二氧化锡/石墨复合负极材料制备与电化学性能

以氯化亚锡和天然石墨为原料,通过化学沉积和高温烧结制备二氧化锡/石墨复合材料。材料表征发现,纳米二氧化锡颗粒(约50 nm)均匀沉积在石墨鳞片表面。纳米二氧化锡颗粒作为储锂母体可有效缓解体积效应。石墨鳞片作为SnO2颗粒的载体,不仅使得SnO2分散更加均匀,还能有效地抑制锡颗粒充放电时发生团聚和粉化,提高材料的循环稳定性。实验分析了不同组成的SnO2/石墨复合材料的电化学性能。结果表明,制备的材料表现出优异的电化学性能,其在100 mA/g的电流密度下循环时,比容量保持在450 mAh/g以上;在2.4 A/g的电流密度下循环的可逆比容量也在230 mAh/g以上。     

纳米SnO_2/C微球材料的制备及电化学性能表征

采用化学沉淀法,并通过进一步的水热反应,制备得到纳米二氧化锡颗粒,通过TEM分析知纳米二氧化锡颗粒的粒径约为5 nm;通过2,4-二羟基苯甲酸和甲醛之间的缩合反应,在体系中加入纳米二氧化锡颗粒,再通过水洗和热处理等步骤制备了纳米SnO_2/C碳包覆微球,控制加入二氧化锡纳米颗粒的质量制备了不同样品来探究其对材料形貌及性能的影响。研究表明,当添加纳米二氧化锡含量为40%时,纳米SnO_2/C复合材料的电化学性能最佳。在电流密度为100 m A/g充放电时,首次可逆比容量为825.2 m Ah/g,第100次循环的可逆比容量为593.2 m Ah/g,容量保持率达71.9%。     

SnO2/石墨烯纳米复合材料的制备及储锂性能

将氧化石墨烯与SnCl2·2 H2O水溶液混合,搅拌过程中滴入氨水,经空气中干燥,最后在氩气气氛中退火制得SnO2/石墨烯纳米复合材料.X射线衍射(XRD)表征确定了SnO2纳米颗粒的晶格结构.场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)表明:SnO2纳米颗粒均匀分布在石墨烯片层中,且两者结合紧密.作为锂离子电池负极材料,所制备的纳米复合材料的首次可逆比容量为970 mAh/g,以50 mA/g的电流密度循环50次后比容量为639 mAh/g,表现出优越的循环性能.同时,该复合材料具有良好的倍率性能.     

喷雾干燥-碳热还原法制备的Sn2Sb/C复合材料

以纳米SnO2、Sb2O3和酚醛树脂为原料,采用喷雾干燥-碳热还原法制备核壳结构的Sn2Sb/C复合材料。XRD、SEM和TEM分析表明:纳米尺寸的Sn2Sb合金均匀分布在碳微球中。恒流充放电测试表明:材料的首次充电比容量为618mAh/g,第20次循环的充电比容量为411.3 mAh/g,容量保持率为66.6%。材料具有较高的可逆比容量和较好的循环性能,是由于碳微球对纳米合金颗粒的分散包覆,抑制了纳米合金颗粒的团聚,缓解了充放电时的体积膨胀。     

二氧化锡@化学掺杂聚苯胺负极材料性能研究

为了提高二氧化锡(SnO2)作为锂离子电池负极材料的电化学性能,通过化学氧化法合成了化学掺杂聚苯胺包覆SnO2(SnO2@PANI)的复合材料.通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、红外吸收光谱、比表面积分析、热重分析和电化学测试对复合材料进行了分析研究.结果表明,化学掺杂的聚苯胺包覆在SnO2表面,没有影响SnO2的晶体结构.电化学测试结果显示,随着聚苯胺含量的变化,SnO2负极材料的电化学性能呈现出一定的变化规律.当聚苯胺含量为23％时,SnO2@PANI复合材料表现出较好的循环稳定性:在100 mA/g的电流密度下,循环100次后依然可以保持594 mAh/g的可逆比容量.这表明化学掺杂聚苯胺的包覆对SnO2作为锂离子电池负极材料的电化学性能改善作用是明显的.     

水性粘结剂对纳米SnO2电化学性能的影响

采用溶胶.凝胶法制备了纳米SnO2粉末,研究了水性粘结剂对SnO2电化学性能的影响.使用6%的水性粘结荆LAl33,SnO2的首次可逆比容量为621 mAh/g,约比使用PVDF时大2倍.改变LAl33的含量、电流密度和电压范围,能提高SnO2的循环性能.当LAl33的含量为10%时,15次循环后,SnO2的平均容量保持率为67.7%;降低上限截止电压有助于提高SnO2的循环性能,当电压范围为0～0.8 V时,20次循环后的容量保持率高达99.7%.     

