纳米级铁酸盐的制备及其电化学性能

用简化工艺的化学氧化法快速合成电池级纳米铁酸盐材料,并研究了制备过程中吸收碱液浓度对产品产率和纯度的影响.采用循环伏安法研究六价铁在碱性电解液中的还原特性,比较了Zn-K2FeO4,Zn-BaFeO4及Zn- SrFeO4电池和添加不同添加剂的Zn-BaFeO4电池的放电性能.研究结果表明:高铁酸钾在7 mol/L KOH 溶液中还原电位在0.2 V左右,溶液电极过程主要受扩散控制;以BaFeO4作为超铁(VI)电池的正极材料时,电池的放电容量最大,尤其是添加3%KMnO4 2?(OH)2作添加剂的Zn-BaFeO4电池,其综合性能最佳.     

KMnO4掺杂K2FeO4碱性固态电解质电池电化学性能研究

应用次氯酸盐氧化法制备出了纯度较高的K2FeO4,并通过XRD、SEM测试对其结构和形貌进行了表征.将KMnO4与K2FeO4.进行机械复合制得KMnO4-K2FeO4复合电极用于改善K2FeO4-Zn碱性固态电解质电池的放电性能,电化学测试结果表明,添加量为5%时改性效果最佳,KMnO4可将放电过程中电极表面富集的Fe(Ⅱ)重新氧化为Fe(Ⅵ),可以有效的提高K2,FeO4的3e转移,优化K2FeO4放电过程中的传质、传荷过程,从而提高其放电容量.     

高纯度高铁酸钾的稳定合成

通过次氯酸盐氧化法可稳定合成纯度98%以上的高铁酸钾(K2FeO4).稳定合成高纯度高铁酸钾与原材料选择、投料顺序、反应时间、温度等多种因素有关,试验研究结果表明其优化合成条件为:Fe(NO3)3·9H2O、过量NaClO溶液和自制复合稳定剂在饱和NaOH溶液中,20℃下反应1.5 h;除盐后,滤液中加饱和KOH溶液,20℃下反应15 min,即可析出粗产品高铁酸钾;经重结晶、有机物洗涤、干燥等后处理工序纯化后得到高纯度高铁酸钾.稳定合成K2FeO4的关键是自制复合稳定剂的加入,得到高纯度K2FeO4的关键是后处理纯化条件的控制.     

CNTs对MH/Ni电池正极电化学性能的影响

采用化学气相沉积法制备碳纳米管,将碳纳米管作为添加剂掺杂制备MH/Ni电池正极,研究了正极中添加不同含量在不同充放电制度下对电化学性能的影响. 结果表明,在30 mA/g恒电流放电条件下,添加了碳纳米管的模拟电池放电性能并没有得到改善,而且比没有添加的要差些;但在60 mA/g恒电流放电条件下,添加碳纳米管的作用比较明显,添加量为质量分数1%的碳纳米管电化学性能较好,在第40和80次循环时放电容量分别为272.2 mAh/g 和260.3 mAh/g,而且放电平台比较平稳.     

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.     

纳米SrTi03改性碱性固态K2FeO4-Zn电池的电化学性能研究

应用次氯酸盐氧化法制备出了纯度较高的K2FeO4,并采用溶胶一凝胶法合成了纳米级SrTiO3.通过XRD、SEM测试对其结构和形貌进行了表征,将其添加到K2FeO4中用于改善K2FeO4-Zn碱性固态电解质电池的放电性能.电化学测试结果表明,SrTiO3添加量为5%时改性效果最佳,放电容量可达344.0 mAh/g,放电效率为84.7%,比未添加改性时提高26%左右,同时对SrTiO3添加改性的机理进行了探索.     

正极添加剂对极板孔隙结构和性能的影响

对不同添加剂的铅酸蓄电池正极放电性能进行研究.采用单片正极电池在电池容量受正极控制的条件下,以不同放电倍率恒流放电,分别测定了加入Bi2O3,CdSO4,CaSO4和PbO2等添加剂的单片正极容量和能量,获得了较高的比容量和比能量的提高率.首次应用图像分析仪测定了极板的平均孔径、孔表面积、孔数及分布等孔结构参数,并拍摄了正极板表面的显微图像照片.探讨了不同添加剂对正极孔结构及性能的影响规律和机理.     

