Fe_2P_2O_7制备锂离子电池正极材料LiFePO_4的碳包覆优化研究

利用Fe_2P_2O_7和碳酸锂为原材料,并通过不同的碳包覆合成LiFePO_4/C复合材料.利用XRD、SEM、碳硫分析仪、恒流充放电法和循环伏安对产物的组成、结构、形貌和电化学性能进行测试,确定含碳量为2.45wt%的LiFePO_4/C复合材料具有更好的电化学性能.实验结果表明,在0.1C倍率下,锂离子电池的放电比容量为130.49 m Ah/g,在1C倍率下,锂离子电池的放电比容量为108.58 m Ah/g.     

Fe_3O_4@C锂离子电池负极材料的制备及其性能

首次合成了葡萄糖铁复合物GCFe,以GCFe为前驱体,采用原位煅烧法制备了纳米Fe_3O_4@C复合材料.利用TEM、IR、XRD、XPS、Raman光谱等技术,对该复合材料的结构进行了表征.作为锂离子电池负极,Fe_3O_4@C复合材料呈现出优异的倍率性能和循环稳定性,在电流密度为2 000 mAh·g~(-1)时,放电比容量为825.4 mAh·g~(-1),经过180次循环后,无明显的容量衰减.     

具有电容和脱嵌锂特性的锂离子电池复合负极材料性能

以中间相炭微球和活性炭为原料,采用物理混合的方法制备锂离子电池复合负极材料.用扫描电镜、X线衍射仪、恒电流充放电和循环伏安(CV)测试来表征材料的表面形貌、结构和电化学性能.研究结果表明:制备复合材料的中间相炭微球和活性炭混合均匀;复合材料首次放电和充电比容量分别为549和290 mA-h/g,当电压为0.25～3.00 V时,复合材料充电曲线斜率介于中间相炭微球和活性炭的充电曲线斜率之间,比容量为93 mA-h/g,显示复合负极材料同时具有脱嵌锂特性和双电层特性;循环30次后,复合材料的放电容量为240 mA-h/g;在充放电电流密度为4 A/g时,复合材料的电化学极化较中间相炭微球的极化显著降低,是一种具有发展前途的锂离子电池负极材料.     

煤沥青基类石墨烯碳/Fe_3O_4复合物的制备及其锂电性能研究

采用具有低软化点的煤沥青作为碳源,原位包覆Fe_3O_4纳米粒子制备Fe_3O_4/煤沥青基碳复合材料(简称Fe_3O_4/C),并研究复合物作为锂离子电池电极材料的性能.结果表明,所得煤沥青碳呈类石墨烯状包裹在Fe_3O_4纳米粒子周围,包覆前后所得产物的尺寸变化不大,约为200~400nm.XPS和热重分析证明复合物中存在C、O和Fe元素且Fe_3O_4含量为92.4%.采用交流阻抗、倍率性能和循环稳定性等对复合物进行电化学性能测试,所得的产品Fe_3O_4/C-700的电阻值为26.80Ω,比纯品Fe_3O_4的电阻值(126.04Ω)明显降低,说明煤沥青基碳具有提升Fe_3O_4导电性的功能.在0.1A·g~(-1)的电流密度下,Fe_3O_4/C-700复合物的放电比容量达993mA·h·g~(-1),比单纯Fe_3O_4的放电比容量(821mA·h·g~(-1))增加约21%;在0.4A·g~(-1)的电流密度下循环100次效率保留值为80.48%,表现较好的循环稳定性.所得煤沥青基类石墨烯碳原位包覆Fe_3O_4纳米粒子,有效抑制了后者在锂离子充放电过程中体积膨胀引起的聚集,同时增强了Fe_3O_4纳米粒子的导电性,使其表现出令人满意的电化学性能.     

Cu-MOF/rGO锂离子电池负极材料的制备及电化学性能

采用石墨烯掺杂的Cu-有机骨架化合物(Cu-MOF)复合材料(Cu-MOF/r GO)作为锂离子电池负极材料,研究其电化学性能.结果表明:在充放电电流密度为50 m A/g时,充放电循环50次后,材料的放电比容量可达到520m Ah/g.同时该材料也显示出较好的倍率性能和较高的库仑效率.Cu-MOF/r GO是一种具有前景的锂离子电池负极材料.     

