复合掺杂Nd(Ⅲ)和Zn(Ⅱ)非晶态Ni(OH)_2电极活性材料的制备及其表征

以NiSO_4、ZnSO_4和Nd(NO_3)_3为原料, 采用共沉淀快速冷冻法制备出了复合掺杂稀土Nd(Ⅲ)和Zn(Ⅱ)的非晶态氢氧化镍粉体材料.测试发现:样品材料微结构无序性强,结晶水含量较高.将样品材料制备成镍电极并组装成MH-Ni电池,在80 mA/g恒电流充电5.5 h、40 mA/g恒电流放电、终止电压为1.0 V的充放电制度下,复合掺杂6%Nd(Ⅲ)和6%Zn(Ⅱ)样品材料电池的放电平台为1.262 4 V,放电比容量为343.12 mAh/g,远高于目前应用的β-Ni(OH)_2电极活性材料的放电比容量.     

Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)掺杂非晶相Ni(OH)2的结构与电化学性能

采用微乳液快速冷冻沉淀法制备Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）复合掺杂的非晶相氢氧化镍。利用XRD、SEM、EDS、Raman光谱测试分析样品的结构形态,同时将其作为正极活性材料组装成MH—Ni电池,测试其电化学性能。测试结果表明,Cu（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）较好的溶于Ni（OH）2的微结构内部,样品粉体材料微粒均匀,微结构无序性强、缺陷较多。在制备体系采用在55℃、pH=11,搅拌反应2h的工艺条件下,复合掺杂比Fe为3％、Cu为5％（质量分数）所制备样品合成的电极,在80mA／g恒电流充电5h,40mA／g恒电流放电,终止电压为1．0V的充放电制度下,其首次放电比容量达353．82mAh/g,放电平台为1.268V,电极材料结构稳定,循环可逆性良好,表现出较高的电化学活性。     

Y（Ⅲ）和Co（Ⅱ）复合掺杂非晶态Ni（OH）2材料的电化学性能

采用微乳液快速冷冻共沉淀法制备出Y（Ⅲ）和Co（Ⅱ）复合掺杂非晶态Ni（OH）。电极活性粉体材料样品。采用XRD、SAED、SEM、EDS和Raman光谱对其结构形貌和成分进行表征分析,同时将样品组装成碱性MH-Ni电池,进行了电化学性能测试。结果发现,Y（Ⅲ）和Co（Ⅱ）复合掺杂非晶态Ni（OH）2样品材料内部微结构缺陷较多,无序性强,作为活性物质合成镍电极材料,其在电极反应过程中电荷转移电阻较低,导电能力增强,其样品电极以80mA·g^-1恒流充电6h,40mA·g^-1恒流放电,终止电压为1．0V的充放电制度下,放电平台电压为1．278V,放电容量高达335．7mAh·g^-1。     

Cl-和Al3+复合掺杂α-Ni(OH)2的电化学性能

采用化学反应共沉淀法制备出Cl-和Al3 阴阳离子复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体材料。对其进行了微结构表征分析和电化学性能测试,结果表明:样品材料具有较多的微结构缺陷,用作MH-Ni电池的正极活性材料时,在充放电过程中电化学阻抗较小、质子迁移能力强。电池在以80 mA/g恒电流充电5 h,40 mA/g恒电流放电,终止电压为1.0 V的充放电制度下,其放电比容量达344.3 mAh/g,且放电工作电压稳定,循环可逆性较好,表现出较高的电化学活性。     

KIO3掺杂聚苯胺电极材料的制备与性能

采用化学法并通过KlO3和盐酸与苯胺复合掺杂合成掺杂态聚苯胺。用红外光谱和扫描电镜对掺杂态聚苯胺进行了结构形态分析。将掺杂态的聚苯胺混合20％的石墨粉体，制成聚合物复合电极，以锌为负极组成电池，在恒电流条件下进行充放电性能的测试，结果表明，电极开路电位达1．8V，以20mA／cm^2恒电流充电，2mA／cm^2恒电流放电，放电工作平台为1．4V，设定终止电压为1．1V时，可持续放电13h，电池容量较大，结构稳定。     

掺杂Co(Ⅱ)非晶态Ni(OH)2的制备及其电化学性能

采用微乳液快速共沉淀法制备了掺杂Co非晶态氢氧化镍超细粉体样品材料,对其晶态、结构形貌进行了表征分析,研究了材料合成条件对其充放电等性能的影响,讨论其相应的作用机理,并测定了合成掺杂材料的循环伏安特性.所制材料样品的氧化还原可逆循环性和稳定性好:样品电极在恒流100 mA/g下充电4 h,50 mA/g放电,终止电压为1.0 V时,放电电压稳定于1.240 V,放电比容量达317.75 mAh/g,电化学活性较高.     

