锂离子电池纳米Co3O4-PTFE复合负极材料的循环性能

采用在加温的水溶液中电沉积然后烧结方法制备锂离子电池的纳米Co3O4-PTFE复合负极材料.XRD分析表明,电沉积的物质在245℃真空热处理后转变为Co3O4-PTFE.SEM观察可以发现,Co3O4-PTFE中的Co3O4呈现蜂窝结构,其厚度为30～50nm;PTFE则形成交联的柱状体吸附在片状Co3O4两侧,其直径为50～100nm.这种纳米Co3O4-PTFE复合沉积层具有结构稳定、抗粉化的特点.充放电实验结果表明,Co3O4掺杂PTFE可明显提高负极材料的可逆比容量和循环性能,其首次放锂比容量为920.1mAh·g-1,20次循环后放锂比容量为685.6mAh·g-1;而没有掺杂PTFE的试样对应的数据分别为865.1mAh·g-1和180.4mAh·g-1.     

电沉积-烧结制备Co3O4锂离子电池负极及电性能

摘要：采用电沉积一烧结方法制备Co3O4锂离子电池负极。X射线衍射XRD分析表明，电沉积的物质是Co(OH)2相，300℃烧结后均转变为Co3O4相。扫描电镜SEM观察发现获得的Co3O4具有花瓣形貌，其花瓣厚度约20nm。在300℃分别烧结30、45、60min制备的Co3O4组装的Co3O4／Li电池，在充放电循环中的首次嵌锂比容量分别为1361．7、1457．6和1345．0mAh／g，首次脱锂比容量分别为757．7、905.0和794．8mAh／g,10次循环后，脱锂比容量分别上升到815．5、969．0和890．1mAh／g。     

石墨表面电沉积-热处理制备Co3O4锂离子电池负极

在室温和50℃的0．5mol／L Co（NO3）2溶液中,分别以铜箔和涂在铜箔上的石墨为阴极进行电沉积,将得到的镀层试样在245℃进行真空热处理。XRD分析表明,所获得的镀层主要相为Co（OH）2,热处理后转变为Co3O4。SEM观察表明,直接沉积在铜箔上的Co3O4为均匀的蜂窝状结构,而沉积在石墨上的Co3O4为非均匀的蜂窝状结构。充放电测试结果表明,石墨-Co3O4的循环性能明显好于铜箔上的Co3O4沉积层,且比容量高于纯石墨电极的。     

电沉积-烧结法制备掺杂碳的Co3 O4锂离子电池负极材料

采用电沉积-烧结法制备了掺杂C的Co3O4锂离子电池负极材料。XRD分析结果表明,电沉积物质是Co（OH）2,经245℃的真空烧结后转变为Co3O4。能谱分析表明,镀液中添加甲醛后,获得的镀层中含有Co SEM观察发现加入甲醛后镀层表面形成的孔间距加大、空隙增多、孔壁变薄。在Li／Co3O4电池充放电过程中,加入甲醛不但使电极的稳定性得到明显改善,而且比容量的值也有所提高。电极性能试验表明加入甲醛后电池的循环寿命得到明显改善。     

天然石墨／锑复合材料作为锂离子电池负极材料嵌／放锂性能研究

研究了用简单混杂和球磨方法制备的天然石墨／锑复合材料作为锂离子电池负极材料的嵌／放锂性能以及循环过程中嵌／放锂容量衰减机理。复合材料中的锑以独立的可逆嵌／放锂反应参与吸／放锂过程并显著提高复合材料的嵌／放锂容量。较大颗粒的锑在嵌／放锂过程中体积剧变导致颗粒破碎、电接触恶化而渐渐失去嵌／放锂活性，因此由简单混杂所获得石墨／锑复合材料在循环过程中容量逐渐降低；采用球磨方法在天然石墨颗粒表面形成弥散分布的小颗粒锑则能获得具有较高可逆容量和较好的循环稳定性的石墨／锑复合锂离子电池负极材料。     

电沉积锡镍合金作为锂离子电池负极的研究

用电沉积方法制备了锡含量分别为0%、45.2%、62.7%、78.5%、86.1%(原子分数)的锡镍合金,用循环伏安(CV)、恒电流充放电循环 (CC)、X射线衍射(XRD)和电感耦合等离子体元素发射光谱(ICP-AES)等方法研究了制备锡镍合金作为锂离子负极的性能.结果表明,随着锡含量的升高,合金的初始容量增加,但循环稳定性显著降低.含锡量为62.7%的锡镍合金具有较好的综合性能:首次放电容量达554 mAh·g-1,充放电效率为82%,30次循环后放电容量保持在275 mAh·g-1左右,充放电效率保持在93%.     

锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2的循环性能

采用共沉淀法可以制备出首次放电容量高达210 mA.h/g的LiNi0.5Mn0.5O2材料(2.8~4.5 V,电流密度30 mA/g),但材料循环性能受制备过程中的处理工艺影响很大,处理不严格将导致材料循环性能严重下降。围绕材料的循环性问题,对其机理进行了分析并在此基础上对制备工艺进行了进一步改善:分别从配锂方式,烧结过程中的升降温速率以及烧结的保温制度进行了系统研究。结果表明:采用改进配锂方式,缓慢升温速率(2℃/min),高低温结合的烧结制度和快速风冷工艺所制备的材料首次放电容量达到188 mA.h/g,30个循环后仍保持在174 mA.h/g,循环效率有了明显的提高。     

改进溶剂热法制备锂离子电池负极材料用多级孔Co3O4微球

将溶剂热法与高温煅烧法相结合制备多级孔Co3O4微球,采用XRD、SEM、TEM和电化学测试等技术研究该多级孔Co3O4微球的结构和性能.结果表明:当煅烧温度为700℃时,所合成的Co3O4(Co3O4-700)是由丰富的纳米颗粒(50～200 nm)和大量孔洞(～100 nm)构成的微米级微球(1～2μm);该Co3...     

电沉积-烧结法制备掺杂碳的Co3 O4锂离子电池负极材料

采用电沉积-烧结法制备了掺杂C的Co3O4锂离子电池负极材料.XRD分析结果表明,电沉积物质是Co(OH)2,经245℃的真空烧结后转变为Co3O4.能谱分析表明,镀液中添加甲醛后,获得的镀层中含有C.SEM观察发现加入甲醛后镀层表面形成的孔间距加大、空隙增多、孔壁变薄.在Li/Co3O4电池充放电过程中,加入甲醛不但使电极的稳定性得到明显改善,而且比容量的值也有所提高.电极性能试验表明加入甲醛后电池的循环寿命得到明显改善.     

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。     

Co3O4的氢还原过程动力学研究

应用等温和非等温热重分析法研究了Ｃｏ３Ｏ４的氢还原过程动力学,得出两种条件下过程均分为Ｃｏ３Ｏ４还原为ＣｏＯ和ＣｏＯ还原为Ｃｏ两个步骤,二步骤均为界面化学反应控速,在５２３－６０３Ｋ等温及５０３－５８９Ｋ非等温条件下,Ｃｏ３Ｏ４还原为ＣｏＯ步骤的表观活化能均为１３３ｋＪ／ｍｏｌ;５２３－６０３Ｋ等温还原ＣｏＯ为Ｃｏ步骤的表观活化能为８７．５ＫＪ／ｍｏｌ。     

超音速激光沉积Cu-Al2O3-石墨复合涂层微观结构及耐磨损性能

目的 研究不同石墨含量对超音速激光沉积Cu-Al2O3-石墨复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能的影响。方法 利用扫描电子显微镜、能量色谱仪、维氏硬度计、激光共聚焦扫描显微系统、X射线衍射仪、摩擦磨损测试对复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能及磨损机制进行分析。结果 随着原始粉末中镀铜石墨质量占比的增加,Cu-Al2O3-石墨复合涂层的沉积效率逐渐降低。基于Al2O3颗粒的原位喷丸效应及激光辐照的加热软化效应,复合涂层具有致密的微观组织,且复合涂层与基体界面结合良好。单一添加Al2O3颗粒可以将Cu涂层的硬度从108.19HV0.2提高至121.82HV0.2。随着石墨含量的增大,涂层的显微硬度逐渐降低,镀铜石墨在原始粉末中的质量分数从5%增至15%,Cu-Al2O3-石墨复合涂层的硬度从116.09HV0.2降至94.17HV0.2。添加石墨能够在复合涂层表面形成固体润滑层,降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能。CuAlGr10复合涂层具有最优的耐磨损性能,磨损率为0.7×10⁻⁴ mm³/(N.m)。此外,由于激光辐照促进了复合涂层内部颗粒间的界面结合,均匀分散在石墨润滑相中的Al2O3颗粒作为负载支撑和耐磨相,可进一步降低复合涂层的磨损率。结论 Cu-Al2O3-石墨复合涂层优异的耐磨性能是润滑相石墨颗粒和硬质增强相Al2O3颗粒共同作用的结果,石墨的添加能够降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能,但过量的石墨颗粒会对涂层产生割裂作用,导致增强相Al2O3颗粒脱离涂层,从而加剧涂层的磨损。     

