微米级P-Si@a-TiO2负极材料的制备及电化学性能

以微米级Al-Si合金粉为原料，采用去合金法和溶胶-凝胶法工艺制备了无定形TiO2包覆珊瑚状多孔Si结构的P-Si@a-TiO2材料，通过XRD、XPS、SEM和TEM测试对材料的结构和形貌进行了表征，分析并揭示了TiO2层的制备机理及包覆层厚度对复合材料电化学性能的影响规律。结果表明，珊瑚状多孔Si结构和适当厚度的包覆层可以有效缓冲材料的体积膨胀，提高电极的循环稳定性。当TiO2包覆层为10 nm时，对材料的改性效果最佳。此时的P-Si@a-TiO2材料的电极电势差仅为0.321 V，在1.0 A/g下循环50次后具有1357.4 mA·h/g的放电比容量，展现出优越的电化学性能。     

溶胶凝胶法制备Si/TiO2复合锂离子电池负极材料的研究进展

采用溶胶凝胶法制备Si/TiO2复合材料具有操作简单、包覆层致密均匀、电化学性能稳定等优点,成为目前最常用Si/TiO2的制备方法之一.本文综述了Si/TiO2复合结构对电化学性能的影响,论述了溶胶凝胶制备过程中影响该复合材料电化学性能的影响因素.为进一步提高Si/TiO2复合材料的电化学性能的研究提供了理论依据和建议.     

聚吡咯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能研究

利用水热法合成了海胆状MnO_2,通过吡咯聚合制备了PPy@MnO_2复合结构,研究了包覆时间、包覆量对PPy@MnO_2电化学性能的影响。用PPy@MnO_2纳米复合材料作为工作电极,在1 mol/L的Na_2SO_4溶液中利用三电极体系进行了电化学性能测试。PPy@MnO_2纳米复合材料的循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)研究表明,PPy@α-MnO_2-60纳米复合材料在吡咯与二氧化锰质量比10∶1、包覆时间6 h时电化学性能最佳,在电流密度0.5 A/g时比电容值为177.3 F/g。     

ZnF2包覆对锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的性能影响

本文用溶胶凝胶法制备了LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,然后用ZnF2对其进行表面包覆。XRD测试表明,包覆处理没有影响材料的晶体结构,EDS、SEM和TEM测试表明,2wt%ZnF2在LiNi0.5Mn1.5O4表面形成了约7 nm厚的均匀包覆层。对未包覆、1wt%、2wt%、3wt%包覆后的材料进行电化学性能测试对比,发现包覆后都能减弱电解液与基体间的相互作用,较大地稳定电极表面,提高了材料的电化学性能。其中,2wt%ZnF2包覆样品表现出最佳的电化学性能,0.2 C倍率下循环200圈后,其放电比容量维持在109 mAh/g,容量保持率为79.7%;在10 C时,放电比容量依然高达102.1 mAh/g;5 C高倍率下循环500圈后,放电比容量维持在94.2 mAh/g,容量保持率为85.6%。     

聚吡咯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能研究

利用水热法合成了海胆状MnO_2,通过吡咯聚合制备了PPy@MnO_2复合结构,研究了包覆时间、包覆量对PPy@MnO_2电化学性能的影响。用PPy@MnO_2纳米复合材料作为工作电极,在1 mol/L的Na_2SO_4溶液中利用三电极体系进行了电化学性能测试。PPy@MnO_2纳米复合材料的循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)研究表明,PPy@α-MnO_2-60纳米复合材料在吡咯与二氧化锰质量比10∶1、包覆时间6 h时电化学性能最佳,在电流密度0.5 A/g时比电容值为177.3 F/g。     

