石墨烯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能

通过水热法在160℃条件下成功制备了手风琴状石墨烯/MnO₂复合材料.通过场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线能量色散谱、BET法以及拉曼光谱对材料进行表征.结果表明,手风琴状二氧化锰与层状石墨烯之间具有十分高效的贴合,这种创新性设计有效地利用了石墨烯的高电导率、大比表面积以及二氧化锰的优秀赝电容行为.电化学测试结果给出在0.2 A·g^-1时,样品的比电容高达138 F·g^-1,数倍增强于单独的二氧化锰或石墨烯样品.     

熔盐法制备二氧化锰及放电性能研究

以金属锰粉和高锰酸钾为原料,采用熔盐法在KCl-NaCl体系和NaNO3体系中成功地合成了二氧化锰(MnO2)电极材料。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构与形貌进行了表征,结果表明:合成样品为单斜晶系产物,粉末样品为片状结构。在c(KOH)=9mol/L电解液中采用三电极体系对样品进行恒电流放电和循环伏安测试,结果显示该材料在电流密度为250 mA/g时,单电极放电比容量达到251.3 mAh/g,是电解二氧化锰(EMD)的2.5倍。     

钠离子电池正极材料Na0.7MnO2的制备及性能研究

文章主要通过水热法和热处理来获得Na_(0. 7)MnO_2材料。该材料是纳米薄片结构,直径在200～300 nm之间,厚度约为20～30 nm左右。在电化学测试中,500℃的Na_(0. 7)MnO_2在0. 1倍率时首次放电比容量为168. 3 mAh/g,接近Na_(0. 7)MnO_2材料的理论比容量170 mAh/g。循环70圈以后,其放电比容量为161. 1 mAh/g,仅有4. 3%的容量损失,表现了优异的循环性能,且倍率性能较好。可以作为钠离子电池正极材料。     

羟基氧化镍的制备及电化学性能研究

采用液相化学氧化法研究了β相羟基氧化镍的制备条件,并对产物形貌和电化学性能进行了分析。通过正交试验和单因素试验,得出反应的最佳制备条件。以XRD和SEM测试手段,对样品的晶体结构和形貌进行了研究。XRD分析表明,合成的样品为六方晶系的β-Ni OOH。SEM分析表明,制取的β-Ni OOH晶体形状为球形。通过恒流放电和循环伏安测试表明,样品具有良好的初始放电性能和电化学可逆性,适合于作镍锌电池的正极材料。     

磁控溅射TiNiLaZr合金膜的制备与电化学性能研究

前言Ti合金具有较好的储氢能力和抗腐蚀性，已得到许多储氢工作者的关注［’－‘］，并被认为是未来最具竞争潜力的储氢合金系列。在Ti中加入微量La，可明显改善其活化性能”‘。虽然已有研究者利用离子溅射制备出TINi合金膜［‘］，但将加入微量La、Zr的TINi合金制成非晶膜还较少有报道。本文在制备TINILaZr非晶膜及测定合金的电化学性能方面做了一些探索性工作。1合金膜的制备1．l合全膜的制备方法利用430H磁控溅射仪制备合金膜。将纯度为99．9％的Ni块、98％的La块及99．9％的Zr块按一定比例拼在纯度为99．9％的Ti靶上，制成复…     

制备工艺对无钴AB5型贮氢合金的相结构和电化学性能的影响

用真空熔炼、快淬工艺以及球磨工艺制备稀土基无钴AB5型La（NiMnAlFe）5贮氢合金，用XRD测试了合金的相结构，并测试了不同制备工艺下合金的电化学性能。研究了制备工艺对无钴合金的相结构和电化学性能的影响。结果表明，由真空熔炼和快淬工艺制备的合金为CaCu5型单相结构，球磨合金由CaCu5型相和游离Ni相组成，并出现了非晶化趋势。快淬和球磨均使合金的放电容量降低，循环稳定性提高，但球磨工艺的影响更为显著，主要原因是球磨后合金中出现非晶化趋势。     

弱结晶二氧化锰超级电容器充放电分析

以等物质的量的高锰酸钾和乙酸锰为原料,采用机械化学法制备出弱结晶型α-MnO₂超级电容器电极材料.在1.2V电压内,200mA·g^-1电流密度下对对称型超级电容器进行恒流充放电测试.采用XRD法、循环伏安及交流阻抗法对充放电前后电极材料的结构以及电化学性能进行表征,首次采用求斜率法对充放电曲线分析.结果表明:超级电容器表现出法拉第电容与双电层电容的双重特征;在循环过程中,电化学惰性物质Mn₃O₄生成,循环伏安图中氧化还原峰逐渐消失;充放电曲线的法拉第电容特征逐渐消失而接近双电层电容理想曲线;超级电容器的比容量、等效串联电阻发生了对应的变化,其最大电极比容量达到416F·g^-1,经过近500次循环后,比容量为220F·g^-1.     

