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MXene是一类新型二维过渡金属碳化物晶体,该类材料具有一些优异的性质,如高的电导率、低的锂离子扩散能垒、独特的金属离子吸附特性等等,但是,作为锂离子电极材料时,MXene材料容量较低,限制了它在锂离子电池领域的进一步应用。本文以Ti_3C_2(最具代表性的一种MXene材料)为基体材料,通过液相插层、水热合成以及高温热处理,成功制备出二维SnS@Ti_3C_2复合材料。研究发现,当Ti_3C_2:L-半胱氨酸的质量比为1:3时(L-半胱氨酸:Na2Sn O3·4H2O=1:4),合成出来的Sn S@Ti_3C_2在0.1 A×g~(-1)的电流密度下循环50次之后,容量达到735.8 m Ah×g~(-1),且保持稳定;在3 A×g~(-1)的电流密度下,其容量能达到525.4 m Ah g~(-1);而当电流恢复到0.1 A×g~(-1)时,其容量能恢复到689.2 m Ah×g~(-1),展现出了优异的倍率性能。 相似文献
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以工业副产物煤沥青(coal tar pitch, CTP)为原料,采用高温炭化法制备煤沥青基微晶炭,利用XRD、Raman光谱、SEM、TEM和XPS等手段对其微观结构和表面化学性质进行表征,并探究微晶炭用作锂离子电池负极材料的储锂特性。结果表明,煤沥青经不同温度(800~1100℃)炭化处理后可制备出石墨微晶和无定形炭共存的微晶炭。炭化温度是影响煤沥青基微晶炭的微晶片层、纳米孔道和结构缺陷等微观结构特征和表面化学性质的重要因素。当炭化温度为800℃时,煤沥青基微晶炭CTP-800具有较为有序的石墨微晶片层和丰富的纳米孔道、结构缺陷等无定形炭,且两者有机结合,相互镶嵌,构筑成三维网络结构,同时炭基体表面含有适量氧/氮官能团。该微晶炭用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性,在50mA/g电流密度下可逆容量可达305mA·h/g,1000mA/g大电流密度下仍可维持在174mA·h/g,经100次循环后可逆容量保持率超过99.0%,显示出良好的倍率性能和优异的循环稳定性,是一种较为理想的锂离子电池负极材料。煤沥青基微晶炭 CTP-800优异的储锂特性与其炭基体中含有石墨微晶片层与纳米孔道、结构缺陷等无定形炭和炭表面富含氧/氮官能团等因素密切相关。 相似文献
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为了寻求优异电化学性能的新型金属有机聚合物基负极材料,以偏苯三甲酸作为有机配体和六水硝酸钴进行配位,通过水热法合成了一种新型的钴基金属有机聚合物(Co-MOP)。在空气气氛下,对Co-MOP分别以500 ℃、600 ℃、700 ℃高温煅烧获得相应的Co-MOP-500、Co-MOP-600、Co-MOP-700衍生材料。Co-MOP衍生材料用作锂离子电池负极材料进行了研究。电化学测试结果显示Co-MOP-600展现出了优异的电化学性能。在100 mA/g的电流密度下,Co-MOP-600电极的首圈放电比容量达到1818.5 mAh/g,循环100圈后比容量还能维持1308.5 mAh/g。 相似文献
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提高锂离子电池炭负极材料性能的表面处理方法 总被引:7,自引:0,他引:7
综述了锂离子电池炭负极材料表面的研究和开发现状。着重就炭负极材料表面处理中的包覆、成膜和化学方法进行了归纳的引述。 相似文献
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以棉纤维素为原料,采用硝酸盐、尿素、纤维素共混后热裂解的方法制备分级多孔炭HPC样品,通过改变煅烧温度和KOH活化处理对多孔炭比表面积及孔结构进行调控。对比三个不同温度煅烧活化处理后样品的循环伏安曲线、恒电流充放电曲线、比容量等电化学参数,结果表明,4AC@HPC800样品作为超级电容器工作电极具有优良的电化学性能,其比表面积高达2433.8 m2·g-1,在1 A·g-1的电流密度下比容量高达234.7 F·g-1,在大电流密度10 A·g-1时依然有207.6 F·g-1的比容量,具有良好的倍率性能;电极在2 A·g-1的电流密度下循环10000次后依然有196.1 F·g-1的比容量,表明其具有长时工作的特性。 相似文献
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以Cu(NO3)2·3H2O和六亚甲基四胺为原料,采用常压加热法(90℃)制备了氧化铜材料。用X-射线衍射和扫描电镜对材料的结构和形貌进行表征。结果表明,反应3 h后所得氧化铜具有刺状形貌,恒流充放电测试显示,材料具有较好的电化学性能,在50 mA/g的电流密度下,首次充电比容量为814 mAh/g。此外,制备材料具有较好的倍率性能。 相似文献
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以棉纤维素为原料,采用硝酸盐、尿素、纤维素共混后热裂解的方法制备分级多孔炭HPC样品,通过改变煅烧温度和KOH活化处理对多孔炭比表面积及孔结构进行调控。对比三个不同温度煅烧活化处理后样品的循环伏安曲线、恒电流充放电曲线、比容量等电化学参数,结果表明,4AC@HPC800样品作为超级电容器工作电极具有优良的电化学性能,其比表面积高达2433.8 m2·g-1,在1 A·g-1的电流密度下比容量高达234.7 F·g-1,在大电流密度10 A·g-1时依然有207.6 F·g-1的比容量,具有良好的倍率性能;电极在2 A·g-1的电流密度下循环10000次后依然有196.1 F·g-1的比容量,表明其具有长时工作的特性。 相似文献
