CuO的可控合成及其作为锂离子电池负极材料的性能

通过溶液沉淀加水热反应的方法合成了不同形貌的氧化铜。通过循环伏安法、充放电法等研究氧化铜作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明:不同形貌的氧化铜电化学性能差异很大,首次嵌锂容量均在700mA·h/g以上,而结晶性能较好、形貌较规则的氧化铜粉末呈现出较好的电化学循环稳定性,100次循环后容量仍保持400 mA·h/g。对氧化铜负极材料的反应机理、首次容量高于理论容量及不可逆容量的原因进行了分析。     

采用微生物覆铜板浸出液中铁离子制备 Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的研究

针对微生物法覆铜板浸出液中的金属铁离子进行资源化处理,提高覆铜板浸出液的附加值。以水热法处理得到的铁离子溶液为原料,制备八面体和球形的Fe_2O_3/石墨烯复合材料,并将其作为锂离子电池负极材料,组装成扣式电池。结果显示:八面体形貌的Fe_2O_3/石墨烯复合材料的比容量高于球形的,其在100 mA/g电流下循环,首次放电和充电比容量分别高达1 343和970 mAh/g,在47次循环后,其放电及充电比容量分别为769和740 mAh/g。     

高温固相法合成尖晶石型Li4Ti5O12及其性能研究

以Li2CO3和TiO2为原料,以乙醇为分散剂,采用高温固相方法合成Li4Ti5O12锂离子电池负极材料,利用XRD、SEM和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行了表征。系统考察了热处理温度对Li4Ti5O12负极材料结构及电化学性能的影响,同时也研究了锂的投料量对Li4Ti5O12电化学性能的影响。在1.0~2.2 V（vs.Li/Li＋）范围内,以0.1 mA/cm2的电流密度对最佳工艺条件下合成的Li4Ti5O12负极材料进行了恒电流充放电测试。其首次放电比容量为167 mAh/g,经过30周充放电循环后放电比容量几乎没有衰减,表现出较大的初始放电比容量和良好的循环性能。     

纳米多孔铁掺杂钒氧化物电极材料的制备及其电化学性能

为了利用简单的生产工艺制备性能优异的锂离子电池负极材料,采用电弧熔炼-甩带的工艺制备出铁钒合金条带,再通过氧化还原方法成功制备出纳米多孔铁掺杂钒氧化物(Fe-VO_x)复合材料,对材料物相和结构进行了表征,并且对比分析了在不同还原温度下纳米多孔Fe-VO_x复合材料的电化学性能。结果表明:在还原温度为500℃、5%H_2/Ar混合气氛下,材料电化学性能最优,在电流密度为0.1 A/g下,初始放电比容量为563.4 mA·h/g,在循环100圈后的放电比容量仍能达到441 mA·h/g,循环容量保持率达到78.2%,远大于石墨的理论比容量372 mA·h/g。这说明纳米多孔铁掺杂钒氧化物复合材料能够有效提高锂离子电池的能量密度,并且具有良好的电化学性能。     

高温固相法合成尖晶石型Li4Ti5O12及其性能研究

以Li₂CO₃ 和TiO₂ 为原料,以乙醇为分散剂,采用高温固相方法合成Li₄Ti₅O₁₂锂离子电池负极材 料,利用XRD、SEM 和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行了表征。系统考察了热处理 温度对Li₄Ti₅O₁₂负极材料结构及电化学性能的影响,同时也研究了锂的投料量对Li₄Ti₅O₁₂电化学性能的影响。在 1.0~2.2V(vs.Li/Li ⁺ )范围内,以0.1mA/cm² 的电流密度对最佳工艺条件下合成的Li₄Ti₅O₁₂负极材料进行了恒 电流充放电测试。其首次放电比容量为167mAh/g,经过30周充放电循环后放电比容量几乎没有衰减,表现出较 大的初始放电比容量和良好的循环性能。     

Si/TiO_2/MCMB负极材料的制备及性能

以钛酸四丁酯通过溶胶凝胶法制得TiO2、微米硅和MCMB为原材料,通过简单的两步球磨法制备了Si/TiO2/MCMB负极材料。采用X射线衍射仪和扫描电镜对其形貌、结构进行表征。结果表明,微米硅颗粒均匀的分散于石墨基体中,电化学性能测试表明首次放电容量为1 205.5mA·h/g,50次充放电循环后仍能稳定在496.3mA·h/g,循环稳定性有了很大的提高。     

多孔五氧化二铌球的合成及其电化学性能研究

以表面活性剂CTAB为模板,通过水热法及煅烧过程合成了多孔Nb_2O_5微球。对所得产品的表征和电化学性能测试结果表明:合成了正交结构的Nb_2O_5球,且其单分散性能较好,直径为900 nm左右,球上分布有很多孔径为2~70 nm的小孔,形成了独特的多孔结构,该结构增加了材料的比表面积,其比表面积为340 m~2/g。独特的多孔结构和较大的比表面积使得其作为锂离子电池负极材料时表现出优异的电化学性能:首次容量较高,多孔Nb_2O_5球的首次充放电容量分别为297.8和395.9 m A·h·g~(-1);循环性能稳定,在电流密度为20 m A/g下充放电时,第3次循环后的库伦效率几乎达到100%;倍率性能优异,在50,100 m A/g电流密度下,经过20次循环后的容量分别为139.6,117.1 m A·h·g~(-1),容量保持率都为90%以上。     

