锡碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以纳米二氧化锡和酚醛树脂为原料,借鉴模板法制备介孔炭的过程,根据碳热还原的原理制备纳米锡碳复合材料。运用X射线衍射,扫描电镜,循环伏安(CV)以及循环性能测试等手段对合成材料进行研究。结果表明,所得复合材料中锡颗粒粒径在100nm左右,其均匀分布于碳基体中所形成的较大孔隙中,该结构既能缓解充放电过程中锡颗粒的体积效应,又能增强电解液的浸润,利于锂离子的传导。锡含量为78.5%(质量分数,下同)的复合材料具有较好的综合性能:在200mA/g的电流密度下,首次放电容量达1070mAh/g,充放电效率为70%,30次循环后放电容量保持在560mAh/g,且倍率性能良好,当电流密度增大到1600mA/g时,材料依然保有440mAh/g的比容量。     

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。     

碳热还原合成SnSb合金负极材料的电化学性能

以锡和锑的氧化物为原料，采用碳热还原法，制备了锂离子电池用微米级球形SnSb合金负极材料。材料表现出较低的首次不可逆容量和较好的循环性能。首次不可逆比容量为160mAh／g，可逆比容量达650mAh／g。其较低的比表面积是其较低的首次不可逆容量的主要原因，而颗粒的多晶特性则有利于电极材料循环稳定性的提高。同时采用循环伏安和交流阻抗测试研究了SnSb合金的电极反应过程。     

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%.     

纳米Co-Sn合金负极材料的制备和电化学性能

用水热法于150oC合成了CoSn2纳米合金负极材料。水热反应前还原剂NaBH4的加入速度和水热反应后的热处理均会影响产物的相组成和CoSn2合金组分的颗粒大小,从而影响电极的电化学性能。较大的CoSn2合金颗粒有利于降低电极的首次不可逆容量损失和提高循环稳定性。电极的循环性能还与循环电流密度有关,较小的初始电流密度能够充分激活活性颗粒的嵌锂通道,并在颗粒表面形成较好的固体电解质膜(SEI膜),有利于改善电极的循环性能。     

新型锂离子电池负极材料Li1.1V0.9O2的制备及其电化学性能

通过固相合法制备了新型锂离子电池负极材料Li1.1V0.9O2,考察不同合成工艺对其结构、形貌及电化学性能的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和恒电流充放电法研究了试样的结构、形貌和电化学性能。实验结果表明:采用两段烧结法合成的试样结构更完整、粒径分布更均匀、电化学性能更优良。在1 C倍率下,充电容量高达275 mAh/g,经过50次循环后,充电容量保持率高达96.73%。     

层次孔结构双功能碳负极材料的制备及性能

在500～900℃的活化温度下,以酚醛树脂为碳源,采用模板-物理活化联合法制备系列超级电容电池用层次孔结构双功能碳负极材料。借助扫描电镜、透射电镜及比表面积测试仪分析材料的物理结构,组装模拟电容器和对锂半电池,利用恒流充放电法及循环伏安法考察其电化学行为。结果表明:制备的层次孔结构碳材料具有较大的中微孔结构和局域石墨微晶结构;在LiPF6/EC+DMC和Et4NBF4/AN两种电解液中均表现出良好的电化学性能;其中以活化温度为600℃时制备的碳材料性能最优,其锂离子半电池可逆容量达到611.2 mA.h/g(0.2C),50次循环效率为74%,6C倍率下稳定可逆容量仍高达223 mA.h/g,模拟电容器比电容高达143 F/g(0.1 A/g),且倍率性能优异。     

