过硫酸铵表面处理对富锂锰基正极材料电化学性能的影响

为了提高锂离子电池富锂锰基正极材料的电化学性能,尤其是倍率性能,采用过硫酸铵作为处理剂对富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2进行表面处理,诱发化学预活化,形成有利于锂离子迁移的表面尖晶石结构。电化学测试结果显示,当过硫酸铵与Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2质量比为1:5时,经过硫酸铵表面处理后的正极表现出优异的电化学性能:0.2 C下放电容量为257.1 mAh/g,首圈库伦效率高达96.8%, 3 C大倍率下放电容量仍达到157.2 mAh/g。交流阻抗测试结果表明,适量过硫酸铵处理之后材料的界面电荷转移阻抗显著降低,导致锂离子界面迁移速率加快,表现出良好的倍率性能。这种简单易行的改性方法为实现富锂锰基正极在动力锂离子电池领域的应用提供了新思路。     

静电纺丝制备多孔碳材料及其氧还原催化性能

通过碳化聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮基纳米纤维制备多孔碳材料催化剂,然后采用KOH活化法对催化剂进行处理。利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对碳材料进行形貌表征,同时采用循环伏安法、线性扫描伏安法研究催化剂的氧还原反应(ORR)活性,计时电流法研究催化剂的ORR稳定性。在相同测试条件下与Pt/C进行比较,起始电位相差52 mV,ORR电子转移数为3.63,趋近于四电子反应过程。结果表明:本文制备的非金属碳材料催化剂拥有良好ORR活性和ORR稳定性,并且在碱性电解液中拥有良好的抗甲醇干扰性能。     

高性能锂电正极材料LiV_3O_8-MWCNTs的制备与性能

利用低温液相法合成了钒酸锂-多壁碳纳米管(LiV_3O_8-(w)MWCNTs)(w分别为0、1%、2%、3%、4%和5%)复合正极材料.采用X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对复合材料的晶型和结构进行了表征.XRD分析结果表明,复合材料仍为单斜晶系;SEM图谱显示,LiV_3O_8材料附着在MWCNTs的网状结构上,且使颗粒细化;通过恒流充放电测试、循环伏安(cyclic voltammetry,CV)及交流阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)技术对材料的电化学性能进行了研究,结果表明,按LiV_3O_8质量百分比复合3%MWCNTs的LiV_3O_8-(3%)MWCNTs复合材料具有最佳的电化学性能,在0.1 C充放电倍率条件下,其首次放电比容量为364.5 m Ah/g,循环50次后放电比容量仍有292.2 m Ah/g,容量保持率为80.2%,而纯LiV_3O_8材料的首次放电比容量为308.2m Ah/g,循环50次后容量保持率仅为55.4%;采用MWCNTs与LiV_3O_8复合可使锂离子在材料颗粒间的电荷转移阻抗变小,有利于Li+的嵌入和脱出.     

锂离子电池正极材料LiCoMnO4制备及其电化学性能研究

尖晶石结构的LiCoMnO4由于含有Li离子和价态可变的Co离子、Mn离子,可以作为锂离子电池的正极,在输出电压为5.3 V左右时具有高能量密度优势.但其合成过程中产生的Li2MnO3非活性杂质,会影响其充放电容量.采用正交试验研究方法,讨论了锂过量程度、原料球磨粒径、成型压力、烧结温度4个因素对LiCoMnO4相纯度...     

石墨烯包覆富锂层状正极材料的电化学性能

采用固相配位法制得石墨烯包覆的Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2富锂层状正极材料。用X射线衍射、场发射扫描电镜、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等分析技术对其相组成、微结构和电化学性能进行表征。结果表明:石墨烯包覆Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2材料的电化学性能显著提高,该材料在电流密度为20 mA/g(0.1C)和1 000 mA/g(5C)时的放电比容量分别为240,132 mAh/g;在电流密度为200 mA/g(1C)时,充放电循环100次后,其比容量保持率为84%。     