聚苯乙烯基多孔炭/二氧化锰复合材料的制备及电容性能

以水溶性聚磷酸铵为致孔剂,苯乙烯为碳源,制备出分级多孔炭(HPC),然后经水热法制备得到二氧化锰包覆多孔炭复合材料。采用X射线衍射分析、扫描电子显微镜、热重分析和物理吸附等对所得材料表面形貌以及结构性能进行表征;采用循环伏安法、恒流充放电、交流阻抗和循环稳定性测试对其进行电化学性能分析。结果表明,当KMnO_4∶HPC=4∶1时,所得复合材料中二氧化锰的含量为55%时,电容性能最好。在0.2 A/g的电流密度下,1 mol/L Na_2SO_4电解液的三电极体系中测试,该复合材料比电容最高可达到216 F/g,且循环1 000次后,比容量保持81%。复合材料优异的电容性能归功于分级多孔炭发达的孔隙结构和均匀的二氧化锰包覆。     

基于PANI/EG层间复合材料的Cd2 电化学传感器

以电化学氧化法制备的膨胀石墨(EG)为碳骨架，采用真空插层辅助原位氧化聚合法，使多孔塔尖状的聚苯胺(PANI)有序包覆生长在EG的石墨片层表面，构建了PANI/EG层间复合材料。采用SEM、TEM、XRD、FTIR、Raman、XPS和BET对PANI/EG复合材料的结构和组成进行表征。以PANI/EG复合材料修饰玻碳电极，采用SWASV法对Cd2 进行检测，通过CV和EIS测试修饰电极的电化学行为。结果表明：PANI/EG复合材料呈层状分级空间结构。EG质量分数为12%的PANI/EG修饰电极对痕量Cd2 检测的敏感度为7.814 μA/μM，检测极限为3.24 nM，检测范围为0.25~6 μM，重复性及抗干扰性良好。     

核壳结构Si/SiOx纳米复合材料的制备及电化学性能

通过溶胶–凝胶法与热处理相结合的方法合成了锂离子电池核壳结构Si/SiO_x纳米复合负极材料,采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、红外光谱分析了复合材料的结构,采用恒流充放电和电化学工作站测试材料的电化学性能。结果表明:纳米Si粒子表面被SiO_x包覆,形成了具有核壳结构的Si/SiO_x纳米复合材料。其中纳米Si粒子粒度为80～100nm,SiO_x厚度为15～19nm。合成Si/SiO_x纳米复合材料的首次放电容量达1093mA·h/g,经过100次循环后容量仍超过430mA·h/g,表现出良好的循环性能。     

热处理对锂离子电池硅/石墨/炭负极电化学性能的影响

将天然石墨、酚醛树脂和微米级硅粉进行球磨处理制备复合材料前驱物,再于N2气氛下700℃炭化得到硅/石墨/炭(Si/G/C)复合电极材料,采用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜及电化学循环充放电对其形貌、结构及其电化学性能进行表征.结果表明,Si/G/C作为锂离子电池负极材料具有高于900 mA·h/g的可逆比容量,40次循环后保持在550 mA·h/g.对电极进行热处理后,其循环性能显著提高,40次循环后比容量保持在700 mA· h/g.扫描电镜分析结果显示,热处理后集流体上电极材料分布更均匀,因涂抹不均形成的空隙不复存在.热处理后电极结构更致密、内部黏结强度增大使其结构稳定性明显提升,是电极循环性能提高的主要原因.     

原位包覆法制备LiVOPO4@C复合材料及其电化学性能

以LiVOPO4、硼酸三正丁酯为原料,采用原位包覆法制备了LiVOPO4@C复合材料。采用元素分析、比表面分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析以及电化学测试等手段对复合材料的组成、微观结构、表面形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,硼酸三正丁酯中少量硼元素的存在,起到了阻止LiVOPO4中V4+被生成的碳还原成V3+而形成Li3V2(PO4)3等物质的作用,保证了纯的LiVOPO4@C复合材料的形成。硼酸三正丁酯热分解后包覆在LiVOPO4颗粒表面,形成了一层多孔碳。多孔碳为锂离子在电极中的传输提供了更为便捷的通道,增加了电极颗粒之间的电接触,有效阻止了LiVOPO4颗粒的聚集,降低了电池极化,改善了LiVOPO4的电化学性能。壳层厚度为8 nm左右的LiVOPO4@C复合材料的电导率达到1.35×10-8S/m,0.2 C时首次放电容量达到146.0 mA.h/g,经50次循环后材料的容量保持率为98.8%,1.0 C倍率下的容量保持率达到96.25%。