纳米NiO/C复合物的制备与电化学性能

为改善氧化物负极材料的循环性能和充放电容量,采用熔融盐法制备了作为锂离子电池负极材料的纳米NiO/C复合物粉末。用X射线衍射光谱法对其结构进行分析,透射电镜对其形貌进行表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明,采用熔融盐法可以制备出粒径为50~70 nm的纳米NiO/C复合物;在40~50个放电周期,放电容量保持率为95%。     

纳米Si/C复合微球材料制备及电化学性能表征

通过高温热解法合成不同纳米硅含量的Si/C复合微球材料并对其形貌及电化学性能进行了探究。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、恒电流充放电和循环伏安测试等技术对样品进行表征分析。电化学测试结果表明:当样品中的硅含量为8%(质量分数)时,制备的纳米Si/C复合微球负极材料在100 m A/g的电流密度下,首次可逆充电比容量为532.0 mAh/g,循环100次后,比容量可稳定在321.8 mAh/g。该结果归因于无定形碳良好的导电性及较高的比表面积。     

基于聚丙烯酰胺制备的硅碳负极材料及性能

为获得工艺和电化学性能俱佳的硅负极材料,以丙烯酰胺和硅粉为原料通过简单的合成工艺制备了一种复合物。借助X射线衍射技术、粒径分析和扫描电镜对该材料进行表征,结果表明制备的材料成分为硅、碳复合物,平均粒径为5.07μm,位于商用锂离子电池要求的负极材料粒径范围,具有出色的工艺性能。将该材料匹配高镍三元材料组装成纽扣电池进行电化学测试,它又表现出优异的电化学性能。其初始库仑效率为81.5%,放电比容量高达1 200 mAh/g以上。在1 C(1 200 mA/g)充放电速率下经过50个循环,容量保持率高于99%。鉴于其优良的工艺和电化学性能,该材料可望在高比能动力锂离子电池中广泛应用,推动我国新能源产业的发展。     

纳米SnO2-SiO2复合氧化物的制备与电化学性能

以SnCl2·5H2O和Si(OMe)4为原料,通过尿素控制反应的pH值,采用水热法制备出了细小的SnOy-SiO2复合物,使活性物质SnOy很好地分散于非活性相物质SiO2中,保持活性成分在原子或纳米尺度上均匀分散于非活性基质成分中。纳米SnO2-SiO2复合物作为锂离子电池负极材料,其首次放电容量达到1208mAh/g,首次可逆容量为756mAh/g,首次库仑效率达到62.6%,随后的库仑效率都保持在90%以上,20次内每次循环的容量衰减率只有0.9%。纳米SnO2-SiO2复合物电极具有较好的循环嵌脱锂性能,是有希望的锂离子电池负极材料。     

纳米锡铁复合氧化物的制备与电化学性能

采用沉淀法制备了作为锂离子电池负极材料的纳米锡铁复合氧化物粉末,并用X射线衍射(XRD)对其结构进行了分析,用透射电镜(SEM)对其形貌进行了表征,对其充放电和循环性能等电化学性能进行了测试.结果表明,采用沉淀法可以制备出颗粒粒度分布较集中,尺寸为20 nm的锡铁复合氧化物;充放电过程中从20～50周,锡铁复合氧化物放电比容量由285,6 mAh/g衰减到279.1 mAh/g,放电容量保持率较高(98％),说明纳米锡铁复合氧化物具有较高的放电比容量和良好的循环性能.     

石墨烯纳米片-氧化亚钴负极材料制备与表征

采用水热法结合500℃高温焙烧制备了新型高性能锂离子电池负极材料石墨烯纳米片-氧化亚钴(GNS-CoO)复合材料。采用XRD及TEM等手段对石墨烯纳米片-氧化亚钴复合材料结构和形貌进行表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明,石墨烯纳米片-氧化亚钴复合材料的循环性能明显优于氧化亚钴,以200mA/g进行充放电得到首次放电比容量为1040.2mAh/g,50次循环后放电比容量为1027.8mAh/g,显示出良好的循环稳定性。     

氧化锌纳米纤维的制备、表征及电化学性能研究

通过静电纺丝法制备PAN/PVP/C4H6Zn O4复合纳米纤维,高温煅烧得到Zn O纳米纤维。分别通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)等手段对材料进行表征分析,并进一步研究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。SEM结果表明PAN/PVP/C4H6Zn O4复合纳米纤维直径大小约360 nm,煅烧后得到约150 nm的Zn O纳米纤维。电化学性能结果显示Zn O纳米纤维负极材料首次充放电比容量分别为767和1 208 m Ah/g,循环20周后比容量为342 m Ah/g,首周循环效率为63.5%。     

