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.     

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。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

本文主要介绍近年来硅及含硅材料作为锂离子电池负极材料的研究进展，包括硅单质、硅的氧化物以及硅的金属化合物和其它硅基多元化合物；分析了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的问题；阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。     

锗基锂离子电池负极材料的制备及研究进展

随着便携式电子产品及电动汽车的快速发展,提高锂离子电池能量密度和功率密度的研究日益增多,其中负极材料作为锂离子电池必备部件之一已成为重要的研究方向。商用的石墨负极因理论容量较低限制了其应用,锗具有较高的理论比容量和优异的物理化学性质,成为锂离子电池负极材料的研究热点。本文介绍了不同形貌和组成的锗基纳米负极材料的制备方法以及国内外的研究进展,并对未来的发展方向进行了展望。     

锂离子电池锑基负极材料研究进展

锑具有首次嵌／脱锂容量大等优点，是制备大容量高安全性锂离子电池负极潜在的优良材料。本文介绍了此系列材料的制备方法、特性及其用途。     

高容量锂离子电池负极

日本大和化成研究所与兵库县立工业技术中心等单位协作 ,共同研制成了一种锂离子电池用的新型高容量负极材料 ,该负极是在铜箔的两面都用电镀法镀复上一层光亮锡合金镀膜。所采用的电镀浴液中添加了特殊的添加剂和微量金属元素 ,从而能够得到晶粒细小而且表面平滑的镀膜。这种负极的制造过程简化 ,工序缩短了 ,因而生产成本大幅度降低。使用这种负极的容量要比传统的碳负极容量大约高 1 7倍 ,并且在充放电过程中由于金属间化合物的生成而引起的体积变化很小 ,且与集电极的密合性很好 ,是制造高容量锂离子电池用的优质负极材料高容量锂离子电…     

金属锑薄膜用作锂离子电池负极的研究

采用磁控溅射方法制备金属锑薄膜,并把它作为锂离子二次电池负极进行研究。研究发现,通过磁控溅射比较容易控制条件得到符合条件的锑薄膜,并且薄膜锑有较平的吸放锂平台。另外,不同厚度对锑薄膜的吸放锂性能有较显著的影响,较薄的锑薄膜有着更好的电化学吸放锂性能,经过15 个循环后其脱锂容量仍保持在400 mAh·g-1 以上。     

二元锰基复合金属氧化物锂离子电池负极材料的研究进展

在现有的各类锂离子电池(LIBs)负极材料中,二元锰基过渡金属氧化物材料(AMn_2O_4,A=Zn,Co,Ni等)已经被证明是较为理想的锂离子负极材料,以ZnMn_2O_4、CoMn_2O_4、NiMn_2O_4 3种负极材料为例,介绍了AMn_2O_4负极材料的储能机理、合成方法、以及结构-储锂性能之间构效关系,并提出了各材料目前存在的问题和相应的解决方案,以促进其在锂离子电池市场上的进一步推广和应用。     

锂离子电池中纳米Cu-Sn合金负极材料的制备与性能研究

将反相微乳液工艺用于制备纳米储锂合金,成功地制备出了具有非晶结构的Cu-Sn合金纳米颗粒,避免了电极的粉化问题,改善了合金负极的循环性能．但纳米合金表面固体电解质膜（SEI膜）的成膜反应造成了较大的不可逆容量．纳米颗粒之间的接触电阻导致了电极导电性较差．实验证明,纳米Cu-Sn合金的颗粒尺寸与电极中导电剂含量的匹配问题对电极的电化学性能有较大的影响,当导电剂含量为40％时,粒径范围在50-60nm的Cu-Sn合金具有最佳的电化学性能。     

锂离子电池铁基二元复合金属氧化物负极材料研究进展

铁基二元复合金属氧化物(MFe2O4,M=Zn,Co,Ni……)是一种极具应用前景的新型锂离子电池负极材料,具有价格低廉、无毒、理论比容量高,环境友好等优点。本文对Zn Fe2O4、Co Fe2O4、Ni Fe2O4等铁基二元复合金属氧化物锂离子电池负极材料的制备方法、微结构和电化学储锂性能的研究现状进行了综述,针对其实际应用中所存在的主要问题,提出了相应的改善方法和应对策略,并展望了其广阔的应用前景。     

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。     

模板-电沉积法制备锡钴碳锂离子电池负极材料

以柠檬酸、EDTA为络合剂,CoCl2、SnCl4为主盐的基础电解液,首先在基础电解液中加入硬碳制备Sn-Co-C复合电极材料.SEM观察表明获得的Sn-Co-C复合电极表面为镶嵌C小颗粒的菜花状结构,C物理夹杂在Sn-Co合金中,硬碳的引入使得电极材料的循环性能得到提高,首次充放电比容量分别为563.8和763.2 mA·h/g,而经过50次循环后充放电比容量分别为400.3和416.2 mA·h/g.然后,在基础电解液中加入甲酸,在聚苯乙烯微球(PS)为模板的辅助下制备孔状结构Sn-Co-C复合材料.获得的材料中Sn、Co、C的原子比分别为36.87%,2.82%,20.61%.充放电测试结果表明,孔状结构的Sn-Co-C电极表现出更好的循环性能,首次充放电比容量分别为821.1和946.6 mA·h/g,循环第50次后充放电比容量为401和457.6 mA·h/g,循环第60次后充放电比容量为349.7和401.5 mA·h/g,放电比容量达到400 mA·h/g以上.     