MnO@CoMn_2O_4/N-C纳米线复合材料的制备及其作为锂离子电池阳极材料的电化学性能

过渡金属氧化物作为锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)阳极材料时具有较高的理论容量,但因其电导率低,以及充放电过程中的体积膨胀效应常会导致容量的快速衰减.碳包覆是提升金属氧化物导电性的有效方法,二者之间的协同效应也可以有效提升材料的电化学性能.以MnO_2纳米线为模板制备出MnO_2@ZIF-67有机-无机杂化纳米结构,再通过退火处理合成了氮掺杂碳包覆的MnO@CoMn_2O_4纳米线复合材料(MnO@CoMn_2O_4@N-C).ZIF-67的有机配体在高温煅烧过程中发生碳化反应,产生了氮掺杂碳,提升了导电性.当作为锂离子电池阳极材料时,MnO@CoMn_2O_4/N-C纳米线复合材料在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量为1 594.6 mA·h/g,并且在100次充放电循环后的放电比容量仍保持在925.8 mA.h/g,在0.5 A/g电流密度下经200次充放电循环后的放电比容量仍维持在837.6 mA·h/g,同时具有优异的倍率循环性能.这种优异的电化学储能特性主要来源于复合材料的特殊结构,以及氮掺杂碳的包覆.     

具有分级结构的Co_3O_4绣球花状微米球的构筑及其锂离子电池负极性能研究

采用溶剂热法合成了绣球花状Co_3O_4纳米材料,并利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪进行了微观形貌和结构的表征,结果显示样品的形貌为4~6μm绣球花状分级结构微米球,结晶良好,无杂相生成。该绣球花状Co_3O_4纳米材料用做锂离子电池负极材料时表现出很高的可逆比容量和良好的循环性能。在300 m A/g电流密度下,首次放电比容量达1 508 m A·h/g,经过20次循环可逆比容量为1 300 m A·h/g。其良好的电化学性能归功于绣球花状Co_3O_4材料的独特形貌,其多级结构能够缩短锂离子的传输路径,并且拥有足够大的孔隙,来适应和缓解电极材料在循环过程的体积效应。     

金属锡复合二硫化钼(Sn/MoS2)的制备及电化学性能研究

以(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O为钼源,以Sn_Cl_2·2H_2O为锡源,采用简单的溶剂热法经低温退火合成SnO_2-MoO_3前驱体;再进一步与硫氰化钾水热反应经低温煅烧即可得到Sn/MoS_2复合物.通过XRD,SEM等对合成材料的结构和形貌进行表征,采用恒流充、放电系统对合成材料的电化学性能进行了测试.结果表明:所合成的纯MoS_2纳米结构在作为锂离子电池负极材料时,具有较高的初始放电容量,但循环性能较差.所制得的Sn/MoS_2复合材料,大大改善了MoS_2的循环性能.当电流密度为100 m A·g~(-1)时,在0. 01 3. 0 V的电压窗口下循环70次后,Sn/MoS_2复合物的放电容量可以保持在725 m Ah·g~(-1),具有较高的可逆比容量和优良的循环性能,为研究高比容量和循环性能稳定的新型锂离子电池负极材料提供了实践依据.     

纳米片组成CuS微球的制备及在锂离子电池中的应用

在不使用表面活性剂也不利用模板的情况下,利用水热法合成出了由纳米片组成的CuS微球.从SEM图上可以看出纳米片的厚度在4~21 nm范围内,微球的大小在1~2μm之间.原料硫脲和硝酸铜的摩尔比对CuS微球大小和形状有影响,摩尔比越大,组成微球的纳米片越厚.纳米片组成的CuS微球用作锂离子电池材料,表现出高的放电比容量,612.9 m Ah/g,但是衰减非常严重,在循环5次后,容量仅为46.6 m Ah/g.     

