中国科学院成功研制出氧化钛“光开关”材料

采用循环伏安电沉积技术在钛基上获得水合氧化钌(RuOx·nH2O),其比容量为105F/g。通过电化学测试(循环伏安、恒电流充放电)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了沉积物的电化学性质、物相及组成。结果表明:电沉积法获得的水合氧化钌呈非晶态结构,它由多氧化态钌混合羟基氧化物组成。在1.0mol·L-1H2SO4溶液中,该氧化物呈准电容特征,有较高电化学可逆性,可用作电化学电容器电极材料。     

电沉积制备La-Mg-Ni贮氢合金薄膜及其性能的研究

采用恒电流沉积方法在水溶液中沉积出LaMgNi4合金薄膜。利用循环伏安、模拟电池充放电循环、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法研究了电沉积合金薄膜的电化学性能和表面形貌及结构。结果表明,该合金薄膜作为贮氢电极具有较好的电化学性能,其电化学活性高,活化性能好,首次充放电比容量达398mAh/g。     

α-Co(OH)2的合成及其电化学电容行为

以CoCl2为钴源,六次甲基四胺(HMT)为沉淀剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,当溶剂配比(即无水乙醇与去离子水的体积比)为1-9时,采用均匀沉淀法合成水滑石结构的α-Co(OH)2.用X射线衍射和扫描电镜对合成产物的物相和形貌进行表征,通过恒电流充放电和循环伏安法研究α-Co(OH)2电极的电化学电容行为.结果表明:在1 mol/L KOH溶液中,-0.2～0.45 V (vs SCE)电位范围内,5 mA电流充放电时,合成的α-Co(OH)2单电极的初始比容量为184.28 F/g,经过800次循环后样品的比容量仍保持在90%以上.     

Ta含量对Ti/IrO_2-Ta_2O_5电极电容性能影响

采用低温热分解法制备了Ti基IrO_2-Ta_2O_5氧化物涂层电极。通过X射线衍射(XRD),循环伏安曲线,交流阻抗谱,恒流充放电等测试方法分析了Ta含量对IrO_2-Ta_2O_5氧化物涂层组织结构及电容性能的影响。结果表明,Ta_2O_5可抑制IrO_2的晶化程度。随涂层中Ta含量增加,晶化度降低。当Ta含量为60 mol%时,IrO_2-Ta_2O_5电极的结晶度为6.4%,具有较小的电荷转移电阻和最高的比电容(239.2 F/g),比IrO_2电极比电容(54.1 F/g)提高了近4倍。     

烧结温度对热分解制备的RuO2电容性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、恒流充放电和电化学表面分析研究了热处理温度对Ti/RuO2电极结构和电容性能的影响。XRD分析结果表明,Ti/RuO2电极的晶化程度随制备温度的升高而逐渐提高;恒流充放电、功率-密度特性和电化学表面分析结果表明,电极的比电容随制备温度提高先增大后减小,在临界晶化温度附近300℃制备的Ti/RuO2电极拥有最高的比电容、能量密度和功率密度。     

钛基RuO2-Ta2O5涂层电极材料的电容性能分析

采用热分解方法在钛基体上制备了(36%)RuO2-(64%)Ta2O5混合氧化物涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)以及恒流充放电测试研究了涂层电极的组织结构、表面形貌以及电容性能。结果表明:(36%)RuO2-(64%)Ta2O5涂层以非晶氧化物为基体,带有少量纳米微晶RuO2的组织结构。在酸性溶液中,在50～900 mV/s的扫描速度下,Ti/(36%)RuO2-(64%)Ta2O5涂层电极的伏安曲线都具有近似矩形形状,表现出良好的电容特性和功率特性。以5 mA/cm2和10 mA/cm2放电,比电容分别为525.5 F/g和495.1 F/g。在经历2000次循环充放电后,电极的电荷储存能力仍未衰减,显示其优异的循环稳定性。     

Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料的电容性能

为了得到高比电容的电极材料,采用热分解法制备了不同温度下Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料。运用X射线衍射(XRD)、差热分析、扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)分别测试了该材料的晶体结构、表面形貌和电化学特性。结果表明:涂层的晶化温度高于360℃。320℃退火的电极表面有很多白色小颗粒析出,其活性氧化物较多。比电容受热处理影响较大,在280℃时电容值很小,可逆性低,320℃退火的电极比电容为454 F/g。该电极随着充放电循环次数的增加,比电容增加,经过9000次循环后,比电容才开始下降,经历10000次循环充放电后的比电容为493 F/g,比未经循环时还大10%。     

