基于普鲁士蓝类正极材料Na2CoxFeyFe(CN)6的制备与性能研究

为了进一步提高普鲁士蓝的电化学性能，通过控制温度和添加剂，运用共沉淀法进行铁离子掺杂，成功合成了Na₂Co_xFe_yFe(CN)₆正极材料，并对其进行XRD、SEM、TG和电化学性能测试。结果表明，在0.1 C电流密度下，初始比容量由未掺杂时的125.3 mAh/g上升到164.6 mAh/g,达到理论容量的96.8%。经过100圈充放电循环后，仍保持83.1 mAh/g的高容量。在5 C大电流密度的充放电测试下，比容量也由未掺杂时的28.3 mAh/g上升到47.8 mAh/g。材料表现出了优异的电化学性能。     

氧化铟包覆镍锰酸锂正极材料的电化学性能研究

为改善镍锰酸锂的电化学性能,以硝酸铟(In(NO₃)₃·H₂O)为原料,通过高温固相法在镍锰酸锂电极材料表面包覆一层惰性氧化铟(In₂O₃),并研究不同In₂O₃包覆量对镍锰酸锂复合材料的电化学性能的影响。XRD测试结果显示,包覆氧化铟并不会改变正极材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄自身结构。当包覆量为7%时,在0.1 mA的测试电流下首次放电比容量为134.21 mAh/g,明显高于未涂覆材料(115.65 mAh/g),100次循环后容量为128.4 mAh/g,容量保持率为95.67%;在0.5 mA的测试电流条件下,首次放电比容量为78.13 mAh/g, 100次循环后比容量为56.25 mAh/g,容量保持率为64.44%。In₂O₃包覆起到保护材料和促进离子传导的作用,可有效提高正极材料的电化学性能。     

用作锂电池负极材料的多孔生物质碳的合成及表征

以藕片为碳源制备生物质多孔碳用作锂电池负极材料,在不同电流密度下的倍率性能测试中,0.1 A/g电流密度下电池首次充放电容量最高可达500 mAh/g,经过60圈循环后电流密度再次恢复到0.1 A/g,生物质多孔碳放电比容量仍然高达500 mAh/g。在电流密度0.5 A/g下,比容量最高可达212 mAh/g左右,经过700次循环比容量仍可维持200 mAh/g,其放电容量保持率为99.4%,显示出材料良好的循环稳定性。说明该碳材料不仅具有较高的循环稳定性还具有较好的倍率性能。     

离子筛材料的合成及其对盐湖卤水中锂的选择性吸附

以γ-MnOOH和LiOH溶液为原料,水热法合成离子筛前驱体锂锰氧化物,经酸洗抽提出锂离子,得到离子筛材料,对产物γ-MnOOH, Li-MnO和H-MnO进行了XRD和SEM表征. 研究了离子筛材料对盐湖卤水中锂的吸附性能. 实验结果表明,离子筛材料对高镁锂比盐湖卤水中Li+的最大吸附量为37 mg/g,具有吸附容量大、选择性高的优点.     

氧化锰纳米颗粒的低温水热合成及其电化学性能

基于高锰酸钾和葡萄糖之间的氧化还原反应,采用低温水热法合成了氧化锰纳米颗粒材料.应用X-射线衍射、扫描电镜和氮气吸脱附技术对所得材料的结构、形貌和表面性质进行表征.结果表明,所得材料为低结晶性Birnessite型层状氧化锰,比表面积为129 m2/g.电化学测试结果显示,氧化锰纳米颗粒负极材料具有较高的比容量、较好的循环性能和倍率性能.在100 mA/g的电流密度下,首次放电比容量为635 mAh/g.恒流充放电130次后,容量保持率为65.4％.     

