磷化钴/氮磷共掺杂碳复合材料的制备及其储锂性能

金属磷化物在储能方面具有优异的电化学性能。然而磷化物电导率低,体积膨胀严重,易导致材料粉化、脱落,影响电池的电化学性能。因此采用盐模板法制备了三维蜂窝状的磷化钴/氮磷共掺杂碳纳米材料(CoP₂/NPC)。三维多孔的纳米结构有利于离子/电子传输,当电流密度为100 mA/g时,循环100圈后,CoP₂/NPC具有560.1 mA·h/g的比容量,当增大电流密度到5 000 mA/g时,其放电比容量仍具有355.3 mA·h/g的稳定容量。     

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。     

金属硅的储锂性能

金属硅是硅矿石经过还原反应后含有金属元素(铁、铝、钙等)的不纯的硅粉,金属硅粉中硅的含量为60％～99.9％,价格远远低于纯硅粉.用廉价的金属硅作为锂离子电池的负极材料,研究了其电化学储锂性能.结果表明:对于不同的导电剂添加量,金属硅首次放电和充电比容量均高于纯硅;金属硅首次不可逆容量占70％,纯硅为85％,其循环性能比纯硅提高一倍以上;充放电电流密度越小,金属硅的容量衰减越慢:随着循环次数的增多,不同充放电电流所对应的容量逐渐趋近相同;金属硅和纯硅的储锂机理相近,在充放电循环过程中金属硅不断形成不可逆的Li13Si4、Li12Si7,这些不可逆相的存在消耗了材料中的Si,从而导致容量衰减.随着充放电的进行,晶态Si逐渐非晶化.     

锂离子电池柔性碳布负极材料的储锂性能研究

将柔性碳布用于锂离子电池负极材料,用循环伏安法及交流阻抗研究了电池电极材料的电化学性能,用充放电实验研究了电池的循环性能和倍率性能。结果表明,锂离子电池负极采用柔性碳布,具有高的锂储存容量,第一次放电比容量为157.48mAh/g,并且在随后各次的容量损失很小,电池循环趋于稳定。     

微通道反应器共沉淀法制备钴掺杂一氧化锰及其储锂性能

以乙酸锰、乙酸钴、草酸为原料,采用微通道反应器共沉淀法合成了花朵状的钴掺杂氧化锰（Mn1-xCoxO）锂离子电池负极材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）对电极材料的结构、形貌和元素状态进行了表征。采用恒流充放电测试和电化学工作站研究了钴不同掺杂量对一氧化锰负极材料电化学性能的影响。研究发现,随着钴掺杂量逐渐增加,Mn1-xCoxO由棒状演变为花朵状结构,比容量随着钴掺杂量增加先增加后下降。合成的Mn0.95Co0.05O在5C倍率下循环200次后放电比容量为496.7 mA·h/g,与未掺杂的一氧化锰相比其比容量提高约40.0%,显示出较好的电化学性能。     

ZIF-67衍生的多孔钴氧化物碳纤维制备及其储锂性能

以六水合硝酸钴、2-甲基咪唑为溶质,甲醇为溶剂,采用室温共沉淀法制备ZIF-67,并采用静电纺丝技术将ZIF-67掺杂在碳纤维中。研究了此负极材料的结构、形貌与电化学性能。由电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、综合热分析、X射线衍射（XRD）以及LAND电化学测试结果表明：以ZIF-67衍生的多孔钴氧化物碳纤维作为负极材料,具有较高比容量、良好的循环稳定性(在电流密度为100 mA·g^-1时,100次循环后比容量仍具有597.7 mAh·g^-1)。     

磷掺杂葵花盘基活性炭在锂离子电池负极材料中的应用

通过简单水热和活化方法制备磷掺杂葵花盘基活性炭,采用SEM,TEM,BET,Raman,XRD等方法对材料进行表征,将其用作锂离子电池负极材料。结果表明,活性炭材料用作锂离子电池负极材料时比容量高,库伦效率好,循环性能稳定。在500 mA/g的电流密度下,首圈充电容量达1052 mAh/g,库伦效率为48.9%。经200次循环后,容量仍保持在1000 mAh/g以上。     

