TiO_2/C/BP复合负极材料的制备及其储锂性能研究

为了提高TiO_2负极材料的电化学性能,采用球磨-超声-水热法制备了TiO_2/C/BP复合负极材料,测定了材料的循环放电比容量、倍率性能、循环伏安曲线和交流阻抗。结果表明,二氧化钛掺杂石墨、黑磷后,二氧化钛晶型不受影响,TiO_2/C/BP复合材料颗粒分散性得到改善、交流阻抗减小、导电性明显增强,与纯TiO_2相比,电流密度为100 mA/g,首圈放电比容量由320 mA·h/g提高到502 mA·h/g,第3圈放电比容量由175 mA·h/g提高到335 mA·h/g,经过100次循环后,纯TiO_2的放电比容量降至98 mA·h/g,而TiO_2/C/BP的放电比容量仍维持在255 mA·h/g,放电比容量保持率明显提高,库伦效率的稳定性也得到显著提高。     

离子热法制备Li4Ti5O12负极材料及其电化学性能

以醇胺类离子液体二乙醇胺乙酸盐为反应介质,钛酸四丁酯与乙酸锂为原料,低温常压下合成前驱体,再在高温下制备Li4Ti5O12负极材料.用X射线衍射、扫描电子显微镜和恒电流充放电分别测定材料的结构、形貌以及材料的电化学性能.结果表明:在700℃烧结12h,所得样品具有300nm的粒径,并表现出优良的电化学性能,在0.1C倍率下放电容量为162.8 mA·h/g,20次循环后比电容量保持在150.3 mA.h/g.     

黏结剂对SnO_2/石墨烯负极材料电化学行为的影响

针对SnO2用作锂离子电池负极材料所存在的体积膨胀率高及导电性差的不足,考察了羧甲基纤维素钠(CMC)/丁苯橡胶(SBR)和聚偏氟乙烯(PVDF)黏结剂对SnO2、SnO2/石墨烯负极材料电化学性能的影响。结果表明:1)200 mA/g下经过30次充放电循环后,当以CMC/SBR作复合黏结剂时,SnO2的首次放电容量和容量保持率分别为581.3 mA·h/g和37.6%,明显高于PVDF作黏结剂时的电化学性能(135.3 mA·h/g、10.6%);2)200 mA/g下经过100次循环后,当以CMC/SBR作复合黏结剂时,SnO2/石墨烯复合负极材料的首次放电容量、容量保持率分别为702.3 mA·h/g和43.8%,也高于PVDF作黏结剂时的电化学性能(552 mA·h/g和32.8%)。     

基于β-FeOOH纳米棒制备LiFePO_4/C和Fe_2O_3纳米电极材料及其电池性能

自制直径为90nm、长为500nm的β-FeOOH纳米棒为前驱物,通过碳热还原法和热分解法分别制备出形貌均匀、粒径为300nm的LiFePO4/C正极材料和粒径为100nm的Fe2O3负极材料,并研究它们对金属锂组成半电池和构造LiFePO4/C vs.Fe2O3全电池的电化学性能。结果表明：LiFePO4/C半电池在0.1C、0.5C、1.0C、5.0C、10.0C和15.0C（1C=170 mA g–1）倍率下放电比容量分别为158.8、153.2、144.3、126.8、111.0 mA h g–1和92.9mA h g–1。经过不同倍率循环后,返回0.1 C放电比容量为157.5mA h g–1,为初始0.1 C放电比容量的99.2%。Fe2O3半电池在50mA g–1电流密度下首次放电比容量为1655.5mA h g–1,循环50次后,仍保持460mA h g–1的放电比容量。LiFePO4/C vs.Fe2O3全电池在0.1 C倍率下,相对于LiFePO4活性物质,首次放电比容量为148.7mA h g–1;相对于Fe2O3活性物质,首次放电比容量为441.7mA h g–1。由LiFePO4/C纳米粒子作为正极材料、Fe2O3纳米粒子作为负极材料组成的全电池在0.1 C到2.0 C不同倍率下均表现出了良好的循环性能,且返回0.1 C后其放电比容量相对于初始0.1 C放电比容量无衰减。可见,以β-FeOOH纳米棒为前驱物控制制备的LiFePO4/C正极纳米材料和Fe2O3负极纳米材料可以有效地提升电池的性能。     