电沉积制备锡钴碳复合负极材料的结构与性能

采用电沉积法把Sn、Co原子沉积在硬碳颗粒上得到Sn-Co-C复合负极材料,然后球磨。XRD分析表明复合粉体由Sn、Co2C、CoSn2和C组成。电子探针测试表明试样中Sn、Co、C原子分数分别为2.9145%,0.6921%,95.3879%。SEM观察显示,锡钴粒子尺寸为50～100nm,沉积在片状的硬碳颗粒上。试样与锂片组成模拟电池,首次放电比容量为551.5mAh/g,充电比容量为309.4mAh/g。循环50次后放电比容量仍保持在319.6mAh/g,充电比容量保持在281.6mAh/g。交流阻抗测试表明,在第一次放电后形成了固体电解质层膜,但循环一次后消失。     

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。     

电沉积法制备Sn-Co-C锂离子电池负极材料

分别采用柠檬酸和乙二胺四乙酸(EDTA)作为络合剂在CoCl2、SnCl4溶液中用电沉积方法制备Sn-Co合金电极,然后在相同条件下在镀液中加入硬碳制备Sn-Co-C复合电极.充放电测试结果显示,EDTA作为络合剂时镀层循环性能明显好于柠檬酸,且比容量也较高.Sn-Co合金电极循环30次比容量保持率达91.6%,加入硬碳的Sn-Co-C复合电极比容量及循环性能较之Sn-Co合金电极都有了较大提高.电子探针结果表明,EDTA作为络合剂的Sn-Co-C镀层中Sn、Co、C原子分数分别为61.8401%,22.3788%,12.5409%.SEM观察Sn-Co-C镀层表面为稳定的球状结构.     

锂离子电池极材料钽掺杂钛酸锂的制备及电化学性能

通过固相合成制备了钽掺杂材料Li4Ti4.95Ta0.05O12。通过XRD和SEM来表征Li4Ti4.95Ta0.05O12的结构和形貌。钽掺杂并没有改变本体材料的结构和形貌,而且显著提高了材料的循环性能和倍率性能。Li4Ti4.95Ta0.05O12在10C和30C倍率时的放电容量分别是116.1mA.h/g和91.0mA.h/g。Ta掺杂取代了Li4Ti5O12中的Ti的位置,产生了Ti4＋/Ti3＋混合价态,从而提高了钛酸锂的电导率。故具有优异的高倍率性能,是一种优异的锂离子电池负极材料。.     

Si-doped composite carbon as anode of lithium ion batteries

1　INTRODUCTIONAdvancedrechargeablelithiumionbatteriesareattractiveforuseinconsumableelectronicandelectricvehicles(EV )becauseoffavorablecombinationofvoltage,energydensity ,cycling performance ,etc .Worldwideeffortshavebeendevotedtothestudyofcarbonmaterialsasanodesinthesebatteries .Amongavarietyofcarbonmaterials ,graphiteappearstobethemostsuitablecandidatebecauseofitshighcapaci ty ,lowandflatpotential[1,2 ] .Nevertheless ,therearestillsomeproblemswithrespecttothedestructionofthecarbonstr…     

锂离子电池正极材料LiNi1-yAlyO2的制备及性能

在高温增加氧气压力的条件下 ,通过固态反应合成了锂离子电池正极材料LiNi1-yAlyO2 。讨论了合成条件对产物的电化学性能的影响 ,得到最佳的反应条件是 :2个恒温阶段的反应时间为 8h和 10h ;氧气压力为0 .2 0MPa ;反应温度 80 0℃ ;反应物Li,Ni,Al之间的摩尔比为 1.1∶0 .95∶0 .0 5。合成出具有晶型完整、电化学性能优良的LiNi0 .95Al0 .0 5O2 产品 ,其放电容量达 182 .3mA·h/g。结果表明 ,Al3 + 的添加对LiNiO2 的结构及电化学性能有较大的改善。     