V2O5/Graphene复合电极材料的制备与储锂性能

采用简便的溶胶凝胶法制备了V2O5/石墨烯复合电极材料。利用SEM、XRD、Raman和TGA表征了样品的微观结构,以V2O5/石墨烯复合材料和Li4Ti5O12分别作为正极和负极组装了V2O5/石墨烯 // Li4Ti5O12全电池。结果表明,该复合电极材料是含有0.55%（质量分数）石墨烯的片状正交相V2O5。电化学测试表明,与未复合石墨烯的纯V2O5样品相比,V2O5/石墨烯复合材料具有更高的储锂活性和优异的大电流放电性能。在200 mA/g的电流密度下,V2O5/石墨烯复合材料和纯V2O5样品的放电比容量分别为283 mAh/g和253 mAh/g;当电流密度增加到5 A/g时,V2O5/石墨烯复合材料依然保持有150 mAh/g的放电比容量,而纯V2O5样品的放电比容量仅为114 mAh/g;V2O5/石墨烯和纯V2O5电极的电荷传递电阻分别为142 Ω和293 Ω。V2O5/石墨烯 // Li4Ti5O12全电池测试结果表明,在1.0 ~2.5 V电压范围内,循环初期全电池正极材料的放电比容量从110 mAh/g衰减到96 mAh/g,随后又出现上升,循环100次后正极材料的放电比容量稳定在102 mAh/g,库伦效率接近100%,这表明该V2O5/石墨烯复合电极材料是一种非常有应用前景的锂离子电池电极活性材料。     

基于溶胶凝胶法制备Li1.2V3O8及其电化学性能研究

锂正极材料普遍存在循环性差,容量衰减快等缺点,但是钒元素的加入有利于改善材料的性能。本文通过溶胶凝胶法制备了Li_(1.2)V_3O_8材料,采用TG、XRD、SEM等物理方法对材料进行结构和形貌分析,并对其进行了电化学方法的表征。探究了温度对材料性能的影响,在0.1C、0.2 C、0.5 C、1 C、3 C的电流密度下各循环5周放电比容量分别为293 mAh/g、223 mAh/g、186 mAh/g、146 mAh/g、76 mAh/g,显示出优良的倍率性能。     

碳掺杂改善LiFePO4电化学性能

采用葡萄糖为碳源,通过固相合成法制备了掺碳的LiFePO4正极材料,并对样品的性能进行了研究分析.结果表明,少量的碳掺杂并未改变LiFePO4的晶体结构但显著改善了其电化学性能,LiFePO4/C样品的粒度较小粒径分布均匀,0.1 C首次放电比容量为141.9 mAh/g,循环50次后容量下降11.2 mAh/g,以1 C倍率首次放电比容量为126.5 mAh/g,循环50次后容量保持率为87.2%.     

球磨时间对天然石墨微观结构和可逆储钠性能的影响

本文研究了球磨时间对天然球形石墨储钠性能的影响.结果表明,随球磨时间延长,材料由椭球状变为薄片状;晶化程度降低,无定形程度增强,平均晶面间距增大,晶体尺寸减小.编号为Pt0、Pt10、Pt20和Pt30的样品首次放电容量分别为17.2 mAh/g、62.1 mAh/g、128.4 mAh/g、120.1 mAh/g;20次循环以后可逆容量分别为13.9 mAh/g、64.6 mAh/g、114.3 mAh/g、101.6 mAh/g.当电流密度为80mA/g时,Pt20可逆容量达到96.3 mAh/g,材料电化学性能提高的原因主要是:球磨时间延长产生更多的表面和缺陷,为钠离子的嵌入(或吸附)构筑更多的活性点.     

空气气氛中合成LiNi0.7Co0.3O2及其AA电池电化学性能

采用共沉淀法合成LiNi0.7Co0.3O2正极材料,采用X射线(XRD)和扫描电镜(SEM)表征不同温度下合成的材料,并研究了材料的电化学性能。结果表明:750℃空气气氛下合成的材料的结构较规整和有序度更好,电化学性能最好。4.2V首次放电比容量达到143 mAh/g,100次循环后仍保持在125.4 mAh/g,循环性能优良。     