纳米MnO2超级电容器性能研究

采用液相反应制备了纤维状纳米MnO2，X射线衍射分析表明：产物是α-MnO2和7-MnO2组成的混合晶相。利用循环伏安和恒流充放电测试其电化学性能。在0．15V～0．75V(SCE)工作电压范围内考察了在不同浓度(NH4)2SO4电解液中的电容性能，结果表明：该电极材料在浓度为1mol／L的(NH4)2SO4中具有优异的电容性能；恒流充放测试其比容量可达142．2F／g。     

静电纺丝法制备钴酸镍及其电化学性能试验研究

研究了采用静电纺丝法制备NiCo₂O₄纳米纤维前驱体，并将煅烧后的NiCo₂O₄纤维用作锂离子电池负极材料，考察了其电化学性能。结果表明：质量比2∶1的Co(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂经电纺可制备出直径约400 nm的NiCo₂O₄纳米纤维前驱体；以NiCo₂O₄纤维作负极材料的锂离子电池首次放电比容量为1 141 mAh/g, 100次循环后放电比容量约为415 mAh/g;电池内部成分电阻仅为3.77Ω,循环性能稳定。     

磁场作用下煤系针状焦的制备与电化学性能

以除去喹啉不溶物的煤沥青为原料,在自制的载磁反应釜中制备针状焦.通过改变体系聚合反应最大压力及最高温度,对针状焦制备过程中施加磁场后中间相形成阶段的温度、体系最大压力等工艺条件进行了探讨,研究了不同条件下制备的针状焦的结构与电化学性能.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪表征产物的结构特点;采用循环伏安法及电化学阻抗等分析方法表征了不同条件下制备的针状焦的电化学性能.在磁场作用下,体系最大压力为0.4 MPa、体系最高聚合温度为520℃时制备的针状焦具有最佳的结构及电化学性能.     

可控合成纳米MnO2及电化学性能研究

以高锰酸钾和硫酸锰为原料,采用水热法在相同的反应体系中分别合成了α-MnO2纳米棒和β—MnO2纳米柱,采用XRD,SEM,TEM和BET等分析手段对样品形貌和结构进行表征。结果表明：在MnSO4和KMnO4物质摩尔比为3：2的中性水热反应体系中,反应温度是影响产物形貌和晶型的重要因素。当反应温度在120℃,反应24h时,所得产物为α—MnO2纳米棒和纳米颗粒混合物。当反应温度在150℃,反应24h时,所得产物为β-MnO2纳米柱。BET结果显示,两者的比表面积达118．7m^2／g和84．3m^2／g。采用循环伏安、恒流充放电等方法对产物的电化学性能进行表征。结果表明：α—MnO2的电化学性能明显好于β-MnO2,在-0．2～0．8V的电压范围内,以2．5mA的电流充放电时,α-MnO2的最大比电容是133．2F／g,经过100次循环后容量仍保持在90％以上。     

实用型电化学双电层电容器制备

将经过二次活化处理的活性炭材料制作的电极片组装成碳基电化学电容器.通过恒电流充放电实验,表明其具有良好的电化学充放电性能——活性物质的比容量为173.2F/g.恒功率充放电实验证明该电容器在大功率充放电条件下活性物质的能量密度大于5.0W·h/kg.电化学电容器与镍氢电池组成的复合电源系统具有优良的脉冲充放电特性,脉冲性能与镍氢电池相比有明显的提高,可以应用于GSM,CDMA移动通讯系统.初步探讨了高电压型电容器的制备工艺,并组装了具有10V工作电压的实用型电容器     

二氧化锰微纳米球和微米棒的制备工艺优化及性能

采用一种简便、快速和低温的水热法制备了超级电容器用MnO₂微纳米球和微米棒粉体颗粒,并用正交试验和单因素实验对其制备工艺进行了优化。通过X射线衍射、扫描电镜和电化学测试,研究了所得材料的晶体结构、表面形貌和超电容性能.最佳合成工艺条件为:反应温度150℃,KMnO₄/MnCl₂摩尔比2.5:1.0,反应时间3h,填充率40%。该工艺下所制的样品为α-MnO₂,且呈现出空心、表面多孔的微纳米球和微米棒形貌.微纳米球的直径约为0.2-0.8μm,微米棒的直径约为30nm、长约为5μm.在此条件下,所得样品在100、150、200、250和300mA·g^-1电流密度下,第5次的放电比电容分别为255、170、133、105和88F·g^-1,其等效串联电阻和电荷转移电阻分别为0.37和0.40Ω.     

石墨烯的制备及其超级电容性能

以鳞片石墨为原料,采用化学氧化还原法制备了高品质的石墨烯.借助X射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、氮气吸附-脱附实验、恒流充放电实验、循环伏安法和交流阻抗谱技术对石墨烯的结构、形貌、表面性能和超级电容性能进行了系统研究.X射线衍射、扫描电镜和透射电镜结果表明,石墨烯整体上呈现无序结构,外观具有蓬松、透明的薄纱状及本征性皱褶,其BET比表面积为14.2m²·g^-1,总孔容为0.06cm³·g^-1,平均孔径为17.3nm.交流阻抗谱测试结果表明,石墨烯电极具有较小的阻抗,其等效串联电阻为0.16 Ω,电荷传递电阻为0.55 Ω.恒流充放电和循环伏安测试结果显示：石墨烯电极具有良好的功率特性和循环稳定性,电容特征显著.在2、5、10和20mV·s^-1扫描速度下的放电比电容分别为123、113、101和89 F·g^-1;即使是50mV·s^-1的高扫速,放电比电容仍可达69F·g^-1.     