SnO_2/rGO锂离子电池负极复合材料制备及性能

为提高锡氧化物锂离子电池负极材料的电池性能,使用水热法制备了具有不同还原氧化石墨烯(rGO)含量的SnO_2/rGO复合材料,并研究了rGO含量对复合材料性能的影响。X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)分析结果表明:所合成的SnO_2/rGO复合材料的特征衍射峰的位置与金红石型晶体结构的SnO_2完全匹配,SnO_2/rGO复合材料中的SnO_2颗粒附着在rGO表面。电化学测试表明:rGO质量分数为50%的SnO_2/rGO复合材料的循环性能最佳,在160 mA/g的电流密度下,经过100次循环后,放电比容量维持在633.6 mA·h/g,与单质SnO_2循环50次的224.1 mA·h/g的比容量相比,材料循环稳定性有了很大的提高。     

多孔碳包覆硅微球于锂离子电池负极中的应用

为了缓解纯硅负极材料在充放电过程中带来的巨大体积效应并降低电解质与电极之间的副反应程度,提出了一种简单高效的硅碳复合材料合成方法.以P123为分散剂、葡萄糖为碳源,利用水热法制备P-Si/C复合材料.结果表明,制备得到的复合材料可以极大地缓解充放电过程中产生的体积效应.当复合材料作为锂电池负极时,其首次放电比容量为1 800 mA·h/g,在500 mA/g电流密度下经100次循环后,其放电比容量能够稳定维持为521 mA·h/g,呈现出良好的循环性能.     

多孔碳包覆硅微球于锂离子电池负极中的应用

为了缓解纯硅负极材料在充放电过程中带来的巨大体积效应并降低电解质与电极之间的副反应程度,提出了一种简单高效的硅碳复合材料合成方法 .以P123为分散剂、葡萄糖为碳源,利用水热法制备P-Si/C复合材料.结果表明,制备得到的复合材料可以极大地缓解充放电过程中产生的体积效应.当复合材料作为锂电池负极时,其首次放电比容量为1 800 mA·h/g,在500 mA/g电流密度下经100次循环后,其放电比容量能够稳定维持为521 mA·h/g,呈现出良好的循环性能.     

锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2的合成及性能研究

以硝酸盐和淀粉为原料,采用溶胶-凝胶方法合成LiNi_0.8Co_0.2O₂锂离子电池正极材料,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜(SEM)和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明,合成材料为单一晶相的α-NaFeO₂型层状结构,颗粒小且分布均匀,在电压为2.75~4.50 V (vs. Li+/Li) 范围内,以0.2 mA/cm2电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为183.1 mAh/g,经过50周充放电循环后放电比容量为171.3 mAh/g,表现出较大的初始放电比容量和良好的循环性能。     

钠离子电池负极材料 SbSn/石墨烯复合物的合成及电化学性能测试

通过化学共沉淀法制备SnSb纳米合金,并以此为主体材料表面包覆石墨烯的核壳结构复合材料SbSn/rGO用作钠离子电池负极材料。通过XRD、SEM、EDS测试分析材料的物相结构与形貌,通过循环伏安、恒流充放电测试分析材料的电化学性能。研究表明,SbSn/rGO复合材料缓解了SnSb纳米合金团聚和体积膨胀效应,增强了材料的循环稳定性和倍率性能。SbSn/rGO复合材料150 mA·g~(-1)电流密度及0～3 V充放电电压测试,首次充放电容量为650、700 mA·h·g~(-1),第50次循环的放电比容量保持在350 mA·h·g~(-1),大幅度提高钠电负极材料比容量和循环稳定性。     

γ-Fe_2O_3/C复合纳米材料的制备及其储钠性能研究

环境问题和能源问题使当下社会对高效友好的储能器件的研究越来越紧迫。储量丰富且安全无毒的钠离子电池引起人们的注意。金属氧化物因其较高的理论容量、丰富的储存和低廉的成本而成为应用前景极广的钠离子电池负极材料。通过液相合成法制备出对苯二甲酸铁前驱体,结合后续的真空退火成功地制备出纳米级γ-Fe_2O_3/C。用制备的γ-Fe_2O_3/C作钠离子电池电极材料时,该电极表现出良好的电化学性能,在电流密度为50 mA/g时,经过100次充放电循环后可逆容量高达277.67 mAh/g,容量保持率为74.63%;在经过高倍率放电-充电循环,电流密度再次降到50 mA/g时,可逆容量可恢复到305.54 mAh/g,容量保持率为93.77%,库伦效率为99.6%。说明在γ-Fe_2O_3作为钠离子电池负极电极材料时,通过碳材料的包覆以及纳米化可以优化其循环性能,为后续研究电极材料的合成方法和储钠性能提供可行的途径。     