SnO2/MCMB核壳负极材料的嵌锂性能

以酸处理的中间相炭微球(MCMB)为载体,先用液相法在MCMB表面生成少量二氧化锡(SnO2),再以水热法在MCMB表面生长SnO2纳米棒,合成SnO2包覆MCMB的核壳结构材料.用XRD、SEM和透射电镜(TEM)测试对材料进行分析,用恒流充放电和循环伏安实验对材料进行研究.以100 mA/g的电流在0.001～ 2.000 V循环,材料的首次充、放电比容量分别为1 038.4 mAh/g和1 577.6 mAh/g,第25次循环的放电比容量为581.9 mAh/g.     

碳包覆Fe3O4纳米负极材料的制备及电化学性能

以Fe(NO_3)_3·9 H_2O作为铁源、无水葡萄糖为碳源,利用水热法及高温煅烧法制备碳包覆Fe_3O_4纳米颗粒。通过控制不同C/Fe摩尔比,探究其对材料形貌结构及电化学性能的影响。研究表明:当C/Fe摩尔比为10时,碳包覆Fe_3O_4纳米颗粒具有完整的碳包覆结构且分散程度好、粒径均一,具有最优的电化学性能;在100 mA/g的恒定电流密度下循环100次后,可逆比容量为741.5 mAh/g,容量保持率可达65.9%。     

锂离子电池Sn-Co-C复合负极材料的合成与研究

以纳米金属氧化物和酚醛树脂为原料,采用喷雾干燥法得到前驱体,经高温碳热还原后制备了核壳结构的Sn-Co-C复合负极材料。通过XRD、SEM和TEM分析表明,生成的纳米尺度的Sn-Co合金颗粒均匀分布于碳微球内部。恒流充放电测试表明Sn-Co-C复合负极材料,首次可逆比容量为391 mAh/g,经过100次循环后比容量为307.1 mAh/g,容量保持率为78.5%。由于碳微球对纳米合金颗粒的分散包覆,缓解了充放电时的体积膨胀,抑制了纳米合金颗粒的团聚,从而使其具有较高的可逆比容量和较好的循环性能。     

二氧化锡基复合材料的制备及电化学性能

以聚乙烯醇(PVA)、SnCl2·6H2O和盐酸为原料,用水热法制备了交联PVA包覆的二氧化锡(SnO2).纳米SnO2颗粒被包在产物的线性网络结构骨架中.经350℃、400℃和500℃炭化处理2h,分别得到SnO2/C、SnO2/Sn/C和Sn/C复合材料.SnO2/C复合材料的循环性能最好,以100 mA/g在0....     

氧化锌在镍氢动力电池中的应用

以氧化锌(ZnO)为添加剂,制备了加锌MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)贮氢合金电极。添加0.5%的ZnO制作的电池,初始开路电压为1.20 V;在1.0~1.6 V循环,0.2 C首次放电比容量达到291.7 mAh/g,第100次循环的容量保持率为95.88%,相比于空白MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)电极,分别提高了0.39 V、31.6 mAh/g和5.70%。用该电极制作的200 Ah镍氢动力电池,搁置电压大于1.20 V,在0.8~1.6 V循环,0.2 C首次放电容量达到200 Ah,而未加锌的合金电极制作的电池,第3次循环才达到额定容量。ZnO的加入不影响电池标准循环寿命、荷电保持和容量恢复能力。     

高温热解法制备Ni掺杂纳米MnO的性能

以醋酸锰和醋酸镍为原料,通过高温热解法制备掺杂5%金属Ni的纳米金属氧化锰(5%Ni-MnO)样品。用XRD、SEM对样品的晶型、颗粒形貌进行分析。5%Ni-MnO样品为均匀分布于50~100 nm的一次颗粒。恒流充放电测试结果表明:当电压为0~3.0 V、电流为0.2C时,5%Ni-MnO样品的可逆储锂比容量高达845.4 mAh/g,首次充放电库仑效率为77.1%。在5.0C倍率下,比容量仍高达407.4 m Ah/g。     

