石墨烯复合导电剂SP/CNTs/G对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2锂离子电池性能影响

用气相沉积法(CVD)和转移法制备了石墨烯,用超声分散及搅拌的方法分别制备了导电碳黑(SP)导电浆料,导电碳黑(SP)、碳纳米管(CNTs)复合导电浆料(SP/CNTs)及导电碳黑(SP)、碳纳米管(CNTs)和石墨烯(G)复合导电浆料(SP/CNTs/G),通过扫描电镜(SEM)、四探针测试、恒流充放电测试、循环伏安测试(CV)和电化学阻抗谱测试(EIS)等方法研究了导电剂对锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的表面形貌、电阻率和电化学性能的影响。结果表明:添加质量分数2%复合导电剂SP/CNTs/G的样品电阻率较小,0.2 C首次充放电比容量分别为201.93 m Ah·g~(–1)和180.29 m Ah·g~(–1),首次充放电效率为89.28%。3.0C循环5次后的放电比容量为161.45 m Ah·g~(–1),容量保持率仍有89.69%,1.0C循环50次后放电比容量为166.97 m Ah·g~(–1),容量保持率为96.65%,倍率和循环性能优良。     

锂空气电池Co-Pt二元催化剂的性能研究

以CoO和Pt催化剂(Co-Pt催化剂)作为二元催化剂并将其应用到锂空气电池中,通过场发射扫描电镜和X射线粉末衍射进行物理表征,采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电法研究样品的电化学性能。结果表明,Co-Pt二元催化剂具有良好的电化学性能,在0.025×10–3A·cm~(–2)的电流密度下首次放电比容量和能量密度分别可达到2225.8 m Ah·g~(–1)和5822.8 m Wh·g~(–1)。     

锂氧电池复合电解质电化学性能研究

将LiPF_6溶入EC/EMC/DMC作为锂氧电池电解质主体,并分别加入[Emim]BF_4和[DEME]TFSI离子液体制成复合电解质材料,组装成锂氧电池。通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6溶入EC/EMC/DMC-[Emim]BF_4体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.025×10~(–3)A·cm~(–2)电流密度下电池首次放电比容量为2 672×10~(–3)Ah·g~(–1),能量密度达6.468×10~(–3) Wh·cm~(–2)。     

利用累托石制备片状多孔硅碳负极材料

累托石是由二八面体的云母层与蒙托石层交替堆叠而成(1:1)的规则间层黏土矿物,是我国特有的矿种。目前的累托石开发中存在产品价廉、附加值低等问题,如应用于建筑材料等。与此同时,锂电池工业的快速发展亟需开发高容量的硅基负极材料。本文利用累托石特殊的层状结构和Si-Al交替分布的特征,采用镁热技术实现了从累托石到片状多孔硅的转化。通过碳包覆制备的硅碳复合材料可逆容量可达1300 m Ah·g~(–1),同时具有良好的循环稳定性和倍率特性。证实利用累托石制备高性能硅基锂电池负极材料是可行的,为累托石的高值化综合利用提供候选途径。     

可弯曲锂离子电池电化学性能的研究

以Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2为正极,石墨为负极;采用卷绕和叠片工艺制备理论容量为300 m Ah可弯曲锂离子电池。通过测试首次充放电效率、循环寿命和内阻等方法对电池电化学性能进行研究。实验结果表明:卷绕式单颗锂离子电池首次放电容量为67.0 m Ah(0.1C倍率),首次充放电效率为89.33%,并联成内阻为48 mΩ,循环300周后容量保持率为85.35%。叠片式电池首次放电容量为400.8 m Ah(0.1C倍率),首次充放电效率为93.49%,内阻为45 mΩ,循环300周后容量保持率为92.68%。     