微波合成LiMn2O4正极材料及其电化学性能的研究

本文以Li2CO3 、MnO2为原料,采用微波热处理合成锂离子电池正极材料LiMn2O4,研究了热处理温度,Li/Mn摩尔比对产物结构和电化学性能的影响,同时研究了微波热处理和传统热处理两种加热方式的差别.通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、恒电流充放电测试分别对产物的结构、形貌及电化学性能进行表征,结果表明：采用微波法在750℃保温15 min,快速地制备出尖晶石型LiMn2O4,纯度高,尺寸分布均匀,约100-300 nm;于0.1C倍率下,以微波法制备的正极材料首次放电比容量可达112.38 mA·h/g,1C倍率充放电50次循环后,容量保持率为91.6％;以传统方法制备的正极材料0.1C倍率下首次放电比容量为94.07 mA·h/g,1C倍率充放电50次循环后,容量保持率为71.4％     

“绣球”状中空C/Nb2O5微球的制备及其 电化学性能研究

以草酸铌为铌源,空心碳球为模板,采用简单的水热法合成了具有独特形貌的“绣球”状中空C/Nb2O5微球。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征了所制备中空C/Nb2O5微球的微观结构,并采用电化学工作站研究了其作为负极材料的锂离子电池的电化学性能。研究结果表明,直径约为1 μm的空心碳球被Nb2O5包覆,中空C/Nb2O5微球呈现出独特的“绣球”形状,使其比表面积明显增大;在电流密度为40 mA/g下,中空C/Nb2O5微球和Nb2O5微球作为负极材料的锂离子电池的初始放电比容量分别为402.26 mA·h/g和336.44 mA·h/g,经过50次充放电循环后,当电流密度返回40 mA/g时,中空C/Nb2O5微球的放电容量为192.38 mA·h/g,而Nb2O5微球的放电容量仅为4.86 mA·h/g。说明这种特殊的“绣球”状中空结构有效地增加了Nb2O5的表面积,并使得中空C/Nb2O5微球负极材料具有高的比容量和良好的可逆性能。     

MoS_2纳米片@碳纳米管中管复合材料的制备及其锂离子电池性能

为了改善二硫化钼(MoS_2)材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能,对其进行复合改性,通过二氧化硅和碳前驱体在碳纳米管上的连续沉积,结合碳化、刻蚀和水热法合成二硫化铜@碳纳米管中管(MoS_2@CTTs)复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射式电子显微镜(TEM)分析MoS_2@CTTs复合材料的物相组成及微观形貌;通过恒流充放电测试、倍率性能测试和循环伏安测试研究该材料的电化学性能。结果表明:在150 mA/g的电流密度时,该材料首次放电比容量达到1057 mAh/g;经过175次循环后,其放电容量为856 mAh/g,容量保持率为81%。这说明制备所得复合材料具有较高的比容量和优异的循环性能。     

石墨烯包覆富锂层状正极材料的电化学性能

采用固相配位法制得石墨烯包覆的Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2富锂层状正极材料。用X射线衍射、场发射扫描电镜、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等分析技术对其相组成、微结构和电化学性能进行表征。结果表明:石墨烯包覆Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2材料的电化学性能显著提高,该材料在电流密度为20 mA/g(0.1C)和1 000 mA/g(5C)时的放电比容量分别为240,132 mAh/g;在电流密度为200 mA/g(1C)时,充放电循环100次后,其比容量保持率为84%。     

共沉淀法制备LaF_3表面修饰LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2及性能研究

以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为正极材料,采用共沉淀合成方法制备LaF3表面修饰LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明:经过LaF3表面修饰的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料保持了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2层状结构,其中LaF3表面修饰量为0.59%时,在电压为2.75～4.50V范围内,以0.3mA/cm2电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为172.7mAh/g,经过50周充放电循环后放电比容量为163.5mAh/g,表现出较高的初始放电比容量和良好的抗过充电性能。     

高温固相法制备LiFePO4／C正极材料及其性能研究

以Fe2O3,LiH2PO4,乙炔黑和蔗糖为原料,采用高温固相合成方法制备LiFePO4／C复合正极材料。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明,合成材料为单一晶相正交晶系结构,在电压为2．50～4．20V（vs．Li^＋／Li）,以0．1mA／cm^2电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为156．3mAh／g,经过30周充放电循环后放电比容量为157．7mAh／g,表现出较大的初始放电比容量和优异的循环性能。     

LiFePO4高温固相合成工艺优化研究

采用正交试验法优化LiFePO4固相反应合成工艺,研究预烧温度、合成温度、保温时间等对锂离子电池正极材料LiFePO4电化学性能的影响。结果表明,预烧温度350℃、合成温度650℃、保温时间12h为最佳合成工艺条件。按最佳合成工艺所制样品的首次放电比容量达151．7mA·h／g,循环充放电30周后,其放电比容量仍为140．9mA·h／g。