基于煤系重质芳烃制备负极材料改性剂及性能

目前，商业化的负极材料改性剂主要以煤系、石油系精制沥青为原料，其品质参差不齐、价格昂贵。为改善这一现状，本文提出以价格低廉的煤系重质芳烃为原料，通过净化、聚合工艺，制得负极材料改性剂。将改性剂粉碎后与针状焦粉粒分别进行包覆、造粒工艺处理，得到改性后锂电负极材料。通过旋转流变仪和热重分析仪对改性剂的流变性能、热失重性能进行分析；利用扫描电子显微镜、气体吸附仪、X-射线衍射仪、激光拉曼光谱仪和电池检测系统对改性后样品表面形貌、孔结构、层间距、结晶性程度和电化学性能进行表征。电化学测试得出改性后的负极材料可逆比容量从改性前的333.02mAh/g增加到356.34mAh/g和359.67mAh/g，首次库仑效率增加1.72%和1.31%；30mA/g电流密度下，100周循环保持率高达98.87%以上；300mA/g电流密度下，可逆比容量从改性前的95.27mAh/g增加到147.52mAh/g和187.30mAh/g。结果表明：加入改性剂制备得到的负极材料，展现出优异的比容量、倍率性能和循环稳定性；成本低、制备工艺产业化可行性强。     

改进固相法优化合成碳包覆磷酸亚铁锂正极材料

锂铁比、葡萄糖加入量、焙烧温度、焙烧时间是影响LiFePO4正极材料电化学性能的4个重要因素。本文使用改进的固相法设计出一个四因素三水平的正交实验,对LiFePO4/C正极材料进行了优化合成,探讨了其优化合成条件,并合成出具有优良电化学性能的LiFePO4/C正极材料。使用XRD、SEM对合成产物进行结构分析;使用循环伏安、交流阻抗、放电比容量等对正极材料的电化学性能进行分析。此方法不使用球磨机,有利于工业化生产。室温下0.2 C倍率首次放电比容量为133.2 mAh/g,1.0 C倍率容量为112.5 mAh/g;30次循环活化后,0.2 C倍率容量稳定保持在133.1 mAh/g左右,1.0 C倍率容量则下降至106.8 mAh/g。     

金属有机聚合物基负极材料的制备及其储锂性能Q

为了寻求优异电化学性能的新型金属有机聚合物基负极材料，以偏苯三甲酸作为有机配体和六水硝酸钴进行配位，通过水热法合成了一种新型的钴基金属有机聚合物（Co-MOP）。在空气气氛下，对Co-MOP分别以500 ℃、600 ℃、700 ℃高温煅烧获得相应的Co-MOP-500、Co-MOP-600、Co-MOP-700衍生材料。Co-MOP衍生材料用作锂离子电池负极材料进行了研究。电化学测试结果显示Co-MOP-600展现出了优异的电化学性能。在100 mA/g的电流密度下，Co-MOP-600电极的首圈放电比容量达到1818.5 mAh/g，循环100圈后比容量还能维持1308.5 mAh/g。     

碳@硒化钴/还原氧化石墨烯锂离子电池负极材料的制备及性能研究

以葡萄糖和石墨烯为碳源,通过简便的水热工艺成功制备了一系列具有多孔结构的C@CoSe/rGO复合材料。电化学测试结果表明,在200 mA/g电流密度下进行150圈循环测试后,C@CoSe/rGO-2复合材料的可逆比容量为751 mAh/g;在1 000 mA/g和2 000 mA/g大电流密度下进行150圈循环测试,其比容量仍可达525 mAh/g和285 mAh/g。该工作提供了一种简单的方法用于制备比容量高、倍率性能好且循环稳定的锂离子电池负极材料。     

Ni(OH)_2/C作为锂离子电池负极材料的研究

采用控制沉淀法制备Ni(OH)2/C复合材料,用XRD和SEM表征材料的结构和形貌。首次将材料用于锂离子电池,通过充放电测试、循环伏安法和交流阻抗实验研究其嵌/脱锂行为和电化学性能。结果表明,Ni(OH)2/C复合材料具有嵌/脱锂性能,首次可逆比容量达到992mAh/g,20次循环后的可逆比容量为211mAh/g,循环效率为95.6%,高于Ni(OH)2材料(128mAh/g和94.4%),循环性能的改善可归因于掺杂石墨后,使电极电导率明显提高,同时减缓体积效应。     