多尺度静电纺丝纤维的制备及其浸润性研究

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)为溶剂,利用静电纺丝法,通过调控溶液浓度、溶剂配比和喷丝孔径等条件制备不同形貌的聚苯乙烯(PS)电纺纤维膜.对所制备的纤维膜进行扫描电子显微镜、浸润性及透湿性表征,探究不同实验条件下纤维膜形貌与其浸润性及透湿性能的关联.结果表明:以纯DMF作为溶剂,当纺丝液中PS质量分数为5％时,纤维膜形貌为均匀分布的完全"珠状"颗粒;以DMF和THF作为混合溶剂并调控其配比,随着溶剂中DMF比例的减少,珠状结构逐渐变成纺锤状最终形成直径均匀、表面光滑的纤维.进一步研究发现:当PS在纯溶剂DMF中的质量分数为5％时,随着喷丝孔径增大,膜中微球数量减少但直径不变;随着PS含量的增加,膜中微球减少纤维增多,而且纤维分布均匀且直径较大.当溶剂DMF和THF质量配比为8:2,PS质量分数为15％时,纤维膜具有良好的疏水性能和透湿性能.     

甘薯淀粉基高吸水材料的制备及其性能

以过硫酸钾为引发剂,甘薯淀粉为基材,与丙烯酸、丙烯酰胺进行接枝共聚制备可生物降解型高吸水材料。正交试验得出反应的较佳条件:单体与淀粉质量比为3∶1,AM与AA质量比为0.5∶1,引发剂过硫酸钾用量为淀粉用量的3.0%,交联剂用量为单体量的0.04%,丙烯酸的中和度为70%,温度60℃,时间4h,产物饱和吸水倍率可达399g/g,接枝效率为87.1%。考察了合成的吸水材料的应用性能,并采用FITR与SEM对接枝产品的结构及形貌进行了分析和表征。结果表明,单体成功发生接枝聚合反应,高吸水材料呈现漩涡结构。     

静电纺丝法制备有序纳米纤维

一维纳米材料由于其独特的光、电、磁等性质,是近年来科学研究的热门．用静电纺丝法对质量分数为12％的聚丙烯腈（PAN）溶液进行纺丝制备电纺纤维,通过采用不同的收集装置,制备出具有一维有序结构的聚丙烯腈纳米纤维;用扫描电镜考察了3种收集装置制备的一维纳米纳米纤维．结果表明：以具有一定间隔对立的铜针尖作为收集装置所制备的纤维有较高的有序度．     

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．     

静电纺丝法制备MnO_x掺杂聚丙烯腈碳纤维及其对超级电容性能的影响

利用静电纺丝技术制备了不同乙酸锰(Mn Ac2)含量的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维(Mn Ac2/PAN),经预氧化和高温碳化后得到Mn Ox/C复合纤维;利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)等方法对纤维进行结构表征,并利用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗技术对复合纤维进行了电化学性能测试.结果表明:复合纤维表面相互粘连形成三维枝状结构,这种结构有利于碳纤维之间导电性的提高;掺杂Mn Ox后碳纤维的超级电容性能得到显著提高,其中乙酸锰质量分数为2%和4%的Mn Ac2/PAN纤维碳化后的产物在0.05 A/g时的比容量分别高达186.0 F/g和156.4 F/g,而纯PAN碳纤维的比容量仅为90.0 F/g.     

静电纺丝法制备NiO纳米纤维及其工艺参数研究

采用静电纺丝法制备了NiO纳米纤维,研究了纺丝液PVA浓度、纺丝电压、烧结温度等参数对NiO纳米纤维结构及微观形貌的影响,实验表明:当纺丝液PVA溶液为9%、纺丝电压为10 k V、烧结温度为700℃并保温4 h时,易获得形貌较好的NiO纳米纤维;制备的纳米纤维均为良好的一维形貌,直径为50~100 nm,平均长度为15μm.     

