石墨烯负载NiO纳米盘的制备与储锂性能

采用水热-自组装法制备了石墨烯负载氢氧化镍纳米盘,再将其煅烧处理,得到石墨烯负载氧化镍纳米盘(GANON)复合材料。研究表明,这种独特的2D-2D复合材料中石墨烯片层与Ni O纳米盘之间具有较大的接触面积,提高了不同基元之间的电子输运性能,并增强了其结构稳定性,从而实现较高的储锂容量和良好的循环性能。GANON电极的首周放电和充电比容量分别为1 103.7和685.7 m Ah/g,首次库仑效率为62.1%;30周的充电比容量为624.2 m Ah/g,容量保持率为91%。GANON电极的可逆转化储锂反应主要分两步进行;其复合材料较好的结构稳定性能有效抑制电极表面SEI膜的反复破损/修复过程。     

硫化铜微球电化学储锂性能研究

以硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]和硫代乙酰胺(TAA)为原料,通过溶剂热法制备中空球状结构硫化铜。研究了中空微球样品作为锂离子电池负极材料的电化学性能。讨论了焙烧温度和焙烧时间等条件对硫化铜样品的物相结构和电化学性能的影响。研究发现,焙烧后的硫化铜样品的电化学性能表现良好,在0.1 C电流密度下首次充放电比容量均超过了理论比容量(560 m Ah/g),其中焙烧温度为150℃、焙烧时间为1 h的硫化铜样品,其首次放电比容量达到682.8 m Ah/g,且循环25次后其比容量仍能保持在106.7 m Ah/g,表现出了良好的循环稳定性。     

纳米Si/褶皱石墨烯复合材料制备及储锂性能

氧化石墨烯与纳米Si O2的混合悬浮液经过冷冻干燥、热退火和HF处理制得了褶皱石墨烯。将褶皱石墨烯与Si纳米颗粒在乙醇中分散后缓慢干燥制备了纳米Si/褶皱石墨烯(SCG)复合材料。Si纳米颗粒均匀分散于褶皱石墨烯中,并被石墨烯网络包围。作为锂离子电池负极材料,SCG具有高的库仑效率,在500 m A/g的电流密度下,80个循环后的比容量为1 003 m Ah/g,表现出良好的循环稳定性。如此优越的电化学性能要归因于褶皱石墨烯的高电导率和良好的机械柔韧性。     

SnO2/石墨烯纳米复合材料的制备及储锂性能

将氧化石墨烯与SnCl2·2 H2O水溶液混合,搅拌过程中滴入氨水,经空气中干燥,最后在氩气气氛中退火制得SnO2/石墨烯纳米复合材料.X射线衍射(XRD)表征确定了SnO2纳米颗粒的晶格结构.场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)表明:SnO2纳米颗粒均匀分布在石墨烯片层中,且两者结合紧密.作为锂离子电池负...     

层状MoO_2/石墨烯复合材料制备及其电化学性能

以氧化石墨、钼酸铵、硝酸、蒸馏水等作为反应物,经过水热反应得到石墨烯含量不同的Mo O2/石墨烯复合材料。透射电子显微镜法(TEM)表征显示,Mo O2在石墨烯表面上均匀分散,负载了Mo O2的石墨烯又进行了层层堆积。电化学性能测试显示,电极材料GP-11(石墨烯含量为11 mg)性能最佳,其在电流密度为0.1 A/g充放电时,首次可逆比容量为1 089.7 m Ah/g,经过100次的循环后比容量保持在733.4 m Ah/g,而纯Mo O2首次可逆比容量为934.9 m Ah/g,100次循环后比容量降至156.4 m Ah/g,表明石墨烯的加入大大提高了材料的容量和稳定性。     

LiFePO_4在水溶液电解液中电化学储锂性能研究

通过测试LiFePO4在1.0mol/L的锂离子水溶液电解液中不同扫描速率下CV曲线,研究了LiFePO4在水溶液电解液中的电化学储锂性能。结果表明:Li+嵌入和脱出LiFePO4的扩散系数分别为9.97×10-15和1.22×10-14cm2/s,在水溶液中LiFePO4可以实现完全的嵌/脱锂,且具有非常好的嵌/脱锂可逆性和稳定性。证实了LiFePO4作为水溶液可充放电锂离子电池电极材料的可能性。     

