锂硫二次电池S-V2O5正极复合材料的制备及其电化学性能

采用不同化学计量比的单质硫和五氧化二钒合成复合材料,应用XRD和SEM表征观察硫-五氧化二钒复合材料,循环伏安、交流阻抗和电池充放电测试材料的电化学性能。结果表明：n（S）∶n（V2O5）为5∶1时具有较好的电化学性能,首次放电比容量为396.7 mAh·g^-1,以0.1 C倍率循环20次后的容量为350 mAh·g^-1。     

钇掺杂LiCoPO4正极材料的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了LiCoPO4与钇掺杂的正极材料,并研究了该材料的晶型结构、充放电以及循环性能。试验表明:少量Y3+掺杂不影响LiCoPO4的晶格结构;合成的改性正极材料Li0.99Y0.01CoPO4在0.1C倍率下首次放电比容量达到123.0 mAh/g,相比纯相LiCoPO4提高了8%,20次循环后Li0.99Y0.01CoPO4的放电比容量是78.6 mAh/g,改性材料在电化学性能上得到较大提升。     

双层碳包覆Li4Ti5O12的合成和电化学性能研究

采用固相合成方法制备了双层碳包覆Li_4Ti_5O_(12)复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电分析等测试,研究了产物的结构、形貌及电化学性能.结果表明:通过碳包覆改性后,Li_4Ti_5O_(12)的容量可明显提高,碳的包覆对Li_4Ti_5O_(12)的结构没有影响;2 C倍率下首次放电比容量为118.8 mAh/g,300次循环后放电比容量仍为108.5 mAh/g,容量保持率为91.3%,具有非常好的电化学性能.     

基于不同碳源的LiFePO4／C的合成及电化学性能研究

以不同有机碳(月桂酸、葡萄糖和柠檬酸)为碳源合成了橄榄石型LiFePO4/C锂离子电池复合正极材料.研究了不同碳源对LiFePO4/C复合材料的结构、形貌及其电化学性能的影响.结果表明用不同碳源合成的LiFePO4/C复合材料的形貌及颗粒大小不同,影响其电化学性能.其中以葡萄糖作为碳源合成的复合正极材料粒径细小,分布均匀,具有最好的电化学性能,在0.1 C放电电流下,首次放电比容量达143.1 mAh/g,接近LiFePO4的理论比容量(170 mAh/g).     

Na3V2(PO4)3/C复合正极材料的合成与表征研究

以Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)为基础材料,以海藻酸钠为碳源,采用化学合成方法,对NVP材料进行碳复合、非金属离子掺杂,合成了具有优异电化学性能的NVP/C复合正极材料。探究了材料组成、合成温度、微观结构等对NVP复合材料电化学性能的影响。研究结果表明,海藻酸钠形成的碳骨架结构拥有良好的机械强度,将其在高电流密度下进行充放电时,碳骨架能够保持稳定不坍塌,提高材料的循环性能和倍率性能;当加入50 mL的海藻酸钠水溶液并经800℃烧时,NVP/C复合材料的电化学性能最佳,在0.5 C的低倍率下其首次放电比容量为110.3 mAh·g^-1,当倍率增加到50 C时,其放电比容量为78.1 mAh·g^-1,当循环2 000圈之后其放电比容量保持率高达80.4%,其库伦效率基本保持在100%,远优于已报道的研究结果。     

流变相法制备LiFe_(1-x)Mg_xPO_4/C正极材料

通过Mg+金属掺杂及流变相制备方法来改善橄榄石结构的LiFePO4的电化学性能.研究了不同掺杂量和不同制备方法对材料结构性能和电化学性能的影响.SEM,XRD,以及电化学测试结果表明,Mg掺杂可以较大程度提高材料电化学性能;0.1 C倍率下首次充电容量达到140.7 mAh/g.利用流变相法制备的材料粒度更小,其电化学性能得到进一步提高,0.1 C时放电比容量达到了147.5 mAh/g.     

热还原法制备LiFePO4／C复合材料的电化学性能

使用廉价的三价铁Fe2O3为铁源,以蔗糖为还原剂和导电剂,通过热还原法制备了LiFePO4／C复合材料。运用TGA—DAT曲线对反应机制进行了分析,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、恒流充放电和循环伏安测试等测试手段对不同覆碳量合成材料进行了表征和电化学性能检测。结果表明：所合成的LiFePO4均为纯相,其中含碳1．07％的样品0．2C倍率下的放电比容量为143．32mAh／g。     

二氧化钛/石墨烯复合材料的合成及电化学性能

为了提高TiO_2的导电性和材料的分散性,进而提高材料的倍率性能和循环性能,将二氧化钛与石墨烯复合,通过水热法合成了二氧化钛/石墨烯(TiO_2/rGO)复合材料,并对材料的形貌进行了表征,测试了材料用于锂离子电池的电化学性能.结果表明:与石墨烯复合后材料的比容量和倍率性能均升高,在电流密度为0.1C(C=150 mA/g)下,初始放电容量为374 mAh/g,50周后的放电比容量仍保持在165 mAh/g,循环保持率为44%,远高于同种方法下合成的二氧化钛样品50周后的比容量50 mAh/g和保持率17%.     