控制结晶法制备球形锰酸锂的研究

采用控制结晶法制备出球形MnCO3前驱体,经预处理后得到多孔隙球形Mn2O3,与Li2CO3研磨混料,高温煅烧合成了结晶完整的球形尖晶石型LiMn2O4。比较了普通高温固相法与控制结晶法对锰酸锂电化学性能的影响,结果表明,后者制备得到的球形锰酸锂具有更高的可逆容量和更好的循环稳定性能。常温下,普通高温固相法合成的锰酸锂初始放电比容量为129.12mAh/g,100次循环后容量保持率仅77.38%。而准确化学计量的球形锰酸锂初始放电比容量为129.40mAh/g,100次循环后,容量保持率为95.28%;富锂球形锰酸锂首次放电比容量为116.28mAh/g,经150次充放电循环后,放电比容量为112.95mAh/g,容量衰减率为2.86%,平均每个循环仅衰减0.019%。锰酸锂的球形形貌愈完整,其电化学性能亦愈优越。     

碳包覆MnSn2锂离子电池负极材料合成及性能

用球磨-热解法合成了碳包覆锂离子电池锰锡合金负极材料MnSn2/C.通过XRD、TEM和电化学测试对材料进行了表征.制备的材料粒径大小分布在1～2μm之间,合金材料表面完全被碳包覆,碳层厚度约为60～ 120 nm.在充放电电压为1.5 V到0V范围内,初始可逆充电比容量为675 mAh/g,经过20周的循环后,充电比容量仍然保持为440mAh/g.与没有碳包覆的MnSn2贸极材料相比,其循环性能有较大提高.     

纳米SnO2和SnO的制备及其电化学性能

用流变相法制备了锂离子电池负极材料纳米SnO2和SnO.用恒流充放电和慢扫描循环伏安等方法考察了试样的电化学性能,结果表明:试样的循环性能和贮锂容量对充放电电压区间很敏感;当充放电电压区间在0.01～1.20 V时,Li/SnO2(SnO)电池的首次贮锂容量都超过了600 mAh/g,循环20次后的容量保持率分别可达90%和83%.     

多孔微晶炭的制备及储锂性能研究

将AR树脂液相炭化、高温炭化后,通过KOH活化及氢气还原制备了多孔微晶炭。采用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了炭化、活化及氢气还原样品的孔结构、微晶结构和表面化学性质,并通过恒电流充放电测试和循环伏安测试研究了该材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。研究结果表明:炭化样品首次可逆比容量为565.6 mAh/g,活化样品高达925.3 mAh/g,但循环性能欠佳;经氢气还原后首次可逆比容量仍可达684.0 mAh/g,30次循环后维持在约600 mAh/g,具有很好的循环性能。     

模板法结合溶剂热法制备SnO2多孔球体

采用模板法结合溶剂热法,利用葡萄糖脱水碳化和SnCl4水解制备SnO2负极材料。XRD、FE-SEM及BET分析结果表明:SnO2为四方晶系金红石型结构,由粒径约为15 nm的零维球形纳米颗粒集合形成几何结构完整的三维多孔球体,球体直径约1～2μm,比表面积为36.41 m2/g,平均BJH孔径和孔容分别为15.8 nm和0.211 cm3/g。电化学性能分析结果表明:在0.005～2.000 V循环,SnO2材料的0.1C首次充、放电比容量分别为1 796.7 mAh/g和896.1 mAh/g,从第4次循环开始,库仑效率在90%以上;第30次0.5C循环的容量保持率为66.98%。     

梯度型LiNi1-2xCoxMnxO2材料的研究

采用碳酸盐共沉淀法制备了四层浓度梯度型Ni1-2xCoxMnxCO3前驱体,通过固相法在不同煅烧温度下制备层状LiNi1-2xCoxMnxO2正极材料.经扫描电镜、X射线衍射实验分析表明该材料具有α-NaFeO2层状结构,粒径在100～500nm.经LAND电池测试系统在20℃,2.75～4.5V充放电电压范围内测试,...     

高能球磨制备钠离子电池负极材料CuP_2/C

采用高能球磨工艺,以金属铜粉、导电炭黑SP及廉价、无毒的商业红磷为原料,在氩气气氛中球磨处理36 h,合成二磷化铜(CuP_2)/C负极材料。用XRD、SEM技术分析材料的结构和形貌,用恒流充放电、循环伏安(CV)测试材料的电化学性能。纯CuP_2的容量衰减较快;CuP_2/C复合材料由于导电性良好的碳材料与硬的金属磷化物相互挤压,形成软硬镶嵌的片层结构,不仅改善了单一CuP_2的团聚现象,而且增强了导电能力,电极的循环稳定性得到改善。以100 mA/g在0.01~2.50 V循环,CuP_2/C复合材料的首次放电、充电比容量分别为796.15 mAh/g、450.44 mAh/g,首次循环的库仑效率为56.6%,第100次循环的放电、充电比容量维持在489.53 mAh/g、488.00 mAh/g,库仑效率为99.7%。