掺杂聚苯胺锂电池正极材料的性能研究

用化学氧化聚合制备了十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的导电聚苯胺(PANI)材料,采用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学方法对其作为锂离子电池正极材料的电化学性能进行了研究,并利用红外光谱对聚合物循环前后的结构进行表征.结果表明,聚苯胺正极具有较高的放电容量,首次放电容量达63.3mAh/g,20次充放电循环后保持在48.5mAh/g.循环伏安曲线及交流阻抗谱表明聚苯胺具有较好的电化学活性.红外光谱测试表明,聚苯胺正极在20次充放电循环后结构基本保持不变.     

表面活性剂对纳米SnO2负极材料形貌结构及电化学性能的影响

为了提高SnO_2负极材料的电化学性能,本文以锡酸钠为原料、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、尿素、十二烷基硫酸钠(SDS)分别作为表面活性剂,采用水热法制备了具有纳米结构的SnO_2负极材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学测试仪测试了材料的形貌、结构和电化学性质.结果表明,使用不同表面活性剂,可获得不同形貌的纳米结构,并且对材料的电化学性能有较大的影响.当尿素作表面活性剂时,获得了分散较好的球形材料,在0.01~3.0 V,以200 mA/g进行充放电测试,首次放电容量2 256.6 mAh/g,经过50次循环后,放电容量保持在440 mAh/g,表现了较好的循环性能.     

Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs在Zn-Ni二次电池中的电化学性能

采用共沉淀法制备Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs,并且将其作为锌镍二次电池的新型负极材料.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs进行形貌和微观结构的表征,结果表明,Ce(OH)3成功包覆在Zn-Al-LDHs表面.通过循环伏安曲线(CV)、Tafel极化曲线、交流阻抗曲线(EIS)和恒电流充电放电测试研究了其作为锌镍电池负极材料的电化学性能,结果表明,Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs表现出很好的循环可逆性能和抗腐蚀性能,Ce(OH)3包覆Zn-Al-LDHs电极在Zn-Ni二次电池中的循环稳定性和充放电特性得到了明显提高,经过80次循环后,其循环保持率可以达到94.5％.     

电弧法制备石墨烯的孔结构和电化学性能研究

利用电弧法制备得到石墨烯(graphene)材料,并对其孔结构和电化学性能进行了研究.结果表明,利用电弧法制得的石墨烯具有发达、开放的介孔结构,比表面积为77.8m2/g,中孔率高达74.7%.作为电化学电容器电极材料,其在7mol/L的KOH电解液中比电容为12.9F/g,大电流性能优异,在200mV/s下的循环伏安曲线仍为矩形,交流阻抗谱的特征频率高达18.5Hz,体现出具有十分优异的倍率性能。     

合成温度对Li2FeSiO4／C电化学性能的影响

采用球磨掺碳及固相法合成锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C,研究了合成温度对材料结构和电化学性能的影响.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构与形貌进行了表征;并对不同焙烧温度下合成的Li2FeSiO4/C材料的电化学性能进行了研究.结果表明,650℃合成的Li:FeSiO4/C电化学性能最佳,在C/16的倍率下首次放电容量达到144.8mAh/g,10次循环后容量仍保持有136.5mAh/g.     

锂离子电池富锂正极材料xLi2MnO3·（1-x）LiMO2(M=Co,Fe,Ni1/2Mn1/2…)的研究进展

新一代固溶体富锂正极材料xLi2MnO3.(1-x)LiMO2(M=Co,Fe,Ni1/2Mn1/2…)具有高比容量、优秀的循环能力以及新的电化学充放电机制,可能被用做新型高比能量锂离子电池正极材料.本文介绍了富锂正极材料的结构、合成方法、电化学性能研究,探讨了影响其电化学性能的若干因素.并对其进行的各种改性研究进行了概述,分析总结了不同富锂正极材料所具有的特性和发展趋势.     

富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2的Zn2+掺杂改性

采用高温固相合成法制备富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54-x)Zn_xO_2(x=0,0.03,0.06,0.10),Zn~(2+)掺杂对Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的表面特性和电化学性能都有影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱分析、充放电测试、倍率特性测试、循环性能测试,分析了该合成材料的晶体结构、形貌特征、微观结构和电化学性能。富锂锰基正极材料为a-NaFeO_2层状结构,R-3m空间群,结晶度高,结构稳定性好,其中Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.48)Zn_(0.06)O_2的电化学性能较好。掺杂Zn~(2+)可以提高富锂锰基正极材料的充放电比容量、倍率性能、循环性能等电化学性能。     

MXene材料的制备、电化学储能性能研究现状

本文对比了二维过渡金属碳(氮)化合物(MXene)的制备方法(氢氟酸刻蚀法、高温刻蚀法和化学气相沉积法);分析了层间距、表面基团和测试环境对MXene材料电化学储能性能的影响,探讨了其结构与电化学储能性能的关系,揭示了不同基体的物理化学性质、微观结构以及基体组成对MXene基复合材料电化学性能的影响.对MXene目前在...     