SnO2填充碳纳米管电化学储锂研究

合成了SnO2颗粒填充多壁碳纳米管并对其储锂性能进行了初步研究.用透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)分析其微观形貌和晶体结构,并与用硝酸纯化的多壁碳纳米管、SnO2颗粒包覆多壁碳纳米管进行比较.SnO2多数填充入碳纳米管管腔内.填充于碳纳米管内的SnO2与包覆在多壁碳纳米管外壁的SnO2晶体结构相同(JCPDS 41-1445).SnO2填充碳纳米管的放电容量可达284.2 mAh/g,高于纯化的碳纳米管(193 mAh/g)和SnO2包覆碳纳米管(82 mAh/g),具有SnO2的高放电容量和碳纳米管的低放电电位的优势.     

TiO_2-GNs复合材料溶剂热法合成及其电化学性能研究

采用溶剂热法一步合成了TiO2-GNs纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM和BET等测试手段对材料的结构和形貌进行了表征,结果表明,复合材料中TiO2以锐钛矿型纳米颗粒均匀地负载在石墨烯的表面;恒流充放电循环,伏安循环和电化学阻抗等测试结果显示,TiO2-GNs复合材料具有较高的比容量、较好的倍率性能和优异的循环稳定性。在1 C倍率下,复合材料电极循环100圈后其比容量可达到239 m Ah/g;在10 C倍率下,循环100圈后其比容量仍可达150 m Ah/g左右。     

掺铝氧化锌/还原石墨烯复合材料的制备及性能

用溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌(AZO)/还原石墨烯(rGO)复合材料.通过XRD、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、Raman光谱和能量散射X射线能谱(EDS)等技术,对产物的结构和形貌进行分析.铝掺入了氧化锌的晶格,颗粒状的氧化锌颗粒(60～ 150 nm)均匀分布在rGO纳米片上.以100 mA/g的电流在0.01～3.00 V充放电,使用10 ml氧化石墨分散液和2ml硝酸铝溶液制得的AZO/rGO复合材料的首次放电比容量为836.6 mAh/g,第30次循环的比容量为462.8 mAh/g.     

纳米锡镍复合氧化物贮锂材料的研究

用液相沉淀-热解法合成结构和组成不同的锂离子电池纳米锡镍复合氧化物贮锂材料。通过XRD、TEM和电化学测试对材料进行了表征。制备的锡镍复合氧化物平均粒径约为10 nm。非晶态NiSnO3负极材料的初始可逆贮锂比容量为817 mAh/g,经过20周的循环后,充电容量仍然保持为77.0%。晶态NiO.SnO2复合贮锂材料初始可逆贮锂比容量为756 mAh/g,经过20周的循环后,充电容量保持为66.5%,两种材料对大倍率充放电具有较好的承受能力。与晶态NiO.SnO2复合贮锂材料相比,非晶态结构的锡镍复合氧化物具有较好的电化学性能。     

SDBS对水热合成Zn_2SnO_4纳米颗粒储锂性能的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂采用水热法合成了Zn_2SnO_4纳米颗粒,反应过程中添加和不添加SDBS会对样品产生影响。添加SDBS合成的样品颗粒粒径较小,约为70 nm,并且粒径分布均匀。将其用作锂离子电池的负极材料,在50 mA/g的电流密度下进行充放电循环,具有1 619 mAh/g的首次放电比容量,在50、100、200、400、600和1000 mA/g的电流密度下进行倍率性能测试,在各电流密度下循环5次后,材料的放电比容量分别为883、658、509、380、295、165 mAh/g,当电流密度重新返回50 mA/g时,电极仍具有716 mAh/g的比容量,各放电比容量均高于同条件下没有添加SDBS的样品的比容量。     