锂在负极材料中的扩散行为对其大倍率充放电性能的影响

采用恒电位阶跃的方法,对锂在锂离子电池负极材料中的扩散系数进行测量,对天然石墨和中间相炭微球两种负极材料进行了大倍率充放电性能测试。结果表明,锂在两种负极材料中的扩散系数是不同的,锂在天然石墨中的扩散系数较小,只有1.90×10-11cm2/s,而锂中间相炭微球中的扩散系数较大,达4.25×10-9cm2/s,扩散系数大,电极的大电流充放电性能好,天然石墨在5 C放电下放电平台升高到0.3 V,放电容量急剧减小,而中间相炭微球在5 C放电下仍能保持0.2 V左右的放电平台,放电容量保持在234 mA.h/g。     

新能源汽车电池负极材料的制备与性能研究

采用原位合成法制备了镍-氧化镍/多孔碳纳米片（Ni-NiO/PCNs）负极材料,对比分析了氯化钠模板、退火温度和退火时间对负极材料物相组成、显微形貌和电化学性能的影响。结果表明,Ni/PCNs、Ni-NiO/C和Ni-NiO/PCNs负极材料都主要含有镍和无定型C相,且后2种负极材料还含有氧化镍相;300 ℃/4 h为Ni-NiO/PCNs负极材料适宜的退火工艺,此时Ni-NiO/PCNs负极材料中Ni-NiO粒子分散性较好且保持着三维片层结构,平均尺寸约为27 nm,Ni-NiO实现了对无定型C的包裹;退火时间过长（6 h）会使得镍粒子过氧化且发生团聚,而温度过高（400 ℃）会使得粒子以团聚为主,三维片层状结构消失。电流密度为1 A/g、循环5 000圈后Ni-NiO/PCNs负极材料的放电比容量为235 mA·h/g,此时的放电比容量约为首圈放电比容量的83.93%;Ni-NiO/C和Ni/PCNs负极材料在充放电循环过程中以及循环5 000圈后的放电比容量和容量保持率都明显低于Ni-NiO/PCNs负极材料,Ni-NiO/PCNs负极材料具有更好的循环稳定性,这主要与其具有独特的多孔三维片层结构有关。     

过期藻酸双酯钠药片的电化学储钠/锂性能

为了开发过期藻酸双酯钠药片中的非医疗价值,首先采用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪及Fourier红外光谱仪研究了其微观形貌、元素组成及结构,然后进一步利用恒流充/放电与循环伏安技术研究了其电化学储钠/锂性能。结果表明:虽然藻酸双酯钠药片已经过期3年,但其主要成分和结构并未发生明显变化;在50 mA/g循环充/放电时,藻酸双酯钠负极材料在钠离子电池和锂离子电池中的首次放电比容量分别为126.6和282.3 mA?h/g,可逆放电比容量分别为95.7和158.5 mA?h/g,表现了良好的电化学储钠/锂性能及作为钠/锂离子电池负极活性材料的可行性。     

金属有机聚合物基负极材料的制备及其储锂性能Q

为了寻求优异电化学性能的新型金属有机聚合物基负极材料，以偏苯三甲酸作为有机配体和六水硝酸钴进行配位，通过水热法合成了一种新型的钴基金属有机聚合物（Co-MOP）。在空气气氛下，对Co-MOP分别以500 ℃、600 ℃、700 ℃高温煅烧获得相应的Co-MOP-500、Co-MOP-600、Co-MOP-700衍生材料。Co-MOP衍生材料用作锂离子电池负极材料进行了研究。电化学测试结果显示Co-MOP-600展现出了优异的电化学性能。在100 mA/g的电流密度下，Co-MOP-600电极的首圈放电比容量达到1818.5 mAh/g，循环100圈后比容量还能维持1308.5 mAh/g。     

用于钠离子电池的热解氢化无烟煤负极材料（英文）

无烟煤成本低廉，在储能领域具有较大应用潜力，但原始无烟煤作为钠离子电池负极材料可逆容量太低。在不同温度下对无烟煤进行煅烧处理。结果显示，无烟煤1 300℃热解产物(A-1300)具有最高可逆总量，在20m A/g电流密度下容量为307 mA·h/g，但其倍率性能不佳，500 mA/g时A-1300的容量仅为105 mA·h/g。通过氢化-热解两步策略不仅能降低热解温度，也可显著改善其倍率性能。结果表明：氢化后的无烟煤更易石墨化，900℃热解产物(H300-3-900)在500 mA/g电流密度下循环500圈后的容量可达113 mA·h/g，表现出优异的倍率性能，而且低温制备更易商业化。     