烧结温度对Fe(OH)3胶体制备Fe2O3材料储锂性能的影响

以Fe(OH)_3胶体为铁源,探索了一步烧结法制备二维片状结构Fe_2O_3电极材料,考察了烧结温度(400、500、600和700℃)对材料微观结构和储锂性能的影响。结果表明:400℃烧结的样品为α-Fe_2O_3/Fe_3O_4复合材料,其他温度烧结得到的是纯的α-Fe_2O_3;随着烧结温度的升高,组成片状结构致密相连的不规则颗粒逐渐分离,二维片状结构接近坍塌。电化学性能研究发现:500℃下得到的样品电极具有相对较好的储锂性能,在1 A/g的电流密度下循环450圈后放电比容量达628.6 mA·h/g,当电流密度为4 A/g时,放电比容量仍有352.3 mA·h/g。动力学及电极稳定性分析发现,500℃烧结的样品Li~+扩散系数最大(还原峰和氧化峰对应的扩散系数值分别为:1.57×10~(–13)和4.60×10~(–13) cm~2/s),充放电循环过程中结构稳定性最好。     

天然石墨锂离子电池负极材料和循环性能研究

研究了两种提纯天然石墨的方法：热的浓ＮａＯＨ溶液和浓ＨＮＯ３溶液处理。并研究测试了这两类样品及核纯石墨的循环性能,结果表明,经过处理后的天然石墨的循环性能得到很大提高,因此提高天然石墨的纯度可能是提高天然石墨循环性能的重要因素之一。     

新型多孔炭的制备及其储锂性能

以竹笋为原料炭化获得生物质炭,再用氢氧化钾活化得到多孔生物质炭,采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和氮气物理吸附等方法对多孔生物质炭的微观结构和形貌进行了表征。以此多孔生物质炭作负极材料探究其电化学性能,结果表明在1 000 mA/g电流密度下,材料的首次充电比容量为286.9 mA·h/g,循环50次后充电比容量保持在201.8 mA·h/g,循环500次后充电比容量仍有221.5 mA·h/g,表明此多孔炭材料具有优良的电化学循环性能,使其有望成为具有竞争力的锂电池负极材料。     

有机电解液对锂离子电池合金型负极材料性能的影响

锂离子电池合金型负极材料的研究得到了广泛的关注,但是合金电极与电解液相互作用的研究非常少。本文采用电镀和热处理相结合的方法制备出Cu₆Sn₅合金薄膜电极,研究了各种电解液对电极性能的影响。研究结果表明,合金电极在LiN(CF₂SO₂)₂(LITFSI)为溶质的电解液中表现出比在常用的以LiPF₆作为溶质的电解液中更高的容量和更好的循环性能。合金薄膜电极在1mol·L^-1 LITFSI/EC∶DEC(1∶2)电解液中具有更小的反应电阻和更大的反应电流密度,锂离子在电极上插入和脱嵌的可逆性良好,反应电阻只有在1mol·L^-1 LiPF₆/PC电解液中的1/10。研究结果表明,乙烯碳酸酯(EC)由于在充放电过程中会形成固体电解质界面（SEI）膜,能大幅度提高材料的电化学性能,在锂离子电池中是不可或缺的。     