高功率锂离子电池热特性研究

动力型锂离子电池安全性与其热特性具有十分密切的关系。对38120型高功率圆柱电池的引流结构进行了优化,优化后的电池结构大大改善了电池的大电流放电能力。而后以加速量热仪测定了电池在不同放电倍率下的温升、热功率、比热容等参数,对电池的放热特性进行了研究。     

基于Java的锂电池安全性能检测系统研发

锂离子电池在实际应用过程中所存在的安全隐患是业界一直面临的难题,也成为锂离子电池推广应用的阻碍。及时发现锂离子电池的过充电、短路、高温、针刺等极端使用条件,是改善锂离子电池安全性的重点。重点研究了如何检测出锂离子所处的极端使用条件及其安全性的保证。并利用Java语言开发了相关的计算机检测系统。     

不同方法合成LiVPO4F/C的电化学性能研究

以葡萄糖、NH4H2PO4、V2O5和LiF为原料,分别通过液相法和固相法合成了锂离子电池正极材料LiVPO4F/C复合材料,并通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及电化学测试技术对复合材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,两种方法所合成复合材料均由三斜结构的LiVPO4F与碳组成;液相法所合成的材料首次放电比容量分别为133.7(0.2 C)、124.9 mAh/g(0.5 C)和118.7 mAh/g(1 C),明显高于相同测试条件下固相法所合成材料的首次放电比容量[131.2(0.2 C)、121.4 mAh/g(0.5 C)和104.9 mAh/g(1 C)],并且液相法合成的复合材料循环性能优于固相法合成的复合材料;液相法合成的LiVPO4F/C复合材料具有良好的循环性能和倍率性能,其2 C和5 C的放电比容量分别高达114 mAh/g和98 mAh/g,循环50次后,容量损失率均小于1%。     

微波合成锂电池正极材料LiFePO4电化学性能

采用微波合成技术合成锂离子蓄电池正极材料LiFePO4,通过X射线衍射(XRD),电子扫描电镜(SEM)和恒电流充放电实验,研究了在一定微波功率下合成时间对材料性能的影响。结果表明,作为微波吸收体的活性碳,升温时氧化产生的还原气氛能有效防止Fe2 的氧化,制备出单相纯净的LiFePO4。当合成时间为14min时,采用0.25C进行充放电,材料比容量可以达到96mAh/g,与固相高温合成材料的比容量性能相当。     

电解液锂盐浓度对磷酸铁锂电化学性能的影响

研究了LiPF_6浓度对PC/EC混合溶剂电解液的电导率、可燃性的影响,考察了LiFePO_4电极在不同LiPF_6浓度的电解液中的电化学性质。结果表明,电解液的电导率和可燃性受LiPF_6的浓度影响很大,LiFePO_4电极的倍率性质和循环稳定性随电解液中LiPF_6浓度的升高而升高,特别是在60℃高温条件下,LiFePO_4电极表现出优异的高温循环稳定性,产生这种现象的主要原因是高浓度锂盐电解液有助于降低电解液内部的浓差极化现象,抑制电极/电解液表面的副反应,铝箔的腐蚀也得到了抑制。     

储存后锂离子电池的性能研究

以不同温度、不同荷电态对锂离子电池进行储存实验,通过X射线衍射光谱法(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段研究了储存前后电极活性物质结构和表面形貌的变化;并对储存前后的电池进行测试,研究了储存对锂离子电池的容量、循环稳定性和安全性等综合性能的影响.结果发现,经不同荷电态高温储存后,锂离子电池正负极活性物质的体相结构没有发生变化,但其正极材料的微晶尺度和微应力随储存时荷电态的升高而减小;储存后,正极表面出现较明显的钝化膜,负极表面的固体电解质相界面(SEI)膜增厚.经高荷电态储存后,锂离子电池的交流内阻和厚度变大,1 C容量发生衰减,电极充放电极化增大,电池的1 C循环性能下降,安全性能下降;放电态储存后,电池的综合性能无明显变化.说明,放电态储存对于锂离子电池是一种较好的储存条件,有利于储存后电池综合性能的保持.