磷铁为原料合成电池正极材料磷酸铁锂的研究

从资源的综合利用出发,将磷铁通过物理、化学处理合成Fe PO4,以Li2CO3、葡萄糖、合成的Fe PO4为原料,通过固相法制得Li Fe PO4。用X衍射分析、扫描电镜能谱分别对其结构、表面形貌、各元素含量进行分析;在0.1C下首次充电容量为158.3 m Ah/g,放电容量为137.7 m Ah/g,50次充放电循环后容量为88.5 m Ah/g,与同等条件下利用市售某公司生产的Fe PO4制备的Li Fe PO4相比,首次放电容量比市售某公司的高出16%。     

C+Ag/Li_4Ti_5O_(12)复合材料的制备和性能研究

以Li_2CO_3,锐钛矿纳米TiO_2为原料采用高温固相法合成了微米级Li_4Ti_5O_(12)负极材料,并将其与葡萄糖、Ag NO3复合,制备出了C+Ag表面修饰的C+Ag/Li_4Ti_5O_(12)复合材料。借助XRD、SEM、电化学工作站和充放电测试仪表征C+Ag/Li_4Ti_5O_(12)材料的物理性能和电化学性能。结果表明:C+Ag表面修饰的Li_4Ti_5O_(12)复合材料有效提升了Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能。0.1 C首次放电比容量为165.8 m Ah/g,5 C放电比容量仍可达到80 m Ah/g。     

Ge/石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

以Ge O2和氧化石墨烯(GO)为前驱体,用水热法制备纳米Ge/石墨烯(Ge/GNs)复合材料.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)得到在复合材料中,石墨烯包覆着锗纳米粒子,这与纯相Ge材料相比,会缓解锂嵌入Ge内部产生的体积膨胀.并且得到纳米Ge粒子粒径约为40 nm左右.第一次充放电容量分别是1385 m Ah·g-1和1982m Ah·g-1,库伦效率为70%.50圈充放电循环之后,容量保持在954 m Ah·g-1,容量的保持率为69%,纳米Ge/GNs复合材料高倍率循环后,在初始(0.1 C)电流密度下仍能保持1102 m Ah·g-1的容量.而在2 C倍率大电流下,容量略有衰减,保持911 m Ah·g-1的容量.纳米Ge/GNs复合材料在高电流密度下充放电性能显示出较高的稳定性.实验证明,由于加入石墨烯,复合材料的导电性和循环稳定性得到增强,库伦效率也随之提高.     

蠕虫状MoS_2/C的制备及其在锂离子电池负极材料中的应用

以二水合钼酸钠(Na_2MoO_4·2H_2O)、四水合钼酸铵((NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O)作为钼源,硫脲(NH_2CSNH_2)为硫源,葡萄糖为碳源,采用水热法制备了二硫化钼(MoS_2)/C复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法对MoS_2/C复合材料的结构和形貌进行了表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明:水热法合成的两种复合材料均为纳米片无序堆叠而成的蠕虫状结构,其中钼酸钠为钼源时呈微球状。将其用作负极材料时,钼酸钠作钼源性能更佳,其在电流密度为200 m A/g的情况下首次放电比容量为766 m Ah/g,库伦效率为78.3%,循环100次后容量保持在524 m Ah/g左右,其倍率性能优异。     

基于因子分析法的汽车零部件中心仓库选址模型

采用溶胶-凝胶法制备了单斜结构的Li Fe BO3/LBO复合材料(C2/c空间群).通过XRD,SEM,充放电测试、循环伏安、交流阻抗等手段分别对结构、形貌和电化学性能进行了研究.结果表明,与不含LBO的Li Fe BO3相比,复合材料具有较高的放电比容量和良好的循环性能,尤其是当复合材料中含有15.1%LBO时,该材料在C/20倍率下获得了194.6m Ah/g的首次放电比容量,100次循环后放电比容量仍维持在137.0 m Ah/g.循环伏安和交流阻抗测试结果也表明,LBO含量为15.1%的复合材料中Li Fe BO3粒子之间的导电性明显得到改善.     