Ni~(2+)复合MOF-5材料的制备工艺及其电化学性能研究

金属有机框架材料(Metal organic frameworks,MOFs)由于具有超高的比表面积和可调的孔结构,已成为超级电容器电极材料的研究热点。以硝酸锌(Zn(NO_3)_2·6H_2O)和对苯二甲酸(C_6H_4(COOH)_2,BDC)为原料,采用水热法制备了MOF-5材料,并将MOF-5与不同比例的Ni~(2+)复合制备了Ni-MOF-5复合材料。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对材料的表面形貌和结构进行了表征,采用Princeton和Arbin超级电容器测试系统对材料的电化学性能进行了测试。结果表明:复合不同比例的Ni~(2+)可获得不同形貌的Ni-MOF-5复合材料,当Ni~(2+)∶Zn~(2+)=0.50∶1.00(物质的量比)时,制得形貌均匀的微球富Ni颗粒,且其电化学性能优良,在电流密度为0.05 A/g的条件下,比容量达到400 F/g。     

Se掺杂介孔二氧化锰的合成及电化学性能研究

以介孔硅SBA-15为模板,硝酸锰作锰源,采用液相浸渍法,合成了介孔二氧化锰;在合成的过程中掺入硒粉,制备硒掺杂的介孔二氧化锰。采用XRD、SEM、TEM和BET等分析手段对样品的形貌和结构进行表征。结果表明:所合成的介孔二氧化锰与SBA-15具有相似的形貌和有序介孔结构;掺杂硒后,介孔二氧化锰的形貌和结构都没有明显的变化。为了研究样品的电化学性能,在9 mol/L KOH溶液中,250 mA/g的电流密度下放电。结果表明:介孔二氧化锰的放电容量达到344.26 mAh/g,比EMD增加119.7%。掺杂硒后,介孔二氧化锰的放电容量增大了,当掺硒量为5%时,介孔二氧化锰的放电容量最大,达到430.25 mAh/g,比EMD增加174.6%。     

铝掺杂磷酸钒锂的制备及电化学性能研究

针对磷酸钒锂电导率低的问题,以硝酸锂、偏钒酸铵、磷酸二氢铵为原料,甘氨酸为络合剂和燃料,葡萄糖为碳源,硝酸铝为铝源,采用溶液燃烧合成法制备铝掺杂的Li_3V_2(PO_4)_3/C粉末,以改善其电化学性能。将制备得到的铝掺杂的Li_3V_2(PO_4)_3/C粉末作为锂离子电池正极材组装成电池进行了恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等电化学性能测试。结果表明:铝掺杂能有效提高磷酸钒锂电导率,不同的铝掺杂比例的磷酸钒锂具有不同的的电子电导率和锂离子扩散速率,从而具有不同的放电比容量、循环性能和倍率性能;当铝掺杂含量为1%时,磷酸钒锂具有最优的电化学性能,在充放电速度为10C循环500次后放电容量为104.6 mAh/g。     

Mg2Ni系储氢合金电化学性能的研究

用固态扩散和机械球磨砺法制备出纳米级Ｍｇ２Ｎｉ、Ｍｇ１．７Ａｌ０．３Ｎｉ储合金，其电化学性能超过用传统方法制德的合金。驻卵是试表明：该合金放压平台（电压超过１．２Ｖ）较高：在２００ｍＡ／ｇ放电电流密度下，合金充放电循环５０次，容量仍保持在２００ｍＡｇ／ｇ以上。Ｘ射线行射分析表明；随着球磨时间延长，衍射峰的宽化程度变大，强度逐渐减弱，１２小时后变化减缓。这是由于晶粒尺寸较小。缺陷及应力密度增加入。合     

直接甲醇燃料电池电化学性能

以Pt-Ru/c和Pt/C分别为阳极、阴极催化剂,自制了膜电极,并组装了直接甲醇燃料电池(DMFC)以及测试系统.通过稳态电流-电压极化曲线法,研究了甲醇流量、甲醇浓度、甲醇温度以及空气增湿温度对DMFC电化学性能的影响.研究结果表明。在电池温度为25℃以及阴极为自然空气的条件下,当DMFC输出电压为0.22V时,其输出电流密度和峰值功率密度分别可以达到68mA·cm^-2和14.8mw·cm^-2,且各因素对电池性能存在着明显的影响.实验的最佳运行工艺参数:甲醇流量为2mL·min^-1,甲醇浓度为2mol·L^-1,甲醇温度为30℃,空气增湿温度为40~60℃.