇ的可逆储锂容量．一维结构设计与镍、碳修 饰可以提升硅材料的循环与倍率性能,为高性能锂离子电池负极材料的制备提供可能．     

MgO和ZrO2包覆对正极材料结构和电性能的影响

通过共沉淀法制备了前驱体Ni1/3Co1/3-xMn1/3（OH）2,然后与LiOH·H2O、不同金属氧化物（MgO、ZrO2）分别混合制备锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3-xMn1/3MxO2（M=Mg,Zr）.通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高精度电池测试系统、交流阻抗对材料结构和电化学性能进行了表征。实验结果表明,包覆MgO后,材料的结构发生变化,而包覆ZrO2没有改变正极材料的结构。与无包覆的正极材料相比较,包覆ZrO2材料的首次放电量为119.07 mAhg-1,20次循环后容量保持率为92.64%,放电量仍达到110.31 mAhg-1。     

锂离子电池硅/石墨复合负极材料的制备及性能研究

锂离子电池发展的重要目标之一是高容量的负极材料,而硅材料以其高达4 200 mAh/g的理论比容量成为研究热点;但是硅负极材料有较大的体积效应,从而造成其电化学循环性能的快速下降,限制了其在生产中的应用.本研究以纳米硅与石墨不同比例的掺杂,通过高能球磨与退火处理,表明当硅与石墨比例为2：1时,首次放电比容量可达2 136.4 mAh/g,同时首次的充放电效率为85.5%; 经过35次循环之后,其可逆容量的保持率85.3%,具有良好的电化学性能.硅/石墨复合材料良好的电化学性能,使其在锂离子电池负极材料的生产及应用中具有重要研究价值.