SOFC关键材料电化学表征方法

固体氧化物燃料电池(SOFC)是全固态的化学发电装置,其构成材料固体氧化物对SOFC性能的影响尤为重要。本文从材料对SOFC电化学性能影响的视角出发,立足电化学、固体电化学的基本原理,概述了SOFC构成材料的电化学表征方法,并将一些研究积累赘述文中,希望有利于材料的进一步研究。     

高性能LiFePO4材料的研究

为了提高LiFePO4的电化学性能,采用球磨辅助分段焙烧高温固相法,在前躯体中掺入不同的碳源(蔗糖、煤焦油沥青、改性后的煤焦油沥青-标记为M),合成了锂离子蓄电池LiFePO4/C正极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒流充放电测试等方法对其物相结构、表观形貌和电化学性能进行表征和分析.结果表明,合成的LiFePO4/C材料具有单一的橄榄石晶体结构,是粒径为纳米级的球形颗粒;材料具有较高的放电容量和良好的循环性能.其中,以M为碳源合成的LiFePO4/C材料的电化学性能最优异,在以0.1C倍率充放电时,掺入8.5%M的样其容量高达168mAh/g且经过30个循环后容量没有衰减.     

二氧化锰基超级电容器的电荷储能机理研究进展

碳基材料(如碳纳米管、石墨烯和介孔碳)是典型的电化学双电层超级电容器电极材料.虽然碳基材料表现出优异的电化学稳定性能,但其比电容较低.因此,常用赝电容材料与其复合.赝电容材料中,二氧化锰(MnO2)因理论比电容高、价格低、储量丰富和环境友好等特点,被广泛应用于超级电容器中.然而,MnO2导电性能差、在循环充放电过程中相...     

LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料的表面包覆改性研究

LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料具有容量高、价格低等优点,被认为是最具发展前景的锂离子电池正极材料之一.但LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料本身存在充放电过程中容量衰减较快、倍率性能差和储存性能差等缺陷,影响了其进一步发展.本文以LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2为研究对象,采用共沉淀法制备氢氧化物前驱体,在前驱体的表面包覆一层Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)(OH)_2,制备成具有核壳结构的正极材料.通过XRD、SEM、EDX、电化学测试等分析手段,系统地研究了其结构、形貌以及电化学性能.分析表明:包覆改性后,LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料在0.1、0.2、0.5、1 C倍率下,材料的首次充放电比容量分别为167.6,160.1,150.4,138.5 mAh·g~(-1).由0.1到1C,包覆改性前后的正极材料的放电比容量衰减量由34.7 mAh·g~(-1)降为29.1 mAh·g~(-1),容量衰减百分比由22.1%降低到17.4%.综合性能分析认为,包覆改性后电化学性能有一定的改善.     

正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的表面包覆改性研究

采用沉淀法对镍钴猛锂正极材料(LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2)分别以氧化钇(Y_2O_3)、磷酸钇(YPO_4)、氧化铝(Al_2O_3)和磷酸铝(AlPO_4)行了表面包覆。采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、电化学交流阻抗谱(EIS)及恒流充放电等方法表征了材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明,包覆剂没有改变材料的晶体结构,可以均匀包覆在LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2材料表面,并且显著提高了材料的电化学性能。在2.5~4.5V电压范围和20mA/g电流密度下,包覆0.5%AlPO_4的材料首次放电容量为198.6mAh/g,50次循环后材料的放电容量保持到196.1mAh/g,而包覆Y_2O_3、YPO_4、Al_2O_3的材料其电化学性能均低于AlPO_4包覆材料。     

镍锰酸锂形貌与电化学性能的研究

尖晶石5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的形貌结构与其电化学性能有着密切的联系,正极材料颗粒尺寸的大小与形状严重影响着正极材料的电化学性能。通过综述其不同形貌的合成方法以及阐明正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4与其电化学性能的关系,且简单介绍一些其它的改性方法。     