生物质基碳材料的制备及其超级电容性能

超级电容器是一种极具潜力的绿色储能装置,具有循环寿命长、可快速充放电、高动态电荷传播等特点。生物质基碳材料作为一种新型的电极材料,由于极好的倍率性能和循环稳定性,在超级电容器中得到广泛的应用。同时,生物质碳材料具有成本较低、来源广泛、形式多样及易于加工等特点。综述了生物质基碳材料的制备方法并具体讨论了影响其电容性能的因素。     

静电纺丝聚丙烯腈改性聚乙烯锂电池隔膜的制备及性能研究

为了增强电池隔膜的润湿性能和热稳定性,使用聚丙烯腈(PAN)改性聚乙烯(PE)电池隔膜,探究其机械性能、润湿性能、热稳定性和电池倍率性能的变化.结果显示,聚丙烯腈静电纺丝改性PE隔膜表面电解液和抗高温热收缩性提高,瞬时电解液接触角由初始的48.8°降至28.9°,且组装的锂离子电池的循环性能和倍率容量均有一定程度的改善...     

纤维素基絮凝材料的制备及其絮凝性能研究

以纤维素(Cellulose,CE)为原料,通过氧化接枝聚乙烯(Polyethyleneimine,PEI),制备具有超支化结构的纤维素/聚乙烯亚胺(CE/PEI)材料。研究PEI添加量、反应时间和反应温度等工艺参数对CE/PEI表面氨基含量的影响;进一步以CE/PEI为絮凝材料,考察具有不同氨基含量的CE/PEI对高岭土悬浮液的絮凝效果。实验结果表明:通过调控PEI添加量、反应时间和反应温度可实现CE/PEI表面氨基含量的控制(1.46~3.87mmol/g)。对不同浓度高岭土悬浮液的絮凝试验发现,随着CE/PEI表面氨基含量的增加,其对高岭土的絮凝性能增强;当表面氨基含量最高为3.87mmol/g时,三种浓度下(200、500、800mg/L)高岭土悬浮液浊度分别从180NTU降到22NTU,486NTU降到102NTU,1069NTU降到172NTU,相应去除率分别为87.8%、79.0%和83.9%,表明所制备的CE/PEI材料具有优良的絮凝性能。     

纳米硫化锂/碳复合正极材料的制备及其电化学性能

为了提高硫化锂正极的倍率性能、抑制多硫化锂穿梭并降低成本,以三硫化二锂作为硫化锂的前驱体,聚乙烯吡咯烷酮和碳纳米管作为碳源,经高温处理制备纳米硫化锂/碳复合材料,以此作为锂硫电池的正极材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪对该复合材料的形貌、结构以及组成进行表征,并进行电化学性能测试。结果表明：制备的纳米硫化锂/碳复合正极材料中,纳米硫化锂分散均匀并被热分解的碳包覆,合成的三硫化二锂前驱体在空气中具有一定的稳定性,能够降低纳米硫化锂的生产成本;将纳米硫化锂/碳复合正极材料用于锂硫电池时,在0.07 C(1 C=1166 mA/g)倍率下初始放电比容量达910 mAh/g,在1.00 C高倍率下循环150次后,可逆容量保持在484 mAh/g,这表明纳米硫化锂/碳的活性物质利用率较高、多硫化锂穿梭较弱。采用三硫化二锂前驱体制备高性能硫化锂复合材料,工艺成本低,有助于硫化锂正极材料的实际应用。     

新型铝离子电池正极材料MoS_2的制备及其电化学性能

以钼酸钠和硫代乙酰胺为原料,水为溶剂,采用水热法制备出具有优异电化学性能的花瓣状MoS_2纳米结构。研究了制备过程中反应温度、时间对产物形貌及电化学性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对产物的微观结构和形貌进行了表征,并对其电化学性能及反应过程机理进行了研究。结果表明:在水热温度为200℃,反应时间为28h条件下,所制备产物的结晶性最好,组成花瓣状的片层结构堆垛最为有序;以该花瓣状MoS_2作为铝离子电池正极材料,在充放电电流密度为10 mA·g~(-1)时,首次放电容量达到127.8mA·h·g~(-1),循环80圈后,其放电容量依然保持在44.4mA·h·g~(-1),上述结果表明,所制备产物具有优异的电化学性能和良好的循环稳定性。