熔盐法合成电池材料残余锂盐的再利用

在熔融盐法制备LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NCM523)正极材料过程中,对残余的熔融盐进行回收利用。通过XRD、SEM和电化学性能测试等,考察二次利用的正极材料的性能。回收熔融盐合成的正极材料(NCM-R)和新鲜熔融盐所制备的正极材料(NCM-P)都具有良好的层状结构和形貌特征。NCM-P、NCM-R在3.0~4.3 V循环,10.0 C倍率比容量最大值分别为127.8 m Ah/g和125.67 m Ah/g,以1.0 C充放电,第500次循环的容量保持率分别为78.37%和76.13%。     

碳化钼/纳米硅/碳复合微球的制备及其储锂性能

石墨负极材料是现在商业化应用最广泛的负极材料。但是商业化石墨负极比容量较低,难以满足现在所需求的高能量密度电池。因此,需要开发新一代高能量密度负极材料。以盐酸多巴胺、钼酸铵、纳米二氧化硅为原料,通过溶液自组装法制备微米球前驱体,后经碳化、镁热还原获得碳化钼复合碳包覆纳米硅(Si@α-MoC_1-x/C)微米球结构,其中α-MoC_1-x原位生成于碳壳层中,二氧化硅还原的硅颗粒稳固结合在壳层之内。纳米硅的引入大大提高了α-MoC_1-x/C复合负极的比容量,同时α-MoC_1-x碳壳层作为保护层,避免电解液与纳米硅直接接触、缓解纳米硅嵌锂后的体积膨胀。产物Si@α-MoC_1-x/C表现良好的循环性能和倍率性能,在200 mA/g电流密度下循环150圈后容量保持率为63.1%(498 mAh/g)。     

球形钛酸镍的制备及其电化学性能表征

钛酸镍(NiTiO3)是一种新型锂离子电池负极材料,采用溶胶.沉淀法可制备尺寸均匀、表面粗糙的球形NiTiO3颗粒.将制备的球形NiTiO3作为锂离子电池负极材料,具有良好的电化学性能,在0.1 C(50mA/g)时,其初始充电比容量约为375.6 mAh/g,库仑效率为52.1％;第二次充电比容量为331.3 mAh/g,库仑效率为90.9％;在1C时,其初始充电比容量为295.4mAh/g,经过前十次电池活化,循环20～100次的容量基本没有衰减,容量保持率高达99.7％.将球形NiTiO3与片状石墨复合,可提高首次库仑效率,改善循环性能,增加电子导电率,减小电池极化,有利于NiTiO3锂离子电池负极材料的工业应用.     

纳米铜镍复合氧化物的制备与电化学性能

采用水热法制备了锂离子电池负极材料纳米铜镍复合氧化物粉末,并用X射线衍射对其结构进行了分析,透射电镜对其形貌进行了表征,充放电和循环性能等对其电化学性能进行了测试。结果表明,采用水热法可以制备出颗粒粒度分布较集中,尺寸为15 nm的铜镍复合氧化物;充放电过程中,从40周到50周,铜镍复合氧化物放电比容量由386mAh/g衰减到326 mAh/g,放电容量保持率较高(85%),说明纳米铜镍复合氧化物具有较高的放电容量和良好的循环性能。     

纳米钴铁复合氧化物的制备与电化学性能

采用沉淀法制备了作为锂离子电池负极材料的纳米钴铁复合氧化物粉末,并用X-射线衍射(XRD)对其结构进行了分析、透射电镜对其形貌进行了表征、充放电和循环性能等对其电化学性能进行了测试。结果表明,采用沉淀法可以制备出颗粒粒度分布较集中、尺寸为25 nm的钴铁复合氧化物;充放电过程中从40周到50周,钴铁复合氧化物放电比容量由268.9 mAh/g衰减到250.2 mAh/g,放电容量保持率较高(93%),说明纳米钴铁复合氧化物具有较高的放电容量和良好的循环性能。     

纳米铁锡钴复合氧化物的制备与电化学性能

采用沉淀法制备了作为锂离子电池负极材料的纳米铁锡钴复合氧化物粉末,并用X-射线衍射对其结构进行了分析、透射电镜对其形貌进行了表征并测试了充放电和循环性能。结果表明,采用沉淀法可以制备出颗粒粒度分布较均匀、尺寸为20 nm的铁锡钴复合氧化物;充放电过程中从30周到50周,铁锡钴复合氧化物放电比容量由292mAh/g衰减到269 mAh/g,放电容量保持率较高(92%),说明纳米铁锡钴复合氧化物具有较高的放电容量和良好的循环性能。     