Al(OH)3掺杂非晶态氢氧化镍的制备及其电化学性能

采用微乳液法合成了Al(OH)3掺杂非晶态Ni(OH)2粉体.研究了温度、pH值和掺杂剂的含量等各种因素对其电化学性能的影响并分析了其作用机理.实验表明样品制备的工艺条件为t=50℃、pH=12、 Al(OH)3掺杂含量为5%时,样品电极容易活化,循环性能较好.采用以100 mA/g恒电流充电4 h,以50 mA/g恒电流放电,终止电压为1.0 V的充放电制度,其比容量达346.1 mA·h/g,放电工作电位平稳于1.24 V.     

Al^（3＋）掺杂α-Ni（OH）2复合CNTs电极材料的高温性能

采用化学共沉淀法制备Al^（3＋）掺杂α-Ni（OH）2粉体,将其复合碳纳米管（CNTs）制成镍电极材料并研究其在高温下的电化学性能。结果表明：以混合CNTs（w=0.5%）的Al掺杂α-Ni（OH）2样品材料为活性物质制成镍电极,由其组装的MH-Ni电池在65℃高温环境下,采用0.2和1.0 C充放电制度的放电比容量分别为391.1和366.4 mAh·g^-1;经40次充放电循环,放电比容量衰减率分别为6.8%、11.98%,表现出较好的高温环境电化学性能。     

纳米级β-氢氧化镍和氧化镍掺杂Co(OH)2复合电极的电化学性能

通过采用NiC2O4*2H2O和NaOH进行固相反应,制备出10～20 nm的β-Ni(OH)2和20～30 nmNiO粉体,样品按一定的比例掺杂Co(OH)2和石墨粉制备复合电极,研究其电化学性能.结果表明掺杂Co(OH)2的纳米Ni(OH)2和NiO复合电极其电化学性能有明显的改善,其电极结构稳定,充电效率高,开路电位达2.4 V,电极经10 mA/cm2恒电流充电3 h后,以0.9 mA/cm2进行恒流放电,放电时间达到16h以上,放电容量明显增大,放电电位平稳.     

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。     

锂离子电池正极材料LiNixFe1-xPO4的制备及其性能

为提高锂离子电池正极材料LiFePO4的充放电性能，用Ni对LiFePO4进行掺杂，研究了Ni掺杂量对LiFePO4性能的影响，在LiNixFe1-xPO4（x=0，0．01，0．03，0．05，0．10）材料中，LiNi0.03Fe0.97PO4具有比LiFePO4更好的电化学性能，用80mA／g的电流进行充放电时，第2次放电比容量为133．278mAh／g，循环20次后为127．655mAh／g．     

（NiO＋CoO）／活性炭超级电容器电极材料的制备及其性能

以表面包覆7％Co（OH）2的球形Ni（OH）2为原料,在450℃热分解得到（NiO＋CoO）粉末,将其与活性炭（AC）按不同质量比混合均匀,得到超级电容器用（NiO＋CoO）／AC复合电极材料。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG）等方法对样品进行物理性能测试,用循环伏安（Cv）法研究不同配比的（NiO＋CoO）／AC复合电极在6mol／LKOH电解液中的电化学性能,并对复合电极材料模拟电容器与活性炭模拟电容器进行恒流充放电测试。研究结果表明：在6mol／LKOH电解液中,当复合材料中的（NiO＋CoO）质量分数为6％时,所制备的单电极比电容量最大,为240V／g,比纯活性炭电极的比电容（约160F／g）提高50％：复合电极模拟电容器具有较好的可逆性和电化学性能。     

共沉淀法制备LaF3表面修饰LiNi1／3C01／3Mn1／302及性能研究

以LiNi1／3CO1／3Mn1／302为正极材料,采用共沉淀合成方法制备LaF3表面修饰LiNimCo1/3Mnm02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LiNi1／3C01／3Mn1／302材料保持了LiNi1／3Co1／3Mn1/302层状结构,其中LaFs表面修饰量为0．59％时,在电压为2．75-4．50V范围内,以0．3mA／cm。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。     

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．     

涂布法制备锌//聚苯胺二次电池

采用4,4′-二氨基联苯作为添加剂在盐酸介质中用恒电流法合成了致密鳞片状聚苯胺粉末,结构上与化学合成聚苯胺类似,属于掺杂态聚苯胺亚胺盐形式,但具有较好的电化学活性.采用涂布法用自制复合黏结剂制备出电池阴极和阳极,膜厚度可控且工艺简单.基于正交试验获得的最佳工艺条件组装锌//聚苯胺电池,电池在"ZnCl2+NH4Cl"电解液中的开路电压在1.5V左右,电压在1.7~0.7V之间进行循环充放电,2mA·cm-2的电流密度时聚苯胺电极放电容量达到131.4mAh·g-1.在35个循环时间里,每次循环测试电池放电容量平均衰减为0.07%,表明所组装电池循环性能及稳定性较好,具有替代传统铅酸电池的实际应用前景.     

