金属Sb与石墨复合材料的电化学吸放锂性质

探索了用机械合金化制备得到的金属锑与石墨复合材料(Sbx-C1-x,x=0．1—0．4)作为锂离子电池负极材料的电化学吸放锂特性，发现球磨得到的Sbx-C1-x是由微米级Sb颗粒和C所组成的复合物。Sb0.2-C0.8的吸放锂过程实际上是由石墨和金属锑的吸放锂反应组成，首次吸锂容量达705mAh／g，首次不可逆容量约130mAh／g。对Sb含量与Sbx-C1-x(x=0．1-0．4)电化学吸放锂性能的关系表明Sb0.2-C0.8具有最高的首次充放电容量，而碳含量对循环稳定性有较大的影响。     

金属间化合物NiSb2吸放锂机理

采用悬浮熔炼和球磨制备了NiSb2 合金粉末 ,并研究了它的电化学吸放锂性能。研究结果表明 ,NiSb2的吸放锂平台分别在 0 .8V和 1.0V。在 2 0mA·g-1的电流密度下 ,首次可逆容量达到 494mAh·g-1,经过 15个循环后 ,仍保持 2 42mAh·g-1的可逆容量。在研究中发现 ,增大电流密度将导致可逆容量的下降。     

硅与氮化钛纳米复合材料作为锂离子电池负极的吸放锂性能研究

采用直流电弧等离子体方法合成了硅与氮化钛纳米复合材料,利用XRD,TEM等手段研究了其微观结构.结果显示,得到的纳米颗粒由Si和TiN以及部分Cu0.1Si1.9Ti组成,其形状为球形,颗粒尺寸大多分布在10～50 nm之间.用恒流充放电的方法研究了其作为锂离子电池负极的电化学行为,在锂的嵌入硅镍纳米颗粒的过程中,Si充当活性中心,而其中的TiN和Cu0.1Si1.9Ti作为惰性成分,不与Li反应,充当缓冲基体及导电剂的作用.当电流密度为150 mA·g-1时,电极的循环稳定性最好,首次可逆容量为737 mAh·g-1,20次循环后容量仍为542 mAh·g-1.在0.05～0.8V的电位区间的循环稳定性是最好的.     

锂掺杂对石墨电化学性能的影响

研究了掺杂锂元素对用作锂离子电池负极的石墨材料的结构与性能的影响. XRD及元素分析结果表明 锂以化合物的形式存在于石墨材料中, 由于缺陷结构的增加, 掺杂后石墨材料的BET比表面积略有增大. 电化学测试结果表明 预先掺锂能够有效减少首次充放电过程中的不可逆容量, 使石墨电极的可逆容量增加. 与未掺杂的热处理石墨比较, 可逆嵌锂容量由304.5 mA*h/g增加到312.2 mA*h/g, 首次充放电不可逆容量由66.4 mA*h/g减少到52.9 mA*h/g. 以掺锂改性石墨为负极制作成063448型锂离子电池后, 电池的容量和循环稳定性均得到改善, 以1C倍率充放电时, 放电容量可达845 mA*h, 循环200次后的容量保持率为91.65%.     

天然石墨／锑复合材料作为锂离子电池负极材料嵌／放锂性能研究

研究了用简单混杂和球磨方法制备的天然石墨／锑复合材料作为锂离子电池负极材料的嵌／放锂性能以及循环过程中嵌／放锂容量衰减机理。复合材料中的锑以独立的可逆嵌／放锂反应参与吸／放锂过程并显著提高复合材料的嵌／放锂容量。较大颗粒的锑在嵌／放锂过程中体积剧变导致颗粒破碎、电接触恶化而渐渐失去嵌／放锂活性，因此由简单混杂所获得石墨／锑复合材料在循环过程中容量逐渐降低；采用球磨方法在天然石墨颗粒表面形成弥散分布的小颗粒锑则能获得具有较高可逆容量和较好的循环稳定性的石墨／锑复合锂离子电池负极材料。     

SnO2/Ni复合锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能

采用机械球磨法将纳米SnO2和Ni粉末复合,作为锂离子电池负极材料。采用XRD、SEM、TEM和EDS分析球磨过程中材料结构和形貌的变化。对SnO2/Ni复合负极材料的首次库仑效率、循环稳定性及CV曲线等进行测试分析。结果表明:将复合粉末球磨适当时间后,SnO2和Ni可形成结合充分、颗粒尺寸细小、分布均匀的复合材料;SnO2和Ni的复合可有效提高SnO2的首次库仑效率和循环稳定性;SnO2/Ni复合负极材料的循环稳定性随球磨时间的延长而增加,但电极的首次库仑效率随球磨时间的延长呈先增加后下降的趋势;Ni的引入有效减小了SnO2在首次充放电循环过程中生成Li2O的不可逆反应程度,并在随后的循环过程中部分以Li-O化合物的形式进行可逆反应。     

