空心SnO_2@G复合材料的结构表征及其储锂性能研究

本文采用简易湿化学法制备石墨烯包裹的空心二氧化锡复合材料(SnO_2@G)。利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)手段表征其形貌、成分及微观结构,并测试其锂离子电池负极性能。结果表明空心SnO_2纳米颗粒尺寸约为300~400 nm,且均匀包裹在石墨烯里面,锂电性能测试结果显示复合材料与纯SnO_2有着良好的循环性能、较高的比容量和良好的倍率性能。     

锂离子电池硅基负极材料研究与进展

随着消费类电子产品及新能源汽车的发展,高能量密度的锂离子电池逐步成为了研究热点.当前使用的石墨负极材料的理论比容量为372 mAh/g,亟需研发高容量的负极材料.硅作为负极材料,其比容量为石墨的10倍,且脱锂电位低,被认为是最具潜力的新型负极材料.纯硅负极材料在锂离子电池应用中,由于其巨大的体积膨胀效应会导致材料粉碎,...     

纳米硅/还原氧化石墨烯复合纤维材料及其负极结构锂离子超级电容器

通过湿法纺丝工艺成功制备了纳米硅/还原氧化石墨烯复合纤维材料,并对其进行形貌表征与电化学性能测试。纳米硅颗粒嵌入石墨烯层间褶皱的结构具有限制硅材料在储锂过程中体积膨胀的作用,适于作为锂离子电容器负极。同时,研究了锂离子电容器多孔活性炭正极材料的双电层电容特性,通过组装成对称超级电容器,对其电化学性能进行测试,并结合材料的形貌,分析其作为锂离子电容器正极的合理性。为使正负极电荷匹配,分别对负极硅碳纤维和正极活性炭材料组装的锂离子半电池的倍率、循环稳定性、电化学阻抗等电化学性能进行了测试。结果表明,纳米硅/还原氧化石墨烯复合纤维材料的比容量最高可达826.2 mA·h/g(在电流密度为0.2 A/g时),活性炭比容量可达39.9 mA·h/g。组装成的锂离子电容器在合理的匹配条件下,充放电首圈循环比容量可达58.2 mA·h/g (在电流密度为0.2 A/g时),能量密度为26.8 W·h/kg,循环100圈后,比容量保持率降至41.7%。     

超细二氧化钼-碳复合物的制备及其储锂性能研究

锂离子电池作为一种清洁能源,受到社会的青睐。但是,目前商业化的石墨负极材料,能量密度和功率密度相对较低,不能满足下一代高性能锂离子电池的需求,开发高性能的锂离子电池负极材料成为当今一项十分紧迫的任务。二氧化钼(MoO₂)具有导电性好、机械性能好和理论容量高等优点,是目前锂离子电池负极材料研究的热点材料之一。以磷钼酸为钼源,离子液体作为溶剂,采用溶剂热法进行反应,在氩气气氛下煅烧后获得MoO₂-C纳米粒子,将该材料应用于锂离子电池负极材料中,发现其具有良好的电化学性能。在1 A g^-1的电流密度下,循环50圈后比容量还有569 m A h g^-1。MoO₂纳米颗粒的平均粒径在20 nm,提供了超短的锂离子扩散路径,颗粒外层的碳层提供了电子快速传导的通道,因此该材料具有很高的比容量和良好的大倍率性能。     

微米硅-石墨-碳负极的制备及在锂离子电池中的应用

硅作为锂离子电池负极的理论比容量是商用碳材料的10倍以上,但是其在循环过程中的巨大体积变化会导致电池负极粉化,形成不稳定的固体电解质界面(SEI)膜,从而阻碍硅负极材料的实际应用.以价格低廉的微米硅作为原材料,石墨和聚丙烯腈作为碳源,采用球磨、液相包覆和热解的方法,制备了微米硅-石墨-碳(Si-G-C)复合材料.所制备...     

石墨烯在锂离子电池电极材料中的应用

随着电子产品的普及,对锂离子电池的可逆容量、倍率充放电能力和循环稳定性提出了更高的要求。石墨烯由于其独特的电子共轭态和单一的原子层结构,具有优越的电子迁移性、大的表面积和良好的热和化学稳定性。因此,众多研究者致力于借助石墨烯的独有特性来改善锂离子电池正极和负极材料的综合电化学性能。本文对石墨烯在锂离子电池正负极材料中的应用情况以及面临的主要问题做了简要综述。     

纳米Bi的制备及其在锂离子电池中的应用研究

铋(Bi)作为负极材料表现出比石墨更高的理论容量，引起了广泛的关注。然而，在锂化过程中，较大的体积变化和较差的循环稳定性阻碍了Bi负极的发展。为了克服上述缺点，通过电化学原位还原将钒酸铋负极转化为具有三维蜂窝结构的纳米Bi负极，并进一步研究Bi负极充放电机理及形貌变化。结果表明：纳米Bi因具有大的比表面积为锂离子嵌入提供了更多的活性位点，带来了高的比容量；同时，其三维蜂窝结构为Bi纳米颗粒在充放电过程中的体积变化提供了机械应变空间，缓解了Bi的体积膨胀，提高了电极的稳定性。研究表明，纳米Bi负极在100 mA·g^-1下的稳定放电比容量为497.5 mAh·g^-1。本研究为高能量锂离子电池负极提供了一种新的途径，使得纳米Bi有望成为锂离子电池高能负极的潜在候选者。     

纳米碳纤维作锂离子电池负极材料的嵌锂性能

用化学气相沉积法(CVD)制备了纳米碳纤维,并通过2800℃高温处理得到石墨化纳米碳纤维。采用XRD、SEM和TEM对所制的材料进行微结构分析,并考察其作为锂离子电池负极材料的嵌锂性能。结果表明:纳米碳纤维初次嵌锂容量可达到533mA·h/g,25次循环后可逆容量保持在274mA·h/g,循环效率超过99%;经过石墨化处理以后,材料初次可逆容量达到311mA·h/g,首次循环效率从55%提高到78%,25次循环后可逆容量的保持率为99%以上。     

G@SnO2@PPy复合材料的合成、表征及其储锂性能研究

本文成功合成出新颖的G@SnO2@PPy夹层型复合材料.通过XRD、SEM和TEM等手段详细表征了该复合材料的成分与形貌,并测试了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,复合材料中SnO2纳米颗粒均匀分布在石墨烯和导电聚吡咯夹层中,作为锂离子电池负极材料表现出优异的循环性能和良好的倍率性能.     

硅藻土作锂离子电池硅基复合负极材料的制备及电化学性能研究

硅藻土作为一种自然材料,拥有很多优异的理化特性。介绍了如何从硅藻土中提取出高纯度SiO_2,并用金属热还原法制备出多孔硅,将其与商业硅进行对比研究。同时采用溶剂热法制备了SiO_2/TiO_2复合材料和球磨法制备SiO/TiO_2复合材料,分别对这三种材料进行粉末衍射、扫描电镜等表征。然后将这三类材料作为锂离子电池的负极材料,以锂片作为正极制作锂离子半电池,并对锂离子半电池的循环稳定性,恒流充放电等电化学性能进行表征。结果表明,制备的单质硅具有孔道结构,电池的循环性能比商业硅好。将本实验所用的三类负极材料进行比较可以发现:在首次充放电容量方面,硅和SiO/TiO_2/Mg复合材料明显高于SiO_2/TiO_2复合材料;在循环稳定性方面,复合材料的循环性能明显高于多孔硅,SiO_2/TiO_2复合材料处于绝对领先地位。