锡碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以纳米二氧化锡和酚醛树脂为原料,借鉴模板法制备介孔炭的过程,根据碳热还原的原理制备纳米锡碳复合材料。运用X射线衍射,扫描电镜,循环伏安(CV)以及循环性能测试等手段对合成材料进行研究。结果表明,所得复合材料中锡颗粒粒径在100nm左右,其均匀分布于碳基体中所形成的较大孔隙中,该结构既能缓解充放电过程中锡颗粒的体积效应,又能增强电解液的浸润,利于锂离子的传导。锡含量为78.5%(质量分数,下同)的复合材料具有较好的综合性能:在200mA/g的电流密度下,首次放电容量达1070mAh/g,充放电效率为70%,30次循环后放电容量保持在560mAh/g,且倍率性能良好,当电流密度增大到1600mA/g时,材料依然保有440mAh/g的比容量。     

锂离子电池Sn薄膜电极厚度对其电化学性能的影响

用电沉积方法在铜集流体上分别制备出不同厚度(2,0.5,0.25,0.12μm)的锡薄膜电极。用扫描电镜观察其表面形貌、以充放电实验比较其性能。结果表明,减小Sn薄膜厚度可改善电极的循环性能,但首次容量损失也增大。0.5μm厚的Sn薄膜具有最高的放电容量和较好的循环稳定性;其首次放电比容量为749mAh/g,40次循环时放电比容量仍保持578mAh/g。     

锂离子电池用金属锡电沉积层的储锂性能

以铜箔为基体,采用电沉积法制备锡电沉积层,并将其制成锂离子电池用锡电极。采用扫描电子显微镜、X射线能量分散分析、X射线衍射、循环伏安和恒流充放电等对锡电极的物理性质和电化学性能进行表征。结果表明:调整电沉积时间可以有效地改变锡沉积层的表面形貌;电沉积5min获得的网状多孔结构的锡沉积层具有较大的不可逆容量和较好的电化学循环性能;电沉积较长时间制得的致密颗粒状金属锡电沉积层具有相对较大的可逆储锂容量,但其在电化学循环过程中会出现容量衰退现象;锡颗粒尺寸的降低有利于改进颗粒状金属锡电沉积层的储锂性能;电沉积15min制得的锡沉积层由粒径较小的颗粒组成,经30次充放电循环后其可逆储锂容量为400mA·h/g。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成与性能研究

以Li2CO3,FeSO4·7H2O、(NH4)2HPO4和Na2EDTA为原料,采用水热法合成了锂离子电池正极材料LiFePO4,研究了原料混合液pH值对产物形貌和电化学性能的影响.结果表明,在pH=8下合成的样品属于橄榄石结构,0.1C、3.0～4.3V条件下充放电的首次放电比容量为141mAh·g-1,第20次循环的比容量为138mAh·g-1.     

(MlMg)Ni_(4-x)Co_(0.7)Zn_x合金的储氢性能

研究了储氢合金(MlMg)Ni4-xCo0.7Znx(0≤x≤0.3)的气相储氢特性和电化学性能。结果表明,随着Zn含量的增加,合金吸、放氢(室温下)的平台压力降低,最大储氢量减少,分别从1.58%(x=0)减少到1.44%(x=0.2)、1.19%(x=0.3);合金的放电容量减少,分别从380mAh/g(x=0)减少到366mAh/g(x=0.1)、345mAh/g(x=0.2)、271mAh/g(x=0.3),但循环稳定性得到提高,经100次充放电循环后的容量衰减率从16%(x=0)降低到4%(x=0.3);适当控制Zn含量,既对合金的放电容量无大的影响,又可提高合金放电的稳定性,尤其是在大电流下放电的稳定性。     

微波法一步合成锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究(英文)

以NH4H2PO4、Li2CO3和V2O5为原料,采用微波法快速合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。考察了微波功率、加热时间及产品中的理论碳含量对材料物理及电化学性能的影响。添加的乙炔黑具有还原剂、微波吸收体及导电剂的多重作用。XRD测试表明采用该法可以获得单相的Li3V2(PO4)3。电化学测试表明含2%C的Li3V2(PO4)3具有较好的充放电性能,充放电电流密度为7mA·g-1时,首次放电比容量为115.7mAh·g-1,20次循环后容量保持率为87.5%。与传统方法相比,微波法具有工艺简单,效率高,经济性好的优点。     

锂离子电池用聚合物电解质的制备与性能研究

通过原位复合法制备了PEO/LiClO4/SiO2聚电解质膜,采用TEM、XRD、交流阻抗法和充放电测试等研究了粒子的分布状态、聚合物电解质膜的结晶行为及组装成电池的充放电行为。结果表明,原位生成的SiO2粒子分布均匀,抑制了聚合物电解质的结晶,以此膜为电解质组装的全固态聚合物锂电池首次充电电压平台在4.2V左右,放电中值电压为3.6V,初始充电比容量为130mAh·g-1,50次循环后放电容量保持在84mAh·g-1。     

化学还原-球磨法制备Sn-Co-C锂离子电池负极材料的性能

采用化学还原法得到纳米级Sn-Co粉末,再经过与硬碳粉混合球磨得到Sn-Co-C复合粉体.能谱测试表明,样品Sn、Co、C原子分数分别为3.89%、1.47%、94.64%.SEM观察显示,50～100 nm锡钴微粒附着在片状的硬碳颗粒上.复合粉体与锂片组成模拟电池,首次放电比容量为558.4 mAh/g,首次充电比容量为338.5 mAh/g.30次循环后,放电比容量保持在348.2 mAh/g,保持率为62.4%;充电比容量保持在335.4 mAh/g,保持率为99.1%.充放电比容量较硬碳提高3倍左右.由分析放电曲线可知,第一次放电后在电极表面形成了固体电解质界面膜(SEI)膜,循环一次后该膜消失.     

La1-xCaxNi3.2Co0.3Al0.3低钴储氢合金的组织与性能

通过X射线衍射、扫描电镜和能谱分析了新型低钴储氢合金La1-xCaxNi3.2Co0.3Al0.3(0≤x≤0.4)合金的晶体结构、组织形貌及各相化学成分,并研究了该合金的电化学性能.结果表明:当x≤0.1时,合金基本保持LaNi5主相和LaNi3第二相;当0.1＜x≤0.3时,出现的Al(NiCo)3第二相替代了LaNi3第二相.随着Ca含量的增加,合金活化性能变差,当x=0.2时,放电容量达到最高值(为295 mA·h/g),合金经300次充放电后,循环容量保持率为82.5%,且循环寿命得以改善.     

新型纳米SnO2-CuO复合氧化物负极材料的制备与电化学性能

以SnCl4·5H2O、Cu(NO3)2·3H2O和NH3·H2O为原料,采用化学共沉淀法制备了纳米SnO2-CuO复合粉末.运用热重和差热分析、X射线衍射、扫描电镜和红外光谱等手段对合成粉末进行了表征.将合成粉末作为锂离子电池负极材料,研究了其充放电容量、循环性能和交流阻抗等电化学性能.结果表明,采用化学共沉淀法可以得到平均粒度为87 nm的SnO2-CuO粉末.在SnO2中掺入CuO,并没有改变SnO2的结构,但能够有效抑制SnO2粒子的长大.纳米SnO2-CuO粉末的可逆容量可以达到752 mAh·g-1,经60次循环后,纳米SnO2-CuO粉末的容量保持率分别为93.6%,优于纳米SnO2(92.0%),说明掺杂CuO改善了纳米SnO2的循环性能.