金属间化合物COSb2电化学吸放锂特性的研究

采用悬浮熔炼和球磨方法制备了CoSb2合金粉末,并研究了它的电化学吸放锂性能.研究结果表明,具有marcasite结构的CoSb2 的首次可逆容量为263 mAh·g-1, 相应的体积比容量为2 130 mAh·cm-3.经过 15 个循环后,其可逆容量衰减到 123 mAh·g-1.在本实验中发现,把中间相微碳球(MCMB)加入到CoSb2 中不仅能改善其循环寿命,而且也能够明显提高其可逆容量.非原位XRD 测试的结果表明,虽然 marcasite 结构的CoSb2 本身并不能存储锂,但其结构破坏后形成的锑能与锂进行可逆的电化学反应.     

碳化钙骨架碳负极材料的制备及电化学性能

以碳化钙为原料、新鲜氯气为刻蚀剂,在400～700℃范围内制备碳化钙骨架碳作为锂离子电池新型负极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附实验、恒流充放电、交流阻抗(EIS)等对碳化钙骨架负极材料进行表征及电化学性能测试,并探讨制备温度对碳化钙骨架碳结构和电化学性能的影响.结果表明:所有温度下制备的碳化钙骨架碳均为无定形碳材料,但随着制备温度的升高,材料出现部分石墨化倾向;600℃制备的碳化钙骨架碳具有良好的电化学性能,在0.1 C充放电时,首次放电比容量为890.9 mA·h/g,可逆容量为335.4mA·h/g,循环30次后的可逆容量为266.8 mA·h/g.     

粘结剂对锂离子电池Si/C复合材料性能的影响

以纳米硅粉(Si)、鳞片石墨(FG)和柠檬酸为原料,通过液相固化高温热解法制备硅碳(Si/C)复合材料,采用XRD和SEM表征复合材料的结构和形貌;采用不同的黏结剂聚四氟乙烯(PVDF)和褐藻酸盐(SA)分别对材料的电化学性能进行表征。结果表明:采用PVDF和SA作为粘结剂时,材料首次可逆比容量分别为528.7和538.5mA.h/g,首次库仑效率分别为69.57%和63.38%,但是采用SA作为粘结剂时材料呈现出良好的循环性能,20次循环后容量保持在90%以上。     

纳微花球状MoSe_(2)@N-C复合材料的制备及其储锂性能EI北大核心CSCD

采用溶剂热和碳化法制备了氮掺杂碳包覆的MoSe_(2)(MoSe_(2)@N-C)纳微花球材料。氮掺杂碳保护层的引入和独特的纳微花球结构能够实现快速的电荷转移和离子传输,并有助于减缓嵌脱锂离子过程中材料的体积变化,提供较为稳定的电化学反应界面。结果表明:得益于碳包覆以及独特的纳微花球状结构,MoSe_(2)@N-C材料ge现出了优异的储锂性能,在200 mA/g的电流密度下循环150次后,MoSe_(2)@N-C材料拥有高达470 mA·h/g的可逆放电容量;即使在500 mA/g的电流密度下,该材料仍然表现出优异的循环稳定性。而在同样的条件下,纯MoSe_(2)材料容量的急剧衰减,放电容量仅维持在低于100 mA·h/g。由于独特的纳微花球结构以及MoSe_(2)和氮掺杂碳层之间的协同作用,MoSe_(2)@N-C复合材料表现出大大优于纯MoSe_(2)材料的可逆容量、倍率性能和循环稳定性。     

碳改性 TiNb2 O7 及其对嵌脱锂性能的影响

目的研究界面导电性对材料电化学性能的影响,提升Ti Nb2O7的循环稳定性。方法研究纯相Ti Nb2O7材料的电化学特性,对比不同荷电态(SOC)的极片,研究材料导电性对电化学性能的影响机制。在材料的制备过程中加入不同的碳源构建导电网络,提升其导电性。结果得到了导电性对材料的影响机理,加入不同碳源显著提升了材料的循环稳定性。结论 LixTi Nb2O7的导电性随嵌锂深度的增加而增大,导致材料的脱锂行为不能彻底进行。通过加入碳纳米管或者蔗糖热解碳,可以有效提升材料的循环性能。     