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Nitrogen‐containing polymeric carbon as anode materials for the lithium ion secondary battery is prepared from polyacrylonitrile (PAN) and melamine–formaldehyde resin (MF) at 600 and 800°C. Its physicochemical properties were investigated through elemental analysis, X‐ray powder diffraction, X‐ray photoelectron spectroscopy, and measurement of specific surface area. Results show that this kind of carbon is amorphous. Nitrogen atoms exist in the prepared polymeric carbon mainly as two states, that is, graphene nitrogen and conjugated nitrogen, and favor the enhancement of reversible lithium capacity. All the prepared polymeric carbon has a reversible capacity higher than that of the theoretic value of graphite, 372 mAh/g, and the highest reversible capacity can be up to 536 mAh/g. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 77: 1735–1741, 2000 相似文献
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超级电容器因其高功率密度、超高速充放电、高稳定性等突出特点在电化学储能装置中引起人们极大关注.在当前开发的电极材料中,碳材料因其良好的导电性、孔隙率及形貌可调等特点备受青睐.传统的单一微孔碳材料具有较大的比表面积,但存在利用率低、孔道堵塞、电阻较大等问题.针对上述问题,研究人员对分级结构多孔碳材料开展了广泛的研究.本工... 相似文献
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介绍了通过水合-高温法合成的掺杂型的锰酸锂,具有层状结构,初始容量可达到133mAh/g,并具有良好的循环性;同时讨论了合成条件对产物结构与性能的影响。 相似文献
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Na2Li2Ti6O14电池具有较低的电位平台(1.3 V)以及经济成本低的特点,对便携式电子设备、能源汽车、生态环境等领域具有重大意义。由于钛酸锂钠电池固有离子电导率低的特点,因此提高钛酸锂钠电池锂离子扩散系数是目前研究中的主流方向,为此综述了钛酸锂钠的结构特点以及合成方法对钛酸锂钠材料粒径、形貌及电池电化学性能的影响;对比了不同掺杂离子和表面包覆改性对钛酸锂钠电池的放电比容量、循环性能及离子扩散系数的影响。掺入适量元素铌具有更高的锂离子扩散系数;包覆碳纳米管有更大的容量保持率,更有助于进一步提高钛酸锂钠电池电化学性能。 相似文献
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《Ceramics International》2020,46(2):1954-1961
Na-superionic conductor (NASICON) structured NaTi2(PO4)3 (NTP) as anode shows broad prospect in aqueous lithium ion battery. However, inherent low electrical conductivity of NaTi2(PO4)3 remains a pivotal issue to be resolved. Herein, we report N-doped carbon encapsulated NaTi2(PO4)3 microflower (NTP-CN) as anode for aqueous lithium ion battery, which is prepared via solvothermal way. NTP-CN with unique structural feature displays superb electrochemical performances. It delivers the discharge capacities of 131.2, 110.1, and 84.3 mAh g−1 at 0.2, 3.0, and 15 C, respectively, 38.8, 33.8, and 51.1 mAh g−1 higher than these of pristine NTP. NTP-CN also shows remarkable cycling stability at 6 C after 1000 cycles (capacity retention: 88.8%), superior to NTP (70.7%). The outstanding properties of NTP-CN may be due to that microflower structure can increase touching area between electrolyte and electrode, and carbon coating for electrode improves stability in aqueous electrolyte and ameliorates electrical conductivity. Moreover, nitrogen doping can further enhance hydrophilicity and conductivity of the sample, and also form lots of defects on electrode surface, which is beneficial for the intercalation/deintercalation of Li ions. This work reveals that the combination of microflower structure and N-doped carbon layer offers a promising method to improve electrochemical performances of NaTi2(PO4)3. 相似文献