无钴镍基正极材料LiNi0.7Mn0.3O2 氟掺杂改性研究

以硫酸盐为原料,采用共沉淀-固相反应法成功制备了LiNi_(0.7)Mn_(0.3)O_(2-x)F_x(x=0,0.01,0.02,0.03)正极材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安法(CV)、充放电测试等系统地研究了F掺杂对无钴镍基正极材料LiNi_(0.7)Mn_(0.3)O_(2-x)F_x(x=0,0.01,0.02,0.03)结构和电化学性能的影响。X射线衍射结果表明,所有样品均具有典型的α-NaFeO_2层状结构,随着F掺杂量的增加,材料晶胞体积逐渐增大;扫描电镜结果显示,F掺入使材料的一次颗粒形状更加规则、均匀、致密,且尺寸更大、结晶度更高。X射线光电子能谱(XPS)测试结果表明,F掺入之后,材料中二价镍的含量增加,其他元素的化合价保持不变。电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)曲线数据证实掺适量F可以减小电池的电化学转移内阻(Rct)和电极的极化作用。F掺杂虽然减小了材料的首次放电容量,但提高了材料的首次库伦效率和循环稳定性。     

Na3V2(PO4)3/CN/Rgo复合正极材料的构筑及储钠性能研究

Na3 V2(PO4)3具有理论容量高、钠离子超导体(NASlCON)结构等优势,被认为是一种值得研究和大规模应用的新型钠离子电池正极材料.然而低的电导率导致其电化学性能在大电流充放电条件下不理想.本实验采用固相法制备了一种由氮掺杂碳与还原氧化石墨烯(rGO)共修饰的Na3V2(PO4)3/CN/rGO(NVP/CN/rGO)复合正极材料,并借助材料表征手段、电化学分析技术等对不同含量rGO掺入的NVP/CN/rGO正极材料的微观形貌和电化学性能进行了系统研究.结果显示,NVP/CN/rGO-2复合材料颗粒分布均匀,并表现出较高的可逆容量和优越的循环稳定性.在0.2 C、10 C下可逆容量分别为116.9 mAh·g-1和99.4 mAh·g-1,且在10 C下循环1500次后,容量保持率为97.2％.复合材料表现优异性能的主要原因是:rGO特殊的导电网络结构将孤立的NVP/CN连接起来,提升了颗粒之间的接触电导,使其导电性进一步提高,从而显著提升其电化学性能.     

Li4Ti5O12负极材料的制备及其电化学性能研究

采用二步固相烧结法制备了Li4TiO12负极材料,优化了制备工艺条件.利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征了材料的形貌和结构,并用充放电测试仪、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)研究了材料的电化学性能.结果表明,合成的Li4Ti5O12具有单一的尖晶石结构和良好的电化学性能,0.1C首次放电比容量为158.9 mAh/g,循环20次后容量保持率为97.6％,1C倍率首次放电比容量为108.9mAh/g,循环20次后容量下降了3.05％.     

非对称电化学电容器负极材料Li4Ti5O12的研究进展

Li4Ti5O12是一种尖晶石结构的可嵌锂材料,具有比能量高、循环性能稳定等特点,是电化学储能器件理想的电极材料.综述了Li4Ti5O12用作非对称电化学电容器电极材料的结构特点、储能原理、合成方法、电化学性能以及改性研究.针对Li4Ti5O12作为非对称电化学电容器负极材料大电流充放电时性能不佳的问题,提出了改进Li4Ti5O12电极材料电化学性能的研究思路.     

纳米磷酸铁包覆锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的制备及其电化学性能

为改善LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料的电化学性能,采用自制的磷酸铁纳米悬浮液,通过共沉淀法在LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料表面包覆纳米磷酸铁。应用XRD,TG-DTA,TEM等手段表征制备的磷酸铁的结构,形貌和液相状态;通过XRD,SEM,EDS,TEM,ICP,恒流充放电、循环伏安、交流阻抗表征制备的包覆材料的结构、形貌及电化学性能。研究烧结温度和包覆量对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料电化学性能的影响。结果表明,热处理温度为400℃,2%(质量分数,下同)磷酸铁包覆能显著地改善LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料的循环性能和倍率性能。循环伏安和交流阻抗结果显示,包覆磷酸铁后改善了LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料的可逆性和动力学性能。ICP测试结果表明,磷酸铁包覆层能够有效地降低电解液对正极材料的溶解与侵蚀,稳定其层状结构,从而提高正极材料的电化学性能。     

富勒烯烟灰萃余物的二氧化碳活化及其电化学性能

以富勒烯烟灰萃余物(DFS)为前驱体,CO2为活化剂,制备出高比表面积纳米级颗粒炭(ADFS)。采用TEM、XRD、氮气吸附技术对材料进行结构表征。研究产品作为电化学电容器电极材料的性能,考察制备工艺及条件对材料性能的影响。结果表明:活化温度和时间是影响产品比表面积和孔结构的主要因素。ADFS作为电化学电容器电极材料表现出理想的双电层性能和优异的快速充放电性能:经1173K,CO2活化2h的样品,在400mV·s-1扫描速率下,循环伏安曲线依然表现为准矩形特性,在4 A·g-1的电流密度下材料的质量比电容为126 F·g-1。