锂离子电池用LiVPO4F/C基正极材料的制备和性能（英文）

将H2C2O4·2H2O,NH4H2PO4,NH4VO3和LiF通过球磨反应、烧结,合成了LiVPO4F/C基正极材料。在这个过程中,草酸起还原剂和碳源的作用,利用热重、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和碳-硫分析等手段对合成的前驱体和材料进行检测和分析。XRD分析表明,球磨反应后所得到的前驱体为无定形态,而烧结后的材料中除了LiVPO4F的衍射峰外,还存在Li3V2(PO4)3和V2O3衍射峰。材料颗粒均匀,尺寸约2μm。透射电镜分析表明,合成的材料颗粒表面包裹着一层约2nm厚的无定形碳。在截止电压3.0～4.4V时,合成的材料在0.1C和10C倍率下的放电比容量分别为151.3和102.5mA·h/g。在10C倍率下循环50次后容量保持率为90.4%。在LiVPO4F和Li3V2(PO4)3的循环伏安曲线中可以明显看到V3+/V4+的氧化还原峰。     

Preparation of Sn nano-film by direct current magnetron sputtering and its performance as anode of lithium ion battery

Sn thin film on Cu foil substrate as the anode of lithium ion battery was prepared by direct current magnetron sputtering（DCMS）. The surface morphology, composition and thickness and the electrochemical behaviors of the prepared Sn thin film were characterized by scanning electron microscopy（SEM）, X-ray diffraction（XRD）, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP）, cyclic voltammetry（CV） and galvanostatic charge/discharge（GC） measurements. It is found that the Sn film is consists of pure Sn with an average particle diameter of 100 nm. The thickness of the film is about 320 nm. The initial lithium insertion capacity of the Sn film is 771 mA.h/g. The reversible capacity of the film is 570 mA.h/g and kept at 270 mA.h/g after 20 cycles.     

CoSb3-graphite composite anode material for lithium ion batteries

The CoSb3-graphite composite was prepared by ball-milling. The electrochemical performance of the composite material was evaluated using the lithium ion model cell Li/ LiPF6 (EC DMC) / CoSb3C4. It was found that the CoSb3C4 composite shows higher reversible capacity than the pure CoSb3 alloy, and its firSt reversible (Li-ions removal) capacity reaches 721 mA.h.g^-1, which exceeds the theoretical capacity (550 mA.h.g^-1) of CoSb3C4.     

锂硫电池正极材料Al-ABTC/RGO@S的制备及电化学性能

通过溶剂热法制备了一种高比表面积的铝基金属有机框架（metal organic frameworks,MOFs）材料Al-ABTC。然后通过静电吸附法将Al-ABTC与氧化石墨烯（GO）复合,并载硫得到Al-ABTC/RGO@S复合材料用于锂硫电池。采用 X 射线衍射(XRD)分析了Al-ABTC的晶体结构,采用扫描电镜(SEM)对Al-ABTC、Al-ABTC/GO和Al-ABTC/RGO@S的八面体形貌进行表征,用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明,Al-ABTC/RGO@S复合电极在0.2 C电流密度下的首次放电容量达到1345.3 mAh g-1,经过200次的循环以后还能达到406.4 mAh g-1的比容量,其平均库伦效率为99.1%。此外电池即使在2 C下,首次放电比容量高达714.7 mAh g-1,经过300次循环以后容量保持在331 mAh g-1,表现出良好的长循环性能。     

Effects of modification on performance of natural graphite coated by SiO2 for anode of lithium ion batteries

A stable silicon dioxide film was coated on the surface of natural graphite anode by sol-gel method with Si（OCH2CH3）4, and effects of modification on performance of natural graphite were investigated. The structure and properties of graphite samples were determined by X-ray diffi＇actometry（XRD）, scanning electron microscopy（SEM）, energy-dispersive X-ray spectroscopy（EDS） and electrochemical measurements. The modified graphite shows mainly the layer structure, and silicon dioxide film is amorphous. Compared with the pure natural graphite, the modified graphite exhibits the higher specific capacity of 366 mA-h/g. After 40 charge-discharge cycles, the capacity retention ratio of the modified graphite reaches 99.55%, while that of natural graphite is only 83.04%. The results indicate that the surface modification of natural graphite by SiO2 is effective for improving the electrochemical performance of the natural graphite anode for lithium ion batteries.