Ni-Al层状双金属氢氧化物制备及其超级电容特性

采用滴加法制备了Ni-Al层状双金属氢氧化物。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪和X射线衍射仪等方法对样品进行形貌和结构表征。结果表明:样品是由大小在几百纳米到几微米的多晶颗粒组成。颗粒具有层状结构且表面粗糙多孔。通过循环伏安法和恒流充放电法对样品的电化学性能进行测试。结果表明:扫描电压速度为5 mV/s时,Ni-Al层状双金属氢氧化物电极的比电容达到1 872 F·g~(-1)。随着扫描电压速度的增加,电极的比电容逐渐降低。当扫描电压速度为100 mV/s时,电极的比电容降到了248 F·g~(-1)。随着充放电电流密度的升高,电极的比电容逐渐降低。当电流密度从0.5 A·g~(-1)升高到3 A·g~(-1)时,电极比电容的保持率约为78.7%。     

铜箔上制备CoSb3纳米颗粒薄膜在锂离子电池电极中的应用

锂离子电池性能研究和提高已成为化学电源领域热点,使用低压化学气相沉积(LPCVD)法在铜箔上制备CoSb_3纳米颗粒薄膜,该薄膜不添加任何粘合剂,直接用作锂离子电池电极。50次充放电测试数据表明:使用CoSb_3纳米颗粒薄膜的电极充放电性能良好,电荷存储容量较高;初始放电容量为378.8 mA·h/g,在初始充电过程中测试得到充入电容量为205.2 mA·h/g、库仑效率为54.1%;在第二个充放电周期获得了低了些的放电容量为222.6 mA·h/g和相应的充电容量205.2 mA·h/g,库仑效率为92.2%,从第二个循环周期开始锂离子电池已经有较高的充放电效率;在50个充放电周期后CoSb_3纳米薄膜的电容量下降到55.4 mA·h/g。在CoSb_3纳米薄膜的充放电周期中如此重大的电容量损失是归因于在锂化过程中产生了大型结构变化。     

聚合物支撑法制备活性炭膜材料及其超级电容性能

利用聚合物支撑法制备活性炭基碳膜材料,应用于超级电容器电极材料。研究了浓酸改性时聚合物支撑对碳膜的结构和电化学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、氮气等温吸脱附(BET)等方法表征材料的微观结构,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等研究其电化学电容性能。结果表明,聚合物支撑法制备的碳膜在1 A·g~(–1)的电流密度下的比电容为128.9 F·g~(–1),低于纯活性炭的比容量(173.3 F·g~(–1));但是,该碳膜在浓酸改性后的比电容达到了185.6 F·g~(–1),远高于浓酸改性的活性炭(71.1 F·g~(–1))。主要原因是支撑聚合物在高温热处理留下的碳基支撑点对于活性炭丰富的孔道结构具有保护作用。     

用过氧化氢后处理多孔硅厚膜的一种新技术

提出使用过氧化氢后处理多孔硅厚膜.在乙醇、氢氟酸、过氧化氢溶液中,多孔硅样片做阴极施加电流密度为10 m A/cm2 ,希望通过后处理增强多孔硅表面的稳定性、光滑度和机械强度.研究了厚度为2 0 μm和70 μm的多孔硅厚膜经过过氧化氢处理后的微结构.扫描电镜图显示经过过氧化氢处理后的多孔硅厚膜表面的光滑度有极大的提高,X光衍射光谱揭示经过过氧化氢后处理后多孔硅表面形成了一层氧化膜     

用于微波/射频集成电路的一种新型低损耗介质——多孔硅及氧化多孔硅厚膜

提出在单片微波集成电路(MMIC)中用多孔硅/氧化多孔硅厚膜作微波无源器件的低损耗介质膜.研究了厚度为70μm的多孔硅/氧化多孔硅厚膜在低阻硅衬底上的形成,这层厚膜增加了衬底的电阻率,减少了微波的有效介质损耗.通过测量在低阻硅衬底上形成的氧化多孔硅厚膜上的共平面波导的微波特性,证明了在低阻硅衬底上用厚膜氧化多孔硅可以提高共平面传输线(CPW)的微波特性.