碳包覆硫化锑纳米棒的制备及其储钠研究

以三氯化锑(SbCl3)和九水硫化钠(Na2S·9 H2O)为原料,以聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,以乙二醇为辅助溶剂,在200℃温度条件下,采用溶剂热法成功制备了一维直径为80～190 nm,长度约为40μm的Sb2S3纳米棒材料,并对该合成材料进行碳包覆.将该合成材料作为钠离子电池负极材料时,表现出优异的储钠性能.对于Sb2S3/C电极,在电流密度为200 mA/g时,首次放电比容量为1019.2 mAh/g,循环50次后,比容量保持在566.8 mAh/g,当电流密度提高为500 mA/g时,循环100次后,比容量保持在480.4 mAh/g.     

极片厚度对Si/C负极材料性能的影响

以纳米硅粉、有机物碳源及石墨为原料制备Si/C复合负极材料,用SEM和XRD测试分析材料的形貌和结构,并研究复合材料制成不同厚度负极片的电化学性能。纳米硅颗粒均匀分散在低体积效应的石墨中,石墨和硅材料在复合材料中无形态转变,属于物理复合;极片厚度为100μm时,电极的电化学性能最好,以100 m A/g在0.005~1.500 V恒流充放电,首次库仑效率达到94.1%,循环50次的容量保持率为90.6%。     

纳米钴铜复合氧化物的制备与电化学性能

采用沉淀法制备了作为锂离子电池负极材料的纳米钴铜复合氧化物粉末,并用X射线衍射(XRD)对其结构进行了分析,透射电镜对其形貌进行了表征,通过充放电和循环试验,对其电化学性能进行了测试。结果表明,采用沉淀法可以制备出颗粒粒度分布较集中,尺寸为20 nm的钴铜复合氧化物;充放电过程中从40周到50周,钴铜复合氧化物放电比容量由316 mAh/g衰减到309 mAh/g,放电容量保持率较高(98%),说明纳米钴铜复合氧化物具有较高的放电容量和良好的循环性能。     

锂离子电池Si/C/G复合负极材料的制备及性能研究

以纳米硅粉、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、人造石墨为原料,采用喷雾干燥和高温热解制备了Si/C/石墨复合负极材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及恒电流充放电等测试方法,研究了热解温度对复合材料结构、形貌和电化学性能的影响。复合材料电极电化学测试显示,当热分解温度为600℃得到的复合材料,以电流密度为100 mA/g充放电时,电极材料首次放电比容量为953.5 mAh/g,首次库仑效率为85.3%,50次循环容量保持率为87.2%。聚乙烯吡咯烷酮热解形成碳包覆的结构,以及石墨基体能有效地改善硅基负极材料的电化学性能。     

以草酸为燃烧剂固相法合成Li4Ti5O12

以锐钛型TiO2和LiOH·H2O为原料,草酸为燃烧剂,通过固相法合成了锂离子电池负极材料Li4Ti5O12。用XRD、SEM和电化学性能测试对样品进行了分析。添加草酸制备的Li4Ti5O12为纯尖晶石结构,结晶度高,平均粒径为0.5μm;以0.5C在1.0～2.5 V循环,首次放电比容量为160.7 mAh/g,第50次循环的容量保持率为93.8%,比未添加草酸的样品分别提高了10.6 mAh/g、13.4%。     

碳热还原法制备负极复合材料Sn/C

通过碳热还原法,以纳米碳、改性天然石墨为碳源还原SnO2,并用沥青进行二次碳包覆,制备了锂离子电池负极复合材料Sn/C。对样品进行了XRD、SEM分析及充放电性能测试。SnO2被过量的碳还原,形成粒径为1～2μm的金属Sn球。以改性天然石墨为碳源制备的样品,首次充电(脱锂)、放电(嵌锂)比容量分别为412.4 mAh/g和591.1 mAh/g;第20次循环的充电比容量为342.1 mAh/g,库仑效率从第2次循环开始均在97.0%以上。     

Sn-Co-Zn纳米棒阵列合金电极的制备及性能

采用液相法制备铜纳米棒阵列,并用作锂离子电池负极集流体,通过电沉积制备Sn-Co-Zn纳米棒阵列合金电极。合金电极主要是由Co Sn、Co Sn2和单质Zn组成的混晶。以1 C在0.02~1.50 V循环,合金电极首次循环的放电比容量为813.8 m Ah/g,库仑效率为87.5%,第50次循环的放电比容量为467.0 m Ah/g。电极活性材料多相结构及纳米阵列间隙,可缓解嵌锂过程中的体积膨胀。