掺磷碳材料的制备及其嵌锂行为

采用一步法制备热固性酚醛树脂 ,通过充放电测试确定了合适的碳化温度 ,进而制备出不同含磷量的掺杂酚醛树脂热解碳。研究了磷对硬碳结构及嵌锂性能的影响。结果表明碳材料的有序化程度提高 ,磷主要以共价键与碳环相连 ,只有小部分以氧化态存在。电极的可逆容量和充放电效率明显提高 ,其中含磷 0 2 0 (H3PO4占树脂的质量分数 )的碳首次可逆容量为 4 2 7 7mAh/g ,充放电效率为 50 75%。由循环伏安曲线可见 ,不可逆容量损失主要由发生在 0 9V左右的溶剂分解和成膜反应引起。     

CH3COONa对PtRu/C催化剂性能的影响

采用浸渍还原法制备了PtRu/C(20%)直接甲醇燃料电池阳极催化剂;研究了CH3COONa与氯铂酸的物质的量比对催化剂性能的影响;通过XRD和TEM对催化剂的晶体结构及微观形貌进行了分析;用循环伏安曲线和阶跃电位曲线研究催化剂对CH3OH的电催化氧化.结果表明:CH3COONa与氯铂酸的物质的量之比在2.0～3.0范围内,催化剂的性能较优;当比值为2.4时,所制备的催化剂的电催化活性最好.     

炭载体前处理对Pt-Ru/C催化剂性能影响

为研究水蒸气处理后热处理对炭黑表面特性的影响,提高DMFC阳极催化剂的催化活性,利用先水蒸气处理后热处理的Vnlcan XC-72炭黑为载体制备Pt-Ru/C催化剂,与水蒸气处理的和未经处理的炭载体制备Pt-Ru/C催化剂的性能进行比较.采用XPS和BET测试了处理后的炭粉表面的含氧浓度和比表面,结果表明：水蒸气处理后,炭载体比表面积增大,含氧浓度降低;水蒸气处理后热处理,炭载体比表面积进一步减小,含氧浓度增加.用XRD对催化剂的结构进行了表征,结果表明：水蒸气处理后热处理的炭黑为载体制备Pt-Ru/C催化剂结晶状态良好,催化剂颗粒较小.在0.5mol/L CH3OH和0.5mol/L H2SO4混合溶液中,利用玻炭电极测试了循环伏安曲线和阶跃电位曲线,结果表明：用先水蒸气处理后热处理的炭粉为载体制备的催化剂比仅水蒸气处理和未经处理的炭粉为载体制备的催化剂的活性最高.     

锂离子电池硅/石墨/碳负极材料性能

为提高锂离子电池硅基材料的循环性能,用高温固相热解法合成硅/石墨/碳复合材料.采用XRD、循环伏安和充放电技术表征其结构和电化学性能.考察不同的粘结剂体系和极片热处理对材料电化学循环性能的影响.结果表明:采用水性粘结剂可以提高材料的电化学性能;对极片进行热处理也可以很好地提高电极的循环稳定性.首次脱锂比容量为970.5 mAh/g,40次循环后,脱锂比容量仍高达822.1 mAh/g.     

用于PEMFC的Pt/C阳极催化剂制备与性能研究

为了提高PEMFC的阳极催化剂活性，降低Pt载量，分别采用甲醛、甲酸钠、连二亚硫酸钠、水合肼4种还原剂通过化学还原沉积法制备Pt／C催化剂；向溶液中加入某种羧酸盐(RCOOM)作为吸附剂，制备Pt／C催化剂；利用粉末微电极的循环伏安研究和恒电位极化研究考核了上述催化剂对H2阳极氧化的催化活性的影响；通过XRD和TEM技术对催化剂的结构及微观形貌进行了分析。结果表明，甲醛作为还原剂得到的铂催化剂在碳载体上分布均匀，粒径较小，催化性能最好；加入适量吸附剂则使Pt颗粒的平均粒径减小到3．4nm，催化剂性能有明显改善。     