水热-碳热还原原位合成锂离子电池Sn-Co-C复合负极材料

以纳米二氧化锡、硝酸钴、脲、葡萄糖和十二烷基硫酸钠为原料,通过水热-碳热还原原位制备锂离子电池Sn-Co-C复合负极材料。通过XRD、SEM、EDS和TEM分析表明,原位生成的Sn-Co合金颗粒分布于纳米或微米尺度的碳球和碳纳米棒内部以及微孔碳基体之中。电化学测试表明,在50 m A·g-1电流密度下,Sn-Co-C复合负极材料首次充放电比容量分别为602.9 m Ah·g-1和867.1 m Ah·g-1,循环100次后其充放电比容量仍分别保持在350.4 m Ah·g-1和356.6 m Ah·g-1,平均每次放电容量衰减率仅为5.1%。优异的电化学性能主要归因于Sn-Co合金颗粒处于纳米或微米尺度的碳球和碳纳米棒内部以及微孔碳基体之中可以改善其导电性,并可以缓解锂电池充放电过程中产生的体积变化所导致的活性物质脱落,提高循环性能和寿命。     

锂离子电池微孔Sn-Co-C负极的制备及其性能

采用模板-电沉积法制备锂离子电池Sn-Co-C微孔负极。首先,采用聚合法制备PS球乳液。然后,再以柠檬酸、EDTA为络合剂,CoCl2、SnCl4为主盐,添加甲酸和PS球乳液的电解液中,电沉积制备Sn-Co-C微孔复合电极材料。随后采用EDS、XRD和SEM分析其元素成分、晶体结构和表面形貌。最后采用恒流充放电和交流阻抗测试其电化学性能。结果表明,电极表面的微孔可以缓解锂电池充放电过程中产生的体积变化所导致的活性物质脱落,提高循环性能和寿命。Sn-Co-C负极组成的电池首次充放电比容量分别为705.4和1105 mA.h.g-1,循环126次后充放电比容量分别为393.3和403.2 mA.h.g-1。     

球磨和催化反应球磨制备的镁基复合贮氢材料及其性能

以ZrFe1.4 Cr0.6或TiO2作为催化相,利用球磨和催化反应球磨的方法制备了Mg基复合贮氢材料,研究了其吸放氢动力学特征、循环性能和抗氧化性能.即使在较低的温度下,该复合材料也具有优良的动力学性能.利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析对该复合材料吸放氢前后的变化进行了表征.研究表明,覆盖在Mg颗粒表面的细小的ZrFe1.4 Cr0.6或TiO2粒子起到快速通过的作用,球磨引入了大量缺陷,并使部分合金粉末进入Mg基体内部,这都提高了复合材料的吸放氢速率.     

球磨纳米NiCr/WC复合粉的微观组织

采用低温液氮高能球磨技术制备了（Ni-20％Cr）／35％WC（质量分数）纳米复合体系,研究了纳米材料的微观组织和热稳定性。结果表明,随着球磨时间的增加,粉末晶粒度在12h前下降较明显,然后呈缓慢下降的趋势;球磨21h后,NiCr合金粉末晶粒度达到10．02nm,WC粉末晶粒度达到20．2nm,且粉体粒度均匀,形状近似于球形,每个颗粒仍然是多晶结构;经过长时间球磨后,纳米粉末的结构没有发生变化,热稳定性良好;在1000℃保温0．5h后,NiCr合金粉末长大至74nm,WC粉末长大至28nm。     

Performance of carbon-coated nano-ZnO prepared by carbonizing gel precursor as anodic material for secondary alkaline Zn batteries

Although carbon coating can improve the cycle life of anode for alkaline Zn batteries, the specific capacity reported is still lower compared with nanosized ZnO. Herein, carbon-coated nanosized ZnO (nano-ZnO@C) was synthesized by one-step heat treatment from a gel precursor in N₂. Commercial ZnO and homemade ZnO prepared similarly in air atmosphere were studied for comparison. Structure analysis displayed that both nano-ZnO@C and homemade ZnO had a porous hierarchical agglomerated architecture produced from primary nanoparticles with a diameter of approximately 100 nm as building blocks. Electrochemical performance measurements showed that nano-ZnO@C displayed the highest electrochemical activity, the lowest electrode resistance, the highest discharge capacity (622 mA·h/g), and the best cyclic stability. These properties were due to the combination of nanosized ZnO and the physical capping of carbon, which maintained the high utilization efficiency of nano-ZnO, and simultaneously prevented dendrite growth and densification of the anode.     

扩散焊接法制备Pb-Al复合电极材料的性能

采用扩散焊接法制备出了Pb-Sn-Al复合电极材料。借助线形扫描伏安法(LSV)、SEM测试手段研究了不同工艺参数对Pb-Al复合材料界面及电化学性能的影响。结果表明,在230℃、2 h或1 h下扩散焊接条件下,得到了界面冶金式结合的Pb-Al复合材料;与液固包覆法制备的电极材料相比,界面结合明显改善;与传统Pb电极相比,槽电压降低40 mV,极化电位降低4%。     

Synthesis and rate performance of lithium vanadium phosphate as cathode material for Li-ion batteries

A sphere-like carbon-coated Li₃V₂(PO₄)₃ composite was synthesized by carbothermal reduction method with two sessions of ball milling followed by spray-drying with the dispersant of polyethylene glycol added. The structure, particle size, and surface morphology of the cathode material were investigated via X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and high-resolution transmission electron microscopy. Results indicate that the Li₃V₂(PO₄)₃/C composite has a sphere-like morphology composed of a large number of carbon-coated ultrafine particles linked together with a monoclinic structure. In the voltage range of 3.0-4.3 V, it exhibits the discharge capacities of 130 mAh g⁻¹ and 100 mAh g⁻¹ at 0.2 C and 20 C rates, respectively. This behavior indicates that the obtained Li₃V₂(PO₄)₃/C material has excellent rate capability.