Au/Co_3O_4的制备、表征及加氢催化性能研究

采用化学浸渍法制备出Au/Co_3O_4纳米复合材料,用透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和X射线粉末衍射(XRD)等对其结构和组成进行了表征,并考察了其在对硝基苯酚加氢反应中的催化性能。表征结果表明,Au纳米粒子很好地分散在Co_3O_4载体上。催化性能测试表明,Au/Co_3O_4纳米复合材料对于对硝基苯酚加氢反应表现出优异的催化活性,TOF值为5.01 min~(-1);此外,催化剂经过5次循环仍然保持优异的催化性能。     

Shape-controlled synthesis of nanocubic Co3O4 by hydrothermal oxidation method

The nanocubic Co3O4 was synthesized by hydrothermal oxidation method. The effects of cobalt salt, precipitating agent, surfactant, solvent, pH value of the suspension and the amount of oxidant H2O2 on the morphology and structure of Co3O4 were investigated. The Co3O4 powders were characterized by transmission electron microscope and X-my diffraction. The results show that the morphology of Co3O4 is closely dependant on the anion in cobalt salts, but it is not so sensitive to the precipitating agents and solvents. The amount of H2O2 is the key factor to obtain Co3O4 with spinel crystal structure. The optimum synthetic conditions of uniform shape-controlled Co3O4 nanocubes are as follows： Co（CH3COO）2·4H2O as cobalt salt, KOH as precipitating agent, polyethylene glycol with relative molecular mass of about 20 000 as surfactant, water-n-butanol as solvent system, pH value of 8-9, the molar ratio of H2O2 to Co^2＋ above 2.5：1.0, hydrothermal temperature of 160 ℃ and hydrothermal holding time of 10 h. The tap density and apparent density of nanocubic Co3O4 obtained with the average particle size of 20 nm are 1.01 g/cm^3 and 0.70 g/cm^3, respectively.     

放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9陶瓷织构及电性能的影响

采用溶胶-凝胶与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过X射线衍射、扫描电镜等表征手段,研究了放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9物相、显微结构和性能的影响.实验结果表明片状颗粒和放电等离子烧结工艺,特别是烧结温度的提高有利于Ca3Co4O9织构的形成.初步认为是片状颗粒在脉冲电流所产生的脉冲磁场作用下发生重排,使颗粒定向排列.本实验范围内,当烧结温度从700℃提高到900℃时,Ca3Co4O9晶粒取向度从0.75增大到0.87,700℃下的电阻率从6.24×10-5 Ωm降低到5.59×10-5 Ωm.此外,Ca3Co4O9块体表现出典型的半导体电学特征,电导率随着SPS烧结温度和测量温度的升高而增大,当SPS烧结温度为850℃时,P型Ca3Co4O9化合物在700℃有最大电导率.     

放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9陶瓷织构及电性能的影响

采用溶胶-凝胶与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过X射线衍射、扫描电镜等表征手段,研究了放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9物相、显微结构和性能的影响.实验结果表明:片状颗粒和放电等离子烧结工艺,特别是烧结温度的提高有利于Ca3Co4O9织构的形成.初步认为是片状颗粒在脉冲电流所产生的脉冲磁场作用下发生重排,使颗粒定向排列.本实验范围内,当烧结温度从700℃提高到900℃时,Ca3Co4O9晶粒取向度从0.75增大到0.87,700℃下的电阻率从6.24×10-5Ω·m降低到5.59×10-5Ω·m.此外,Ca3Co4O9块体表现出典型的半导体电学特征,电导率随着SPS烧结温度和测量温度的升高而增大,当SPS烧结温度为850℃时,P型Ca3Co4O9化合物在700℃有最大电导率.