DMFC阳极催化剂的制备与性能影响因素研究

采用化学还原法制备了Pt-Ru/C催化剂,比较了在惰性气氛中还原和在空气中还原、升温后加入还原剂和加入还原剂后升温以及热处理温度对催化剂性能的影响;利用粉末微电极的动电位扫描和恒电位极化研究了上述催化剂对甲醇阳极催化氧化活性的影响;通过XRD和TEM技术对催化剂的晶体结构及微观形貌进行了分析;结果表明:在惰性气氛保护下制备的催化剂性能优于在空气中还原制备的催化剂,Pt-Ru颗粒在碳载体上分布均匀,粒径较小,为4.5 nm.还原剂加入先后顺序不同影响催化剂的催化性能,在溶液升温后加入还原剂所制备的催化剂性能好于0℃加入还原剂再逐渐升温到还原温度所制备的催化剂.催化剂的热处理能够提高Pt-Ru金属的合金化程度,改变催化剂的结构,使Pt-Ru相互间分散的更加均匀,改善催化剂的稳定性,提高催化剂的使用寿命.     

质子交换膜燃料电池催化层的有效质子电导率

A numerical model was presented to predict the specific proton conductivity of the catalyst layer in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC). This model was derived from the random packed spheres with simple cubic, body-centered cubic and face-centered cubic structures. The effects of sphe reradius rs, bulk proton conductivity kb, contact parameter γ and contact angle a on proton transfer within a homogeneous agglomerate sphere consisting of carbon-supported catalyst and electrolyte were analyzed. A correlation equation of specific proton conductivity was obtained by data fitting. The real effective proton conductivity in the catalyst layer was measured by addition to a standard Membrane Electrolyte Assembly of an inactive composite layer in the electrolyte path between the anode and cathode. The model was validated by good agreement between calculations and measured data.     

锂离子电池负极硬炭／沥青复合材料的性能研究

通过高温固相法在硬炭表面包覆沥青热解炭,制备锂离子电池负极材料。SEM测试显示,硬炭包覆上沥青热解炭后表面形貌发生了明显变化。由例得到,硬炭表面包覆的沥青热解炭的平均厚度为300nm。当硬炭表面包覆上沥青热解炭后（硬炭与沥青的质量比为2：1）,首次库仑效率由55％提高到70％,可逆容量也有所提高。研究发现,硬炭在高倍率下的容量和循环稳定性比石墨好。     

高能球磨对Li4Ti5O12/AB/MWCNT电化学性能的影响

采用固相法制备钛酸锂(Li4Ti5O12)/乙炔黑(AB)/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料,并通过高能球磨对复合材料进行改性.随着球磨转速的增加,复合材料所产生的剪切力和垂直力不断增强,使AB、MWCNT与Li4 Ti5 O12的接触更充分,为Li+和电子传输提供更多的位点,提高了Li4 Ti5 O12粒子界面电子传输能力;200～400 nm粒度的粉体粒子在Li4 Ti5 O12中的含量由球磨前的32％增加到500 r/min球磨后的82％.以500 r/min球磨的复合材料,以10.0 C在1.0～2.5 V充放电,比容量从球磨前的112 mAh/g提升到130 mAh/g,经过500次循环,容量只损失0.9％.     

锂镍氧化物的合成和电化学行为研究

通过不同原材料、温度、时间、气氛、流量等的控制来合成ＬｉＮｉＯ２和ＬｉＮｉ１－ｘＭｘＯ２，通过氧化还原滴定、Ｘ射线衍射等方法分析确定了各种合成物的结构和其中镍元素的价态；并通过充放电特性曲线和循环伏安等方法研究了合成物质的电化学行为。在空气中只能得到Ｌｉ２Ｎｉ８Ｏ１０相，只有在Ｏ２气氛下才能得到ＬｉＮｉＯ２相，虽然并非所有的ＬｉＮｉＯ２相都具有电化学活性。本文合成的ＬｉＮｉＯ２放电容量可达１３０ｍＡｈ／ｇ。文中还研究了镍锰及镍钴混合价控制电极，指出其具有良好的可逆性或较高的放电电位段。研究了ＬｉＮｉＯ２－ＧＩＣｓ电极，它具有极好的可逆性、平稳的放电电压和较大的扩散系数。最后，本文对镍的氢氧化物和锂氧化物的结构和电化学特性作了对比研究，以期对镍氧化物电极有较深刻的认识。