LiNO3-TiO2-尿素体系燃烧合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12及电化学性能

以纳米TiO2和LiNO3为原料,尿素为燃料,燃烧法合成了锂离子电池负极材料Li4Ti5O12. 利用XRD、SEM和恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗对其进行表征. 结果表明,预设炉温850℃,尿素与锂摩尔比1,焙烧8 h,制备得到平均粒径小于500 nm、粒度分布均匀的纯相尖晶石型结构Li4Ti5O12,并具有良好的电化学性能,具有1.5 V充放电平台,在0.1 C倍率下(1 C=170 mA·h/g),其首次充放电容量达到168 mA·h/g,经过100次循环后放电比容量仍有162 mA·h/g,容量保持率96.4%.     

不同导电剂对硅碳复合负极性能的影响

导电剂的添加对负极材料在电池的循环性能中能否发挥其最优的性能起重要作用。文章以纳米硅碳复合负极材料为研究对象,研究了KS-6(导电炭黑)及SUPER-P(导电石墨)两种导电剂对硅碳复合负极材料电化学性能的影响。通过扫描电镜、电池测试系统分析了两种导电剂、负极片的形貌及负极片的电化学性能。结果表明添加粒度细小的球形状的SUPER-P的极片所表现出来的循环性能及大电流放电性能更好,其中首效可达到91.1%,循环50次容量保持率达到96.2%,600mA/g电流放电时比容量为178.5mAh/g。     

石墨烯负载纳米二硫化钴的制备及其在锂离子电池方面的应用研究

采用二次水热法将纳米二硫化钴负载于石墨烯上,并通过结构表征和电化学性能测试,探讨了纳米二硫化钴/石墨烯材料作为锂离子电池负极的性能。电容量测试结果表明：在电流密度为100 mA/g条件下,二硫化钴/石墨烯复合材料的首周充放电容量分别为1 610 mA·h/g和774 mA·h/g,测算出的库伦效率为48.1%;循环性能测试结果表明：经过50次循环测算后的复合材料的放电比容量为302 mA·h/g,容量保持率为33.4%;倍率性能测试结果表明：当电流密度回复到100 mA/g时,复合材料的比容量恢复至550 mA·h/g。实验制备的纳米二硫化钴/石墨烯复合材料在锂电池负极的应用上表现出了优异的循环性能和倍率性能。     

层状LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(1.95)Y_(0.05)(Y=O,F,Cl,Br)正极材料的合成及高温电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O1.95Y0.05(Y=O,F,Cl,Br)正极材料,在850℃空气氛围下煅烧20h得到晶型较好的正极材料。以XRD、SEM和充放电测试等手段对材料的晶体结构、表观形貌和电化学性能进行表征。XRD显示F-和Cl-掺杂材料具有高度有序的二维层状结构;充放电测试表明,掺杂F-和Cl-的材料放电比容量、循环性能和倍率性能均优于未掺杂材料,特别是掺杂F-材料在55℃,电压范围为2.0～4.6V,0.15mA电流下首次放电比容量高达207.5mAh/g,且0.9mA电流下第60次循环的容量仍达到165.1mAh/g。掺杂Br-的材料结构稳定性、循环性能和放电比容量均比未掺杂材料差。     

溶胶-凝胶法合成LiMn2O4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子蓄电池正极材料尖晶石结构的LiMn2O4粉体.考察了烧结温度对其结构及电化学性能的影响.随着烧结温度的升高,尖晶石型结构越来越完整,初始放电比容量增大,但循环性能却逐渐变差.在700 ℃下烧结10 h得到了性能较好的LiMn2O4粉体,在电流密度0.1 mA/cm2,截止电压3.5～4.4 V时首次放电比容量为126 mA · h/g,稳定放电比容量达110 mA · h/g,适合作为锂离子电池的正极材料.     