成分配比对RuO2-Ta2O5二元氧化物电容性能的影响

采用热分解法制备了不同Ru/Ta配比的Ti/RuO2-Ta2O5二元混合氧化物电极材料。采用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)及恒流充放电测试分析了Ti/RuO2-Ta2O5电极的组织结构、伏安特性和恒流充放电性能。结果表明,随氧化钽含量的升高,RuO2-Ta2O5涂层的结晶程度逐渐下降,当Ta2O5含量≥70mol%时,RuO2-Ta2O5混合氧化物完全以非晶态结构存在。Ti/RuO2-Ta2O5电极的比电容随Ta2O5含量的增加呈现先增后减的变化趋势。在Ta2O5含量为70mol%时,电极具有较好的超电容性能,比电容达到621.2F·g-1。     

成分配比对Ti/IrO2-Ta2O5电极电容性能影响

摘要：采用低温热分解法制备了Ti基IrO2-Ta2O5氧化物涂层电极。通过X射线衍射(XRD),循环伏安曲线,交流阻抗谱,恒流充放电等测试方法分析了Ta含量对IrO2-Ta2O5氧化物涂层组织结构及电容性能的影响。结果表明,Ta2O5可抑制IrO2的晶化程度。随涂层中Ta含量增加,晶化度降低。当Ta含量为60mol%时,IrO2-Ta2O5电极的结晶度为6.4%,具有较小的电荷转移电阻和最高的比电容（239.2F/g）,比IrO2电极比电容(54.1F/g)提高了近4倍。     

水解沉淀法制备超级电容器SnO_2·XH_2O电极材料（英文）

采用水解沉淀法制备SnO_2·XH_2O电极材料。经过不同温度的焙烧,将得到的SnO_2·XH_2O电极材料用X射线粉末衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和热失重测试(TGA)进行分析。XRD测试表明,SnO_2·XH_2O电极材料为金红石结构。TEM证实了SnO _2·XH_2O的形貌。TGA表明,随着焙烧温度的升高,SnO _2·XH_2O含水量降低。通过循环伏安法,恒流充放电和循环寿命研究了Sn _2·XH_2O的电化学行为。CV测试表明,在200℃下焙烧的SnO _2·XH_2O电极材料在5 mV/s,0.5 mol/L H_2SO4中的比电容为36.1 F/g。经过_2000次循环后,比电容与首次循环的比电容相比减少了2%。这些结果表明用化学沉淀法制备的Sn O_2·XH_2O是超级电容器良好的候选材料。     

立方块状二氧化锰制备及超电容性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵为分散剂、尿素为沉淀剂,通过水热法制备了前驱体MnCO3,经热处理得到MnO2。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的结构和形貌进行表征,结合循环伏安和恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明:二氧化锰呈现出立方体的结构,样品在-0.4~0.6V(vs.SCE)的电位范围内具有良好的电容性能和循环稳定性,在0.5A/g的电流密度下单电极的放电比电容高达312.3F/g.     

B掺杂对NiO/Ni(OH)_2电极材料电容性能的影响

通过化学镀再电化学氧化的方法在铜片表面制备出带有微米微坑和微米微球的均一NiO/Ni(OH)_2和B掺杂的NiO/Ni(OH)_2(B)2种电极材料,采用扫描电镜/能谱(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对所制备的2种电极材料进行表征和电化学性能测试。SEM、XRD和XPS的测试结果表明,所制备的2种电极材料由Ni、NiO和Ni(OH)_2组成,并且NiO/Ni(OH)_2(B)中B的掺杂量可达14.6%(质量分数)。循环伏安测量和恒电流充放电试验表明,2种电极材料均具有较高的电化学活性和可逆性;在1A/g的充放电电流密度下,NiO/Ni(OH)_2和NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料经历10 000次充放电循环后分别给出了1380和1930 F/g的比电容,显示出较高的比电容特性和良好的电化学稳定性;电化学阻抗谱表明,NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料较NiO/Ni(OH)_2电化学反应电阻降低了约2个数量级;Ragone曲线揭示了所制备的2种电极材料具有较高的功率密度和较低的能量密度。B的掺杂使得NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料表面氧化物含量增大并且形成微米微球形貌,增大了电极表面积以及与电解液的接触和润湿作用,降低了电极材料表面能带带隙能,从而导致电化学反应电阻较小和电导率提高,这是其显示优异赝电容性能的主要原因。     

退火温度对Ti/IrO_2-Ta_2O_5电极的结构和电容性能的影响

采用热分解法在Ti基体上制备了Ti/IrO_2-Ta_2O_5氧化物电极涂层。采用X射线衍射、循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法对其组织结构和电化学性能之间的关系进行了详细研究。结果表明:温度低于350℃的电极以非晶态的形式存在,当温度为370℃时,金红石衍射峰出现,说明在350~370℃范围为电极的临界结晶温度区间。370℃下制备的电极具有最大的积分电量,电量损失率最小,比电容达到最大值,为239.2 F/g。随温度升高,电荷转移电阻R_(ct)总体呈下降趋势。     