多硫化碳炔作为锂二次电池正极材料的研究

通过碳炔类似物与单质硫共热的办法制备了多硫化碳炔,利用Raman、XRD等手段对其进行了表征。考察了多硫化碳炔分别在1 mol/L LiPF_6/EC DEC和1 mol/L LiClO_4/DOL DME电解液中的电化学性能,结果表明:多硫化碳炔在1 mol/L LiClO_4/DOL DME电解液中首次放电比容量为747 mAh/ g,60次循环比容量为236 mAh/g,容量保持率仅为31%,效率低于92%,容量衰减较快。在1 mol/L LiPF_6/EC DEC电解液中电池首放电比容量可达799 mAh/g,60次循环后比容量仍能到达520 mAh/ g,容量保持率可达65%,效率几乎100%,并讨论了多硫化碳炔在这两种电解液中的差异。     

铁氰化锰水系锌离子电池正极材料性能研究

水系锌离子电池因其具有较高的理论容量(820m Ah/g)和较低的氧化还原电位(-0.76Vvs.SHE),是一种较具潜力的储能系统。本论文通过共沉淀法制备了铁氰化锰(MnHCF),并将其作为水系锌离子电池正极材料,获得了优异的电化学性能。该材料在电流密度为60 mA/g时,表现出103.5 mAh/g的容量,在300圈循环后容量保持率为98%,即使在1200 mA/g高电流密度下,电极放电比容量仍然保持在98 mAh/g。     

三维有序大孔Ni-Co-Mn过渡金属氧化物锂离子电池负极材料制备及电化学性能

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为胶晶模板,溶胶凝胶法辅助制备出三维有序大孔Ni-Co-Mn混合金属氧化物作为锂离子电池负极材料.与相同组份的纳米颗粒相比,三维有序大孔材料具有大幅度提高的电化学性能.三维有序大孔材料具有高达1530 mAh·g-1的可逆容量,在1000 mA·g-1的电流密度下纳米颗粒材料的放电比容量仅为328 mAh·g-1,而多孔材料的放电比容量为876 mAh·g-1,比纳米颗粒材料提高了1.7倍;在100 mA·g-1电流密度下循环100圈之后多孔材料的容量保持率几乎接近100％,而纳米颗粒材料仅为42％.这些结果表明,三维有序大孔结构Ni-Co-Mn混合金属氧化物具有较高的容量和优异的循环性能.     

吩嗪-芘共聚物电极新材料的制备及储能性能研究

以5,10-二氢吩嗪和1,6-二溴芘为原料,通过Buchwald-Hartwig芳胺化反应合成出新型聚合物聚(吩嗪-芘)(p-PyPZ),将其作为有机锂电池正极材料,研究其电化学和电池性能。通过FT-IR及XPS对新型聚合物材料的结构形貌进行表征,并通过电化学循环伏安(CV)法对其性能进行测试。结果表明,聚合物p-PyPZ具有多重氧化还原特征,在3.590/3.447 V处出现芘结构单元对应的氧化还原特征峰,表明新型共聚物中芘结构单元即作为链接单元,同时参与氧化还原过程,使制备的电极材料具有多电子储能特性。作为锂离子电池正极材料,聚合物p-PyPZ表现出优良的循环稳定性。在电流密度为20 mA/g的条件下,其稳定放电比容量达到112.1 mAh/g,经过50圈充放电循环后仍能保持在113 mAh/g。在20、50、100、200 mA/g和500 mA/g的电流密度下的放电比容量分别稳定在114.7、109.6、103、96.6 mAh/g和92.1 mAh/g。     

锂离子蓄电池正极材料LiCoO2的制备与电化学性能研究

以Co3O4为Co源、Li2O2为Li源、非水介质为分散剂,采用改进高温固相反应法合成了锂离子蓄电池正极材料LiCoO2,并采用XRD和电化学性能评价考察了不同合成条件对材料的晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,材料的合成温度、前驱物的纯度和处理方法对材料的结构,充放电容量和循环性能有较显著的影响,焙烧时间对材料的电化学性能影响相对较小,以优化的最佳合成条件制备正极材料,材料的充放电比容量均大小于150mAh/g,效率在96．0－99．9％之间,循环100次后,材料的充放电比容量仍大于146mAh/g,容量保持率大于97．3％,优于常规固相反应法所得结果,显示了较好的应用前景。