水热法合成聚酰亚胺及其储镁性能研究

以1,4,5,8-萘四甲酸酐和对苯二胺为原料，使用水热法在200℃下反应5 h,制备了聚酰亚胺(PI);采用红外光谱法(FTIR)和X射线衍射法(XRD)对其结构进行了表征；同时，组装了以PI为负极、硫酸镁水溶液为电解液、活性炭为正极的电池体系，并测定了PI的储镁性能，充电时，镁离子与负极PI发生还原反应，硫酸根离子嵌入到正极活性炭颗粒中；放电过程相反。恒电流充放电测试表明，在50 mA/g的充放电电流下，PI在首次循环中的充电比容量为107.6 mAh/g,放电比容量为94.6 mAh/g,效率为87.91%;100次循环后，放电比容量降为66.2 mAh/g,库伦效率升高到97.65%。最后，采用循环伏安法CV、EIS对PI电化学性能进行测试，证明PI具有良好的储镁性能。     

酞菁铁添加剂对AB3型镍氢电池电化学性能影响

采用共沉淀还原扩散法制备了La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金.以固相法合成酞菁铁,研究了酞菁铁作为镍氢电池电解液添加剂和负极添加剂时对电池电化学性能的影响,结果表明,在电解液中,当酞菁铁添加量为0.045％时,电池的最大放电容量提高了20 mAh/g,容量衰减率降低了10.98％;在电池负极中,当酞菁铁添加量为1.0％时,电池的最大放电容量提高了40 mAh/g,容量衰减率降低了13.14％.     

酞菁铁添加剂对AB_3型镍氢电池电化学性能影响

采用共沉淀还原扩散法制备了La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金。以固相法合成酞菁铁,研究了酞菁铁作为镍氢电池电解液添加剂和负极添加剂时对电池电化学性能的影响,结果表明,在电解液中,当酞菁铁添加量为0.045%时,电池的最大放电容量提高了20 mAh/g,容量衰减率降低了10.98%;在电池负极中,当酞菁铁添加量为1.0%时,电池的最大放电容量提高了40 mAh/g,容量衰减率降低了13.14%。     

高性能硅基复合锂离子电池负极制备及电化学性能EI北大核心CSCD

因硅具有高达4200 mA·h/g的理论嵌锂容量,成为目前最具有发展前景的锂离子电池负极材料。但是,因硅材料在嵌脱锂过程中存在巨大的体积膨胀(≥300%),制约了其作为锂离子电池负极的商业化应用。通过采用静电纺丝技术和碳源前驱体包覆相结合的方法,经过碳化处理制备的C@Si/C硅基复合负极。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对材料的物相结构和微观形貌进行了表征,采用热重分析实验研究了聚乙烯吡咯烷酮包覆后所得材料质量随温度的变化情况,通过Raman测试考察了碳化后所得硅基负极材料的石墨化程度。对所制备的硅基负极材料进行了恒电流充放电、循环伏安及交流阻抗谱分析。结果表明:经碳包覆后的静电纺丝Si/C纤维相较于未包覆前,电化学性能有了明显提升。在0.1 A/g的电流密度下,首次放电容量可达到1401.4 mA·h/g,首次Coulombic效率高达70.22%,经100圈循环后容量仍保持在582.6 mA·h/g,倍率测试结果表明,经过1.0 A/g的大电流密度测试后,在0.1 A/g的电流密度下,仍具有622.2 mA·h/g的可逆容量。     

大阪钛业科技生产高性能锂电池负极材料SiO

当前锂离子充电电池负极材料多采用石墨,其理论容量为372 mA·h/g,实际运行中为360 mA·h/g,且基本接近极限。大阪钛业科技(大阪チタニウムテクノロジーズ)于2012年开发出可用作锂电池负极材料的SiO产品,其理论容量为1 700~1 800 mA·h/g,是石墨的5倍。此外该产品为非晶构造,     

米粉作为碳源包覆改性氧化亚硅材料的研究

针对氧化亚硅（SiO）负极材料充放电过程中体积膨胀较大、容量衰减较快的问题,采用米粉作为碳源对SiO进行包覆改性。XRD测试结果表明,SiO和糯米粉包覆改性材料SiO-NM均没有显著的特征峰,为非晶体结构。SiO的首次放电比容量为1 980.6 mA·h/g,首次充电比容量为891.2 mA·h/g,首次充放电效率为45.0%;糯米粉包覆改性材料SiO-NM的首次放电比容量为942.9 mA·h/g,首次充电比容量为490.4 mA·h/g,首次充放电效率为52.0%,首次充放电效率显著提升。交流阻抗测试结果表明,SiO-NM的电荷转移阻抗R_ct为213.7Ω,显著小于Si的465.4Ω,表明材料的导电性能得到提高。