氮掺杂碳包覆硅酸亚铁锂的制备及其电化学性能

为提高锂离子电池正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)的容量和倍率性能,以酒石酸为碳源、尿素为氮源,用溶胶凝胶法制备氮掺杂碳包覆硅酸亚铁锂复合材料(NCLFS),通过元素分析、XRD、SEM、拉曼光谱、XPS、恒电流充放电测试和交流阻抗谱等方法对样品的结构及电化学性能进行表征。结果表明:NCLFS复合材料由平均粒径为23 nm的Li2FeSiO4纳米晶组成,较小的粒径能够缩短锂离子扩散路径,提高锂离子的迁移速率;N的引入,提高了NCLFS材料的电导率;与无尿素掺杂的CLFS材料相比,NCLFS复合材料表现出了更高的比容量、优异的倍率性能和循环稳定性,0.2 C放电倍率下,放电比容量高达223.2 mA·h/g(相当于1.34Li+),循环100周后仍能保持192.9 mA·h/g。     

CNF/Fe在锂硫电池正极中的应用

以铁粉(Fe)为催化剂,通过热丝化学气相沉积的方法制备纳米碳纤维(CNF),得到CNF/Fe复合粉体,后将其代替乙炔黑用于锂硫电池正极.采用扫描电子显微镜和X射线衍射的方法对CNF/Fe进行表面形貌和结构表征,采用恒流放电和交流阻抗测量法对正极进行电化学性能测试.结果表明,制备的CNF/Fe中CNF的直径在200 nm附近.在0.2 mA/cm2的电流密度下充放电,含有CNF/Fe的正极在2.0 V附近出现长的放电平台,正极中硫的初次放电比容量达801 mAh/g,40次循环后的可逆放电比容量仍有498 mAh/g.     

聚苯胺纳米纤维的界面聚合法合成及电化学电容行为

利用盐酸和四氯化碳的水／油两相界面，通过界面聚合法合成具有良好纳米纤维结构的聚苯胺，用这种聚苯胺纳米纤维为活性物质制备电极，以1mol／LH2SO4水溶液为电解液组装超级电容器，通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等技术研究其电化学电容行为。研究结果表明，合成的聚苯胺的直径为50～100nm，长度为500nm至几微米不等，且纤维之间相互交织缠绕，形成网状形貌；聚苯胺纳米纤维电极材料的功率特性与循环性能优于用传统化学氧化法合成的颗粒状聚苯胺材料的性能，在5mA放电电流下，其比电容可达317F／g，20mA放电电流下比电容仍维持300F／g左右，500次循环容量衰减在4％以内。     

聚吡咯/硫复合材料的制备及性能

为了抑制穿梭效应,提高锂硫电池的电化学性能,采用一步法制备聚吡咯/硫的复合材料。以过硫酸铵作为氧化剂、乙醇作为分散剂,用化学氧化聚合法制备导电聚吡咯的同时,原位沉积包覆硫,研究过硫酸铵和吡咯单体以不同氧化比反应制备聚吡咯/硫复合材料,并用SEM和TEM测试观察材料的形貌,用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明:当过硫酸铵与吡咯以1∶1复合时,得到的聚吡咯/硫复合材料有较好的形貌;组装的电池在0.1 C的恒电流充放电测试下,初始放电比容量可以达到943.3 m A·h/g,循环20圈后,放电比容量仍然保持在747.9 mA·h/g,并且每圈的库伦效率都大于97%,表现出了较好的充放电性能和循环稳定性。     

锂离子电池正极材料LiCexNdxMn2-2xO4（x=0～0.018）的Pechini合成及表征

采用X射线衍射仪、电池测试系统等,研究了采用Pechini法合成的锂离子电池正极材料LiCexNdxMn2-2xO4（x=0、0.012、0.014、0.016、0.018）的组织结构、首次充放电性能、循环稳定性能等。结果表明：当稀土元素掺入量较少（x≤0.014）时,样品由尖晶石型LiMn2O4相组成,否则,样品中将出现微量的杂质相（CeO2、Nd2O3）;适量的稀土元素掺杂将使LiMn2O4样品的初始容量减小、循环稳定性能增加。LiCe0.014Nd0.014Mn1.972O4样品具有较好的循环稳定性能,其初始放电容量为124.8 mAh/g,经30次循环充放电后的容量保持在116.3 mAh/g,容量保持率为93.2%。