LiFeBO_3/LBO复合材料的制备及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了单斜结构的Li Fe BO3/LBO复合材料(C2/c空间群).通过XRD,SEM,充放电测试、循环伏安、交流阻抗等手段分别对结构、形貌和电化学性能进行了研究.结果表明,与不含LBO的Li Fe BO3相比,复合材料具有较高的放电比容量和良好的循环性能,尤其是当复合材料中含有15.1%LBO时,该材料在C/20倍率下获得了194.6m Ah/g的首次放电比容量,100次循环后放电比容量仍维持在137.0 m Ah/g.循环伏安和交流阻抗测试结果也表明,LBO含量为15.1%的复合材料中Li Fe BO3粒子之间的导电性明显得到改善.     

锂电池负极材料Fe_3O_4/C多孔纳米片的制备及其电化学性能

以柠檬酸钠作为表面活性剂调控六方片状铁醇盐(Fe-EG)的生长过程,实现Fe-EG纳米片的厚度可控制备,并将其作为前驱体在N_2条件下450℃热处理3 h,获得多孔超薄Fe_3O_4/C纳米片。利用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)和红外光谱仪(IR)等分析方法对Fe-EG前驱体和Fe_3O_4/C纳米片进行物相测定和微结构观察,并分析了Fe-EG纳米片的生长机制。结果表明:Fe_3O_4/C纳米片作为锂电池负极材料表现出优异的电化学性能,0.4 A/g电流密度条件下循环100次后高达898.3m A·h/g的放电比容量以及5 A/g条件下518.3 m A·h/g的倍率性能。     

溶胶凝胶辅助高温球磨合成LiCr_xMn_(2-x)O_4

以氢氧化锂、醋酸铬、醋酸锰为原料,用溶胶凝胶辅助高温球磨法合成了尖晶石型LiCr_xMn_(2-x)O_4(x=0.05,0.1,0.2)正极材料.研究了掺杂不同量Cr对材料的相结构、形貌和充放电性能的影响,并与未掺杂的LiMn_2O_4对比.结果表明:掺杂Cr后材料的容量保持率相对LiMn_2O_4有很大提高;材料的放电比容量随着掺杂量的增大逐渐减小,当x=0.2时放电比容量已低于LiMn_2O_4;当x=0.05时,所制备产物的充放电性能最佳,在0.1倍率下,首次放电容量达到119.6 m Ah/g,循环40次后放电容量保持率为97.4%.而且,从0.1到2.0不同倍率下循环100次后放电容量保持率为96.3%.     

硫/氧化石墨烯锂硫电池电极材料的制备与性能表征

以改进Hummers法制备的氧化石墨烯作为载体,运用简单化学沉积并加以热处理制备硫/氧化石墨烯(H-GO/S)复合材料。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热质量分析仪(TGA)等表征手段对H-GO/S复合材料的微观结构、形貌和组成进行表征;同时运用恒流充放电和循环伏安对电极材料进行电化学性能测试。在0.1 C倍率下H-GO/S复合材料首次放电比容量达1 060 m A·h/g,20次循环之后,放电比容量趋向稳定,160次循环后放电比容量仍可达到620 m A·h/g,衰减率仅为0.068%,库伦效率始终保持在97%以上。以上结果表明H-GO/S复合材料具有优良的循环稳定性以及比较高的库伦效率。     

锂离子电池Sn-Co-C复合材料的制备及性能

以金属锡粉(Sn)、金属钴粉(Co)和乙炔黑为主要原料,综合利用固相烧结和高能球磨的方法制备出Sn-Co-C复合负极材料,采用XRD、SEM、EDS和恒电流充放电等技术对材料进行了表征和电性能测试.实验结果表明:高能球磨处理后,Sn-Co-C复合材料颗粒尺寸减小,首次放电容量显著提升,为476.8 m Ah/g;经过30次循环后可逆容量仍保持在394.4 m Ah/g.     

S/石墨烯复合材料的水热法制备及其电化学性能研究

采用水热法制备了S/石墨烯复合材料,并利用XRD,SEM,TEM等手段考察了其微观结构及形貌特征,发现石墨烯呈现多层状,与硫复合后能将其充分包覆。以复合材料为正极、锂为负极组装成扣式电池进行CV,EIS及充放电等电化学性能测试。结果表明:添加石墨烯后硫正极的可逆性明显改善,多次充放电后电池内阻有所增加,在0.3mA/cm2电流密度下放电,首次放电比容量为1 145mAh/g,经30次充放电循环后仍可稳定在500mAh/g。