一种具有氟离子传导固体电解质的固体电池

本文用一种较简单的方法制备了以氟离子导体为固体电解质的全固态薄膜电池。該电池是以Pb为阳极、掺杂的β-PbF_2为电解质及BiO_(0.09)F_(2.02):BiF_3|Bi为阴极组成的。在温度279K～283K内,测得电池的开路电压为312±4mV。电池放置几星期后,其开路电压值基本保持不变。在1.1MΩ恒负载下,电池放电过程中有一个长达几十天的平稳阶段。对于不同的负载,放电电流密度约为1.2～6.2mA/m~2。     

热处理温度和时间对LiCoPO4/C正极材料电化学性能的影响

以SuperP导电炭黑为碳源,采用高温固相法制备锂离子电池LiCoPO4/C正极材料.考察不同热处理温度和时间对合成LiCoPO4/C正极材料电化学性能的影响.采用XRD、SEM和恒电流充放电测试对材料的结构、微观形貌和电化学性能进行研究.结果表明,在750℃下合成的材料具有最高的放电容量,在800℃下合成的材料具有最高的循环稳定性.     

固体氧化物燃料电池阳极催化剂材料NiO/BaO/CeO_2的合成及抗积碳性能研究

采用甘氨酸燃烧法(GNP)合成了NiO/BaO/CeO_2(NiBaCe)催化剂,该催化剂对甲烷的水蒸气重整有较高的催化活性和稳定性。900℃时CH4的转化率达到了90.5%。在800℃时,经过至少400min的稳定性测试,CH_4转化率保持在78%以上。选取两种基底[8%Y稳定的二氧化锆(YSZ)和氧化铝(Al_2O_3)]通过共压法将催化剂与基底分别压制形成基底/催化剂双层生坯体,制备了NiBaCe-YSZ和NiBaCe-Al_2O_3两种催化剂层,并且利用独立催化剂层结构的电池研究了以甲烷为燃料时电池的放电性能。恒流放电实验表明以湿甲烷为燃料,800℃下负载催化剂的电池稳定操作13h后性能仍然较稳定,空白电池由于严重的积碳放电20min后电压迅速降为零,表明NiBaCe催化剂层的使用提高了电池镍基阳极的抗积碳性能。     

K2FeO4在KOH溶液中的电极反应特征

采用三电极体系法,研究K2FeO4电极在不同浓度KOH溶液中的放电行为、电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线,以探明K2FeO4在不同浓度碱液中的电极反应特征.结果表明,电解质溶液中的OH-和H2O参与了电极反应过程,在浓度高的KOH溶液中,K2FeO4的电极过程表现为电化学控制步骤;而在稀KOH溶液中,表现为扩散控制特征.     

不同电极基体对K2FeO4充放电循环性能的影响

采用三电极体系法研究银网、铂网和泡沫镍等不同电极基体的阳极极化行为,探讨不同电极基体对 K_2FeO_4电极充放电性能的影响规律．结果表明,K_2FeO_4具有一定的可充性,但其充放电性能与电极基体的析氧电位有很大关系．电极基体的析氧电位低于K_2FeO_4的氧化还原电位时,K_2FeO_4电极基本充不上电;而当电极基体的析氧电位与K_2FeO_4的氧化还原电位相近,K_2FeO_4电极只能部分充电．     

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及电化学性能

采用固相合成法在不同温度制度下合成掺杂碳的LiFePO4正极材料,计算出各样品的结构参数并对各样品进行电化学测试·结构参数的计算结果表明:合成温度升高,样品的结晶程度更好,结构更紧凑,更趋稳定·电化学测试结果说明:700℃合成的产物具有良好的电化学性能,在0 1C倍率下放电,其室温初始放电容量为140 4mAh/g,循环10次后容量衰减较小·此条件合成的LiFePO4放电容量与目前工业化生产的LiCoO2相当,具有良好的应用前景·     

Annealing temperature-dependent electrochemical properties of Aeroxide P25 TiO_2 nanoparticles as anode material for lithium storage

TiO_2 has been widely studied as an important electrode material for electrochemical energy storage.Understanding its relationship between textural properties and electrochemical characteristics is essential to boosting its practical performances. Herein, Aeroxide P25 TiO_2 nanoparticles annealing at different temperatures(400–600 °C) were investigated as an anode material of lithium ion battery. Their evolution in crystal phase and microstructural characteristics were characterized by XRD and BET surface analysis, and their lithium storage properties in half-cells were evaluated by various electrochemical analyses, including cyclic voltammetry, cycling testing, and electrochemical impedance spectroscopy. It was found that the lithium storage properties were critically dependent on the size of TiO_2 anode materials. Pristine P25 initially exhibited the highest initial discharge specific capacity due to its smallest particle size; however, rapid capacity loss occurred during extended cycling. The annealing process was found to effectively enhance the cycling stability of TiO_2 although possessing a large particle size and smaller surface area. Typically, P400 showed the best performances in cycling stability, capacity retention ratio, and rate capability, which is mainly attributed to the synergistic effect of high crystallinity, reasonable particle size, and less internal resistance. This study provides an instance of optimizing the textural properties of metal oxides for advanced LIB anode material applications.     