尖晶石/层状异质结构xLiM_2O_4?(1-x)LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2锂离子电池正极材料的制备及电化学性能

采用原位诱导法制备得到了一系列x Li M_2O_4?(1-x)Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(M=Ni,Co,Mn;x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)尖晶石/层状异质结构复合材料。借助X射线衍射、扫描电镜、差示扫描量热仪、恒电流间歇滴定技术和恒电流充放电测试表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了研究。电化学性能结果表明:x=0.2材料的倍率性能和循环性能最佳,在2.7~4.3 V、1C下循环100次后,放电比容量为137 m A?h/g,容量保持率为93%;10C时的放电比容量为112 m A?h/g,相比于原始Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料在10C的放电比容量(95 m A?h/g)有较大提高。此外,快充慢放能力测试也证实了该材料的结构稳定,其在5C充、1C放的充放电机制下,循环100次后的放电比容量还能高达120 m A?h/g,容量保持率为87%。恒电流间歇滴定技术(GITT)的结果表明。x=0.2材料的D_(Li+)值比原始Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料的要高出一个数量级,说明尖晶石相的引入从根本上改善了材料的电化学性能。     

钠离子电池正极用V_2O_5/NaV_6O_(15)纳米复合材料的制备与电化学性能（英文）

采用VO_2(B)纳米阵列作为前驱体,通过水热法制备V_2O_5/NaV_6O_(15)纳米复合材料。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明,纳米复合材料由一维纳米带组成,较好地保留了前驱体的形貌;水热反应时间对材料的相组成和电化学性能有显著的影响。V_2O_5/NaV_6O_(15)纳米复合材料比纯V_2O_5显示出更好的电化学性能,这归因于V_2O_5/NaV_6O_(15)纳米复合材料中具有高容量的V_2O_5和高循环稳定性的NaV_6O_(15)之间的协同效应,以及纳米复合材料中引入的大量相界面为钠离子嵌入提供了额外的位点并促进电子和离子的传输。     

IrO2-SnO2涂层电极材料的电容性能研究

通过热分解法在Ti基体上制备了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂层。采用循环伏安(CV),恒流充放电和透射电镜(TEM)等测试方法分析了涂层的电容性能和组织结构的关系。结果表明,所制备的IrO2-SnO2涂层电极的比电容随Sn含量的增加呈先增后减的变化,电极材料的可逆性和快速充放电性能逐渐得到改善。在Sn含量为70mol%时,有最大的比电容值485.07F/g。该涂层以非晶态结构为主,其中含有尺寸分布均匀,大小约1nm的微晶,增大了活性点的面积,比纯IrO2电极的比电容提高了7.5倍。     

IrO_2涂覆载量对IrO_2-CeO_2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响（英文）

采用热分解法制备了新型IrO_2-CeO_2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO_2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO_2涂覆载量为2.5 mg/cm~2的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5 mA/cm~2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO_2涂覆载量为2.5 mg/cm~2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

掺Cr改性MnO2的制备及其电化学性能

采用低温固相氧化还原反应法制备出掺Cr的纳米MnO2.通过X射线衍射仪对其结构进行表征,结果表明:所得样品为α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相,以纳米MnO2作为超级电容器的电极材料的单电极活性物质测得其比电容为95 F/g,掺入Cr的电极材料其比电容最大可达到163 F/g.循环伏安和恒流充放电测试结果表明,化学掺杂的配比对MnO2电化学性能的影响较大.当Mn与Cr的摩尔比为100:1时,材料具有较好的放电性能,其放电容量可提高70%.表明化学掺杂Cr有利于提高MnO2电极的电化学性能.     

涂覆载量对IrO2-CeO2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响

采用热分解法制备了新型IrO2-CeO2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2 的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5mA/cm2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料对304不锈钢的光生阴极保护性能

采用化学浴法在阳极氧化的TiO_2纳米管表面沉积Fe_2O_3,制备Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等手段对材料的形貌、晶相、成分、光响应性等进行表征。通过测试可见光下开/闭光时的开路电位(OCP)、光致激发电流(i-t)、电化学阻抗谱(EIS)等研究复合材料的光电性能。结果表明,Fe_2O_3纳米颗粒的修饰能增加TiO_2纳米管对可见光的利用效率,增强阴极保护性能。0.05 mol/L Fe(NO_3)_3制备的Fe_2O_3/TiO_2纳米复合材料在可见光下,耦联304不锈钢后光生电位达-740mV,比纯TiO_2纳米管低约300 mV,对304不锈钢起到更好的阴极保护效果。