Sn/石墨/无定形碳材料的合成及性能研究

采用水热法引入无定形碳,并通过碳热还原合成了Sn/石墨/无定形碳样品。通过X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)以及充放电测试等方法对形貌、结构和电化学性能进行表征,研究结果表明:无定形碳材料的引入对改善Sn材料的循环性能效果显著,所制备的复合材料样品具有以Sn为中心、无定形碳包围、石墨填充的类核壳的结构,首次可逆比容量为533.2 mAh/g,50次循环之后仍然保持有81.4%的容量。     

废石墨化学沉积包覆作锂离子蓄电池负极材料

以大功率石墨电极废品破碎后的微粒为“核”,以中温沥青为包覆原料,经化学沉积包覆形成“核-壳”型锂离子蓄电池负极材料。采用恒电流充放电和循环伏安等方法检测人造石墨包覆前后的充、放电性能和循环性能,以及锂在其中的嵌入脱出反应。结果表明:单颗粒核壳型包覆有效地改善了石墨界面处固体电解质相界面(SEI)膜结构,缓解了电解液在界面发生的强烈还原反应,保护了人造石墨(AG)结构、提高了AG用作锂离子蓄电池负极的充、放电性能。首次放电比容量由包覆改性前的255.5mAh/g增至305.4mAh/g,首次库仑效率则从包覆前的80.8%提高到90.2%;50次循环后放电比容量由改性前的154.1mAh/g提高至302.3mAh/g;同时,改性后的人造石墨提高了对碳酸丙烯酯(PC)系电解液的相容性。     

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。     

C/TiO2包覆SiO2用作锂离子电池负极材料

以多孔SiO_2为内核,利用TiO_2与碳外层包覆制备出双壳结构(SiO_2@TiO_2@C)作为锂离子电池的负极材料。TiO_2纳米粒子均匀地嵌入具有多孔的SiO_2粒子内部和表面,形成SiO_2@TiO_2核-壳结构。碳包覆形成的外壳可以很好地避免SiO_2与电解质直接接触,因此形成稳定的SEI膜。得到的SiO_2@TiO_2@C核-壳-壳材料具有疏松的多孔结构、高比容量、优异的倍率性能和稳定的长期循环性能。比表面积和总孔隙率分别为261.3 m~2/g和0.46 cm~3/g,在电流密度为0.1 A/g时,首次库仑效率为74.7%,100次循环后的放电比容量为638 m Ah/g,容量保持率大于98.5%。这些结果表明所得到的复合材料有很好的前景,在改进各种储能材料方面可能具有潜在的应用。     

负极材料石墨/SnO2/无定形碳的电化学性能

用液相法合成石墨/SnO2复合材料,再以葡萄糖为碳源,用水热法包覆碳,合成石墨/SnO2/无定形碳复合材料。用XRD、SEM、恒流充放电和循环伏安法对复合材料的结构、形貌和电化学性能进行分析。两种复合材料中,SnO2的结晶度都很低,包覆的碳为无定形结构;石墨/SnO2/无定形碳复合材料的团聚较少,循环性能良好,以100 mA/g充放电,首次充电比容量为432.1 mAh/g,第45次循环时为403.4 mAh/g,容量保持率为93.4%。     

正极材料LiNi1/3CO1/3Mn1/3O2包覆LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的性能

以NiSO4·6H2O、CoSO4·7H2O、MnSO4·H2O、NH3·H2O及NaOH为原料,采用共沉淀方法在LiNi0.8 C00.15 Al0.05 (OH)2球形粒子表面包覆一层Ni1/3 Co1/3Mn1/3(OH)2三元材料前驱体,配锂后在750℃下、氧气气氛中焙烧12 h,合成复合层状材料Li[(Ni0.8 Co0.15Al0.05)0.97(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.03]O2.复合层状材料具有核壳结构,包覆壳层的厚度约为1μm.复合层状材料在2.8～4.3 V充放电,0.1C首次放电比容量为188.2 mAh/g;0.2 C循环100次的容量保持率为96.2％;在55℃下以0.2C循环100次,放电比容量保持在163.2 mAh/g.     

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.     

碳包覆硅/碳复合材料的制备与性能研究

为提高锂离子电池商容量Si/C复合负极材料的电化学性能,采用喷雾干燥法制备了核壳结构的碳包覆Si/C复合材料.碳包覆Si/C复合材料为近球形颗粒,形貌规整,粒度分布均匀,呈正态分布,其物相结构和嵌脱锂的电化学反应与Si/C复合材料保持一致.碳包覆后,减小了充放电过程中复合材料电极的极化,电压滞后现象得到了显著的改善.碳包覆Si/C复合材料的最大放电比容量为512 mAh/g,略低于包覆前的材料,但循环稳定性大大提高,50次循环后的容量保持率为96%.     

TiO2包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的高温与高倍率性能

用载体转移工艺制备TiO2包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(TZ-NC M)材料,产物为层状α-NaFeO2结构,TiO2均匀包覆在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM)的表面.在2.8～4.3 V循环,TZ-NCM的5.0 C首次放电比容量为111.8 mAh/g;在55℃下以1.0 C循环50次,TZ-NCM的放电比容量为151.0 mAh/g.包覆TiO2能提高高倍率性能、高温稳定性和循环性能.     

碳包覆对CuFeS_2电化学性能的影响

FeS_2的理论比容量很高,但由于其室温循环可利用性很差,使其工业化应用受到了很大限制。CuFeS_2具有较好的光、电和磁性质,但其室温电导率较低,不能满足实际应用的要求。利用溶剂热方法对CuFeS_2进行碳包覆,以期改善Li/CuFeS_2电池的室温电化学性能。研究结果表明,碳包覆使CuFeS_2颗粒尺寸明显减小并且颗粒边缘更加圆滑。以其为活性物质装配锂电池,与CuFeS_2的放电曲线类似,分别在1.6和1.4 V出现两个放电平台。在60 mA/g电流密度下,首次放电比容量达到了563.2 mAh/g,接近CuFeS_2的理论比容量(583 mAh/g),比未包覆的CuFeS_2提高了约9.1%。在1 200 mA/g的高电流密度下,碳包覆CuFeS_2电极首次放电比容量达到了432.5 mAh/g,30次循环后的放电比容量仍可达到130 mAh/g,远高于纯CuFeS_2的比容量。循环伏安特性曲线以及交流阻抗谱测试结果表明,碳包覆使CuFeS_2电极的极化程度减小,电池的内阻下降,这从另一角度证实了碳包覆对CuFeS_2电化学性能的改善。