离子掺杂和碳修饰对Li_2FeSiO_4结构和性能的影响

采用高温固相反应方法合成锂离子电池正极Li_2Fe_(1-x-y)Mn_xNi_ySiO_4/C复合材料,并采用X-ray线衍射、扫描电子显微镜和电化学分析方法,研究了Ni和Mn离子共掺杂及碳修饰复合改性对复合材料结构和性能的影响。结果表明,复合改性没有对材料的晶体结构造成改变,镍锰离子共掺杂和表面碳包覆能有效提高材料的比容量和循环性能;以C/32倍率充放电,复合掺杂得到的Li_2Fe_(0.6)Mn_(0.2)Ni_(0.2)SiO_4/C材料样品的电化学性能最优,根据实测结果,该复合材料的首次放电比容量达到149 m Ah·g~(-1),充放电循环10次以后容量保持率仍有95.3%。     

无粘结剂V_2O_5纳米线/CNT电极的制备及电化学性能

把羧化的碳纳米管与水热法合成的V2O5纳米线混合超声处理后,直接真空抽滤得到无粘结剂V2O5纳米线/CNT纸。对加入不同含量的碳纳米管的样品,综合考虑比容量和循环性能,其中m(V2O5)∶m(CNT)=1∶1样品的电化学性能最好。当电流密度为30mA·g-1时,首次放电比容量能达到290.6mAh·g-1,接近于V2O5的理论比容量,10次循环以后为265.4mAh·g-1,容量保持率为91.32%。当电流密度为600mA·g-1,首次放电比容量71.2mAh·g-1,第10次循环为62.5mA·g-1,容量保持率可达87.8%。     

Al^（3＋）掺杂α-Ni（OH）2复合CNTs电极材料的高温性能

采用化学共沉淀法制备Al^（3＋）掺杂α-Ni（OH）2粉体,将其复合碳纳米管（CNTs）制成镍电极材料并研究其在高温下的电化学性能。结果表明：以混合CNTs（w=0.5%）的Al掺杂α-Ni（OH）2样品材料为活性物质制成镍电极,由其组装的MH-Ni电池在65℃高温环境下,采用0.2和1.0 C充放电制度的放电比容量分别为391.1和366.4 mAh·g^-1;经40次充放电循环,放电比容量衰减率分别为6.8%、11.98%,表现出较好的高温环境电化学性能。     

掺钴对富锂磷酸亚铁锂大电流放电性能的影响

采用固相法制备了具有橄榄石型结构的微米Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品.通过充放电循环、循环伏安实验、交流阻抗、XRD衍射、红外光谱、扫描电镜等现代技术研究了制备的样品的电化学性能.研究表明,在2 C倍率电流下,制备的Li1.12FePO4/C和Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品第1循环的放电容量分别为64.8和108.9 mAh.g-1,第30循环的放电容量分别为67.3和110.1 mAh.g-1.因此,掺钴的富锂Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品具有明显改善的大电流放电性能.     

水解法制备掺氟硅酸亚铁锂正极材料

采用水解法制得纯相掺氟硅酸亚铁锂正极材料.通过XRD衍射、充放电实验、交流阻抗谱、红外光谱、热重等现代手段,研究了所制备的样品的电化学性能.研究表明,通过400、600℃两步烧结可制得具有单斜结构(空间群P21/n)的Li2.05FeSiO4F0.02/C.制备的扣式电池在55℃下,分别以0.3C、1C、2C倍率电流连续充放电30循环时,第1循环的容量分别为116.8、106.5、99.2 mAh.g-1.掺氟改善了硅酸亚铁锂的电化学性能.     

