锂二次电池正极含硫复合材料的研究

采用聚丙烯腈与单质硫在一定条件下制备含硫复合材料,并利用蔗糖进一步对所得含硫材料进行碳包覆。采用XRD和SEM对该材料进行了表征。以碳包覆材料为正极活性物质,金属锂为负极制备锂二次电池,检验其充放电性能,并考察了碳包覆工艺过程对材料性能的影响。实验证明,经过碳包覆后的材料有较高的质量比容量和良好的循环稳定性。同时,通过组装硫基材料为正极、中间相碳微球材料为负极的全电池,初步考察了硫基正极新型锂电池的充放电特性。     

CVD碳涂层对SiC纤维性能的影响

采用化学气相沉积的方法,在SiC纤维表面沉积了一层C涂层,通过拉伸实验对涂C前后的SiC纤维强度进行比较分析,用扫描电子显微镜对其形貌进行观察。结果表明,表面涂C使SiC纤维表面致密光滑,弥合了纤维表面的孔隙、微裂纹等缺陷。表面涂C后SiC纤维的强度比涂C前提高了1000 MPa左右,且明显减少了纤维强度的分散性,Weibul模数明显提高。本文的C涂层厚度不到1μm,说明仍可进一步优化CVD工艺。     

SiFe@C负极复合材料的结构及性能

以SiFe合金和沥青为原料,采用机械球磨和高温热解法制备了SiFe@C负极复合材料,并对SiFe及一系列不同热解温度下制备的SiFe@C复合材料进行对比研究。利用XRD、SEM、TEM、EDS和恒流充放电测试仪对SiFe@C复合材料的物相、颗粒形貌及电化学性能进行表征。结果表明,在850℃热解温度下制得的SiFe@C负极复合材料首次放电比容量达到1 376.25 mAh/g,首次库仑效率为86.35%,经过70次循环后放电比容量为940.33 mAh/g,库仑效率达到98.78%,容量保持率为76.32%,循环性能远高于SiFe和其他热解温度下的SiFe@C复合材料,而且具有良好的倍率性能。      

纤维类型和涂层对纤维增强MoSi2复合材料弯曲性能的影响

以短切碳纤维(Cf)和碳化硅纤维(SiCf)为增强相,并用化学气相渗透法对部分纤维进行炭涂层处理,采用热压法制备了4种纤维增强MoSi2基复合材料(SiCf-MoSi2、SiCf/C-MoSi2、Cf-MoSi2和Cf/C-MoSi2),研究了纤维类型及表面炭涂层对MoSi2基复合材料弯曲性能的影响.结果表明纤维的加入明显提高了MoSi2的抗弯强度,加入5%SiCf和5%Cf的复合材料的强度比纯MoSi2分别提高了9.0%和22.8%,Cf增强作用明显优于SiCf;纤维类型相同时,具有炭涂层的纤维增强效果更显著,5%Cf/C-MoSi2复合材料的强度最高,达到了364.7MPa,比纯MoSi2的强度提高了30%;扫描电镜分析表明,无炭涂层的SiCf与MoSi2基体间存在着明显的裂缝,炭涂层改变了纤维与基体的界面结合;有涂层纤维的断裂机制为首先脱粘然后拔出.     

氧化石墨烯对LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4的复合改性

为提高LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4(LMFP)的电化学性能,首先,采用溶剂热法将氧化石墨烯(GO)与LMFP复合,合成了GO/LMFP复合材料;然后,利用XRD和电感耦合等离子体(ICP)对所得样品的结构和元素进行分析,利用SEM对样品的形貌进行表征,利用电池充放电测试系统和电化学工作站对其进行电化学性能测试。结果表明:所得GO/LMFP复合材料呈现单相橄榄石结构;粒径在200nm左右,且分布较均匀。经GO改性后的复合材料在0.2C、0.5C、1.0C、5.0C和10.0C倍率下的首次放电比容量分别为157.9、148.1、142.0、122.3、87.3mAh·g-1,与C/LMFP复合材料相比,分别提高了5.9%、4.7%、7.0%、24.3%和66.6%。所得结论表明GO的加入有效提高了材料的电子电导率和电化学活性,且与无定型碳共同作用,活性物质的有效利用率提高,GO/LMFP复合材料的循环稳定性也得到改善。     

碳包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料性能影响

通过共沉淀法合成了高振实密度的球形锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2并对其进行了碳包覆改性,对产物进行了XRD、SEM表征和电化学性能测试。结果表明合成的原材料的振实密度达到2.17g·cm^-3。碳包覆没有改变原材料的晶体结构,材料具有较好的α-NaFeO2型层状结构;电化学测试结果表明适量的碳包覆能提高原材料的循环性能和倍率性能。     

正极材料磷酸铁锂的改性研究进展

介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的改性方法,综述了近年来锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展.重点叙述了金属粒子掺杂改性及碳包覆改性方面的研究成果.在综述各改性方式方面进展的基础上,指出了现阶段研究上对改性方式的理论体系建立方面所存在的问题,并结合作者研究小组的研究,对磷酸铁锂材料的未来研究方向进行了展望.     

用不同碳源对LiFePO_4的碳包覆改性

采用共沉淀方法结合原位碳包覆合成了LiFePO4/C复合正极材料.对碳化过程和包覆LiFePO4进行了研究.结果表明:在不同碳源的热解过程中,由于分子量和结构的不同,分解温度和碳化产物的结构也不相同;不同碳源的碳包覆对LiFePO4的晶体结构有一定的影响,而且由于碳包覆层结构的差异所包覆改性的LiFeO4表现出不同的电化学性能.文中还讨论了不同碳源对碳包覆后LiFePO4/C的电化学性能的影响.     

碳包敷金属纳米粒子技术研究进展

全面介绍了国内外碳包敷金属纳米粒子技术的研究现状，指出了目前该技术存在的3个关键问题：制备技术落后；理论研究及功能应用研究缺乏。针对这些问题，指出发展高效率壳层可控制备技术、开展金属纳米粒子活性研究以及产品市场化是今后碳包敷金属纳米粒子技术的发展方向。     

碳包覆LiFePO4的结构与性能研究

为了研究碳包覆对LiFePO4结构的影响,以柠檬酸为碳源,采用机械活化-高温固相法,合成了不同碳包覆量的LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、SEM、BET、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、交流阻抗谱(ACI)和恒电流充放电等现代分析方法,全面研究了碳包覆量不同时,LiFePO4/C复合正极材料的结构、形貌和电化学性能,并对C包覆对结构影响的成因进行了分析.结果表明,柠檬酸高温分解后生成无定形碳非晶物质,在LiFePO4颗粒表面包覆形成一种网络结构,抑制了颗粒的生长;C包覆影响了晶体的生长方向和微观结构,LiFePO4/C的优势生长为[121]方向;交流阻抗分析表明包覆后锂离子扩散系数比未改性的LiFePO4提高了两个数量级,且各项阻抗值均降低,从而提高了材料的离子及电子电导性、放电性能和循环性能.