锂离子电池石墨负极材料的边缘碳原子计算模型

基于石墨的六角层片模型,通过分析石墨晶体结构及不同位置碳原子的成键特性,提出石墨晶体中的边缘碳原子和基面碳原子具有不同的电化学特性,建立球形石墨颗粒的紧密堆积模型,推导石墨颗粒中表面碳原子（SCA）及边缘碳原子（ECA）分数与石墨的晶体结构参数和颗粒尺寸之间的计算公式,讨论ECA对首次不可逆容量的影响机理并进行验证。结果表明,边缘碳原子的电化学活性较高,易于发生电解液分解并与其它碳原子或基团形成稳固的联接。对于实际石墨颗粒,通过引入相应的修正因子可以修正计算结果,修正后的计算公式可以适用于多种碳材料,如石墨,乱层碳及改性石墨的SCA及ECA分数的计算。     

SnCo1-xYx/C纳米晶复合材料的制备及电性能

采用先烧结后球磨的方法制备SnCo1-xYx/C(x=0,0.03,0.1,0.3,0.5)纳米晶负极材料,考察了Y添加量对材料结构和电化学性能的影响。结构分析表明,SnCo/C是由CoSn相和炭黑组成,对于SnCo1-xYx/C,当x=0.03时,出现了CoSn2相,当Y含量较高时,出现了Sn和Y2O3,CoSn与CoSn2相以纳米晶尺度均匀分布在颗粒中。少量Y固溶于CoSn和CoSn2相以及存在于它们的晶界或相界,其余大部分Y与O形成Y2O3分布在颗粒边缘。电化学分析表明,随着Y含量的增加,SnCo1-xYx/C的首次放电容量和循环性能都呈现先增加后减小的趋势。当x=0.1时,放电容量接近最大值,为378mA·h/g,循环性能达到最大值,50次循环后容量保持率为87.6%。     

Si/MgO composite anodes for Li-ion batteries

A Si/MgO composite anode material was prepared by a simple magnesium reduction process using silicon oxide and magnesium as starting reactants.The feasibility of this process is discussed from the thermodynamic viewpoint.The resultant composite material is mainly composed of Si and MgO components.MgO,acting as a buffer layer,can accommodate the large volume change of active Si during the charge/discharge process,thus the cycling stability is improved.Electrochemical tests demonstrate that the first charge and discharge capacities of the synthesized Si/MgO composite anode are ca.1380 and 1046 mAh g-1,respectively,with an initial coulomb efficiency of ca.76%.The magnesium reduction process provides a novel idea for the synthesis of Si-based anode materials.     

锂离子电池铁基二元复合金属氧化物负极材料研究进展

铁基二元复合金属氧化物(MFe2O4,M=Zn,Co,Ni……)是一种极具应用前景的新型锂离子电池负极材料,具有价格低廉、无毒、理论比容量高,环境友好等优点。本文对Zn Fe2O4、Co Fe2O4、Ni Fe2O4等铁基二元复合金属氧化物锂离子电池负极材料的制备方法、微结构和电化学储锂性能的研究现状进行了综述,针对其实际应用中所存在的主要问题,提出了相应的改善方法和应对策略,并展望了其广阔的应用前景。     

Electrochemical characteristics of CoSnx alloy composite anode forlithium-ion rechargeable batteries

Nano/micro-scaled CoSnx alloy powders synthesized via carbothermal reduction at 800 ℃ with different compositions were characterized for anode materials in Li-ion battery. The synthesized spherical CoSnx particles show a loose nano/micro sized particle structural characteristic, which is apparently favorable for the improvement of cycling stability. The prepared CoSn3 alloy composite electrode exhibits a low initial irreversible capacity of ca.130 mAh·g-1 and a high specific capacity of ca.440 mAh·g-1 at constant current density of 100 mA·g-1 . The relatively large particle size is considered to be the main reason for the lower irreversible capacity of CoSn3 electrode.     

Preparation and electrochemical properties of nanosized tin dioxide electrode material by sol-gel process

1　INTRODUCTIONTinoxideisawideenergy gapsemiconductorandhasfoundmanytechnologicalapplicationssuchascatalystsforoxidationoforganics,solid stategassen sorsandopticalelectronicdevices[1,2 ] .Recently ,sev eraltin oxide basedcompoundswerereportedtobegoodcandidatesasanodesforlithiumionbatteriesin steadofcarbonaceouselectrodes[36 ] ,theelectro chemicalreactionoccurringinthesecompoundsisnottheintercalationoflithiumintoahoststructure .Forbulksamplesofamorphousandcrystallinetinoxide ,adecomposition…