钠离子电池负极材料的储钠机制及性能研究进展

绿色能源的应用,促使着电化学储能与转换技术的飞速发展。锂离子电池作为储能领域最成功的二次离子电池之一,已被应用于各种电子产品中,但是由于锂资源短缺造成锂离子电池的成本增加,限制了其在大规模储能设备领域的应用。因此,寻找价格低廉、性能优异的二次离子电池是当下的研究热门之一。钠离子电池不仅拥有和锂离子电池相似的工作原理,而且还具有成本低、资源丰度大和可逆容量高的特点,有望成功地代替锂离子电池而应用于商业化生产。本工作主要综述了钠离子电池负极材料的性能研究进展,首先根据钠离子在负极材料存储方式不同,分析归纳了负极材料的插层反应、合金化反应和转换反应三种储钠机制,然后介绍了负极材料的结构修改、元素掺杂和材料复合三种改性方式,随后重点介绍了碳基材料、钛基材料、合金类材料、转换类材料和有机材料等几种关键的钠离子电池负极材料的电化学性能和所面临的问题,最后,以实际生产和工业应用为基础,展望了钠离子电池负极材料的研究方向。     

煅烧条件对钛酸锂电化学性能的影响

采用固相法合成钛酸锂,着重考察了煅烧温度、煅烧时间对产物比表面积、振实密度及电化学性能的影响,确定了最佳合成工艺条件。实验结果表明：煅烧温度为850℃,煅烧时间为20 h时产品的循环性能比较好,初始容量达到163.8 mAh/g,20次循环后的容量仍可达160 mAh/g以上。     

锂离子电池用硅-石墨/炭复合负极材料的电化学性能研究（英文）

以纳米硅、石墨和马铃薯淀粉为原料制备硅-石墨/炭复合负极材料,探讨复合材料的制备工艺对其电化学性能的影响,并采用扫描电镜和X-射线衍射法对材料的颗粒形貌和微晶结构进行表征。研究表明:当复合材料中m(Si)/m(graphite)为1∶4,球磨时间为10 h时,复合材料经20次循环后其可逆容量仍为466 mA·h/g,显示出良好的电化学性能,进一步分析表明纳米硅和石墨均对复合材料的可逆容量做出贡献,而且复合材料中含量较高的石墨的颗粒形貌和微晶结构对其电化学性能起关键性作用。     

高度有序非晶TiO2纳米管阵列的制备及其锂电性能研究

采用阳极氧化法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,借助XRD、TEM、SEM、EDX以及恒流充/放电方法以及循环伏安法研究了其微观结构、形貌及脱/嵌锂性能,并与锐钛矿型进行了比较研究.结果表明:阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列为无定形的非晶相结构,且沿垂直于钛片表面的方向定向排列;450℃热处理2h可促使TiO2纳米管由非晶相结构转变成锐钛矿型晶体,但并没有明显影响纳米管阵列的形貌;与锐钛矿型TiO2纳米管阵列电极相比,非晶态电极表现出了较高的脱/嵌锂容量,因为非晶态电极中的无序结构和缺陷为Li+脱/嵌提供了更多的空间和空位.     

锂离子电池硅负极材料储锂前后的ESR研究

本文采用电子自旋共振(ESR)来研究硅材料作为锂离子电池负极材料的机理。组装了以硅为负极材料,金属锂为正极材料的模拟电池,充电至不同的储锂状态后,测试了负极的ESR谱,并和储锂之前的硅材料的ESR谱进行比较,有助于从能带理论的角度认识硅负极储锂的机理。     

高容量型锂离子电池的制备及其电化学性能研究

锰酸锂(Li Mn2O4)圆柱形电池具有良好的循环性能、热稳定性、较高的容量以及相对低廉的价格,近年来成为电池研究的热点。采用刮刀涂布法制成电池,电池测试仪对电池的容量、寿命、电化学性能进行表征,电池的容量达到1520m Ah,稳定倍率可以达到1C,寿命达到400次以上,针刺测试表明其安全性能良好。     

混合石墨负极锂离子电池性能的研究

通过改变负极的配方,制作633048 s锂离子电池,分析了各种配方下,电池内阻随不同放电电压的变化情况;比较了不同负极配方电池容量与平台的保持率。当LCG含量小于10%时电池内阻较小,约小于60 mΩ,然而其循环性能和平台保持率小于20%。随着LCG含量的增加,约为15%时,100次循环容量保持率为91%左右,平台保持率为78%左右,内阻约为58mΩ,电池综合性能达到较好的水平。     

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。