掺磷马铃薯淀粉热解碳微球的制备及其电化学性能

为了提高硬炭材料在大电流下快速充放电性能,以马铃薯淀粉为原料、磷酸为掺杂剂,在N2气氛下1 000℃热解制得马铃薯淀粉基炭材料。通过热重分析(TG,Thermal Gravimetric Analysis)、扫描电子显微镜(SEM,Scanning Electron Mcroscope)、X射线衍射仪(XRD,X-Ray Diffraction)等测试手段对所得样品进行了详细的表征。测试结果表明:在1 000℃下,磷酸的掺杂对马铃薯淀粉热解碳有一定的影响,掺杂质量分数为2%的磷酸炭化得到的样品具有比较好的球形形貌和较大的嵌锂容量。恒流充放电结果显示出样品良好的大电流充放电性能和良好的倍率性能,10C放电时,样品可逆容量达到了0.1C放电(267.78 m A·h/g)时的42.1%,且0.1C放电时首次效率达到了59.61%。     

尖晶石型Li_4Mn_5O_(12)正极材料的合成

以LiOH·H2O和MnCO3为原料,采用两段固相法制备了亚微米级大小的尖晶石型Li4Mn5O12正极材料.通过充放电测试、X射线衍射、扫描电镜等现代实验方法研究了合成温度对材料的电化学性能的影响.研究表明:500℃烧结制备的样品表现出最佳的电化学性能.在0.2 C倍率电流条件下,第1循环和第30循环的放电容量分别为143.5 mAh·g-1和143.9 mAh·g-1;在2 C倍率电流下,样品的第1循环和第50循环的放电容量分别为109.2 mAh·g-1和126.1 mAh·g-1.     

Li_(1.52)Ni_(0.30)Mn_(0.78)Co_(0.06)O_(2.00)正极材料的电化学性能

以Li2CO3、Ni(CH3COO)2·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过直接沉淀法制备了具有α-NaFeO2型层状结构的微米Li1.52Ni0.30Mn0.78Co0.06O2.00正极材料.通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电、交流阻抗、循环伏安法等方法研究了样品的结构和电化学性能.结果表明:充电截止电压4.6V时样品的充放电性能最佳.在电流200 mAh·g-1时,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为150.2 mAh·g-1、155.0 mAh·g-1;样品的电化学反应受电荷传递阻抗和和Li+扩散的共同控制.     

微波合成LiMn2O4正极材料及其电化学性能的研究

本文以Li2CO3 、MnO2为原料,采用微波热处理合成锂离子电池正极材料LiMn2O4,研究了热处理温度,Li/Mn摩尔比对产物结构和电化学性能的影响,同时研究了微波热处理和传统热处理两种加热方式的差别.通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、恒电流充放电测试分别对产物的结构、形貌及电化学性能进行表征,结果表明：采用微波法在750℃保温15 min,快速地制备出尖晶石型LiMn2O4,纯度高,尺寸分布均匀,约100-300 nm;于0.1C倍率下,以微波法制备的正极材料首次放电比容量可达112.38 mA·h/g,1C倍率充放电50次循环后,容量保持率为91.6％;以传统方法制备的正极材料0.1C倍率下首次放电比容量为94.07 mA·h/g,1C倍率充放电50次循环后,容量保持率为71.4％     

工艺因素对XG-AM接枝共聚型吸水树脂性能的影响

以APS为引发剂,MBAA为交联剂,采用水溶液聚合法,制备了XG～AM接枝共聚耐盐型高吸水性树脂．分别研究了丙烯酰胺用量、碱用量、聚合温度、交联剂和引发剂用量等因素对树脂吸水性能的影响．采用红外光谱仪、X射线粉末衍射仪对树脂进行了表征和测试．结果表明：黄原胶与丙烯酰胺发生了接枝聚合反应,当m（AM）／m（XG）为6：1,m（NaOH）／m（AM）为1：1,聚合温度为60℃,m（MBAA）／m（AM）为0．04：1,m（APS）／m（AM）为0．07：1时,树脂对去离子水的吸收倍率可达1240g·g^-1,对0．9％NaCl溶液的吸收倍率达到235g·g^-1．     

PVDF-HFP微孔膜电解质的制备及性能

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,水为非溶剂经相转移制备聚偏氟乙烯．六氟丙烯聚合物电解质,用扫描电子显微镜、交流阻抗和线性扫描对所制聚合物膜进行表征．实验结果表明：相转移法制得的微孔膜孔隙丰富,吸液率可达480％,电化学稳定窗口为5．5V,浸取电解液后室温离子电导率为4．7mS·cm^-1;以LiCoO2为正极制得的聚合物电池0．2 C充放电,首次放电平台为3．85V以上,放电容量为133．5mA·h·g^-1,循环过程中充放电效率高于98％,50次循环后容量保持为130mA·h·g^-1,以0．5C和1C放电时分别能保持0．1C放电容量的94％和92％．