明胶辅助-高温固相法合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4高电压正极材料

以醋酸盐为原料,分别在4个不同煅烧温度条件下,采用明胶辅助-高温固相法制备获得尖晶石型Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料,通过XRD、SEM、FT-IR和充放电循环考察了这4种产物的组成结构、颗粒形貌和电化学性能.结果表明:随着煅烧温度升高,材料的结晶度相应提高,初始放电比容量逐渐增大,样品的最大初始放电比容量为137 m Ah/g.经600℃退火处理的材料的粒径尺寸增大,空间群结构转变为Fd3m相和P4332相同时并存,循环稳定性和小倍率放电能力也随之得到改善,而900℃煅烧的材料则在高倍率下表现出较优的容量保持率.     

尖晶石型LiMn1.925Co0.025Ti0.025Sn0.025O4的合成及性能研究

利用高温固相法制备了尖晶石型LiMn2O4、LiMn1．925Co0．075O4、LiMn1．925Co0.0375Ti0.0375O4、LiMn1．925Co0．025Ti0.025Sn0.025O4锂离子电池正极材料，并用XRD、充放电测试、循环伏安、电化学阻抗测试等研究了其结构和电化学性能．结果表明：掺杂样品均为单一尖晶石结构，在0．2C和3．0-4．2V条件下恒流充放电，发现掺杂后材料的循环性能有很大改善，其中LiMn1．925Co0．025Ti0．025Sn0．025O4具有较高的放电容量，50次循环后容量衰仅为7．97％．活性物质在不同的电位下具有不同的电化学特性，电化学阻抗谱明显不同，并对其进行了解释．     

胶晶模板法制备尖晶石型正极材料LiMn2O4

通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶晶模板法制备尖晶石型LiMn2O4材料,并探讨焙烧温度对材料性能的影响.运用热重分析(TG)、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、充放电测试和循环伏安测试等方法对LiMn2O4样品的结构、形貌以及电化学性能进行表征和测试.研究结果表明:在不同温度下制备的LiMn2O4样品均具有较好的尖晶石型结构,且粒径分布均匀:在700℃时制备的LiMn2O4样品(S-700)具有最佳的电化学性能,在3.0～4.4 V时,0.2C倍率首次放电比容量为130.9 mA·h/g; 0.5C倍率首次放电比容量为126.4 mA·h/g,50次循环之后容量仍有102.7 mA·h/g,具有良好的循环稳定性.     

LiFePO4-MWCNTs复合正极材料的制备与电化学性能研究

以氧化铁为铁源,通过简单的固相碳热法制备LiFePO4-MWCNTs复合正极粉体材料.利用XRD和SEM表征LiFePO4-MWCNTs复合材料的结构和表面形貌.利用EIS、CV和充放电测试实验测量LiFePO4-MWCNTs复合材料的电化学性能.XRD结果显示复合材料为橄榄石型的磷酸铁锂纯相,多壁碳管在正极材料中将颗粒相连,增加导电面积,形成三维网络结构,为颗粒之间提供附加的导电通道.通过添加质量分数为5%的多壁碳管的方法对LiFePO4正极材料导电通道进行改善.在0.5C充放电速率下首次放电比容量可以达到151.6mAh/g,充放电50次后,放电比容量还能保持在145.5mAh/g,在1C充放电速率下比容量保持在140mAh/g,2C时比容量保持在130mAh/g.随着充放电速率的增加,锂离子电池的性能也更加优越.     

La(Ⅲ)和Co(Ⅱ)复合掺杂非晶态氢氧化镍的电化学性能研究

采用微乳液快速共沉淀法制备出稀土La（Ⅲ）和Co（Ⅱ）复合掺杂非晶态氢氧化镍粉体,采用XRD、SAED和Raman光谱测试分析其结构形态和形貌,将样品合成镍电极材料并组装成MH-Ni电池,研究样品电极的不同掺杂比例对其电化学性能的影响及其相应的电化学效应作用。结果发现,样品材料的微结构无序性强,质子缺陷较多,呈现明显非晶材料结构特征 在80 mA.g-1恒电流充电5h,40 mA.g-1恒电流放电,终止电压为1.0 V的充放电制度下,复合掺杂4 wt.%La（Ⅲ）2 wt.%Co（Ⅱ）样品的放电平台为1.273 V,放电容量高达348.43mAh.g-1,电极材料在充放电循环30次,放电比容量衰减率仅为2.86%,循环可逆性较好。     

低温离子交换法合成镍酸锂及其电化学性能研究

采用低温离子交换反应法在空气气氛下合成了锂离子电池正极材料——镍酸锂。系统研究了低温离子交换法制备镍酸锂的工艺条件，如合成温度、反应时间、原料摩尔比和不同原料等对合成镍酸锂晶体的影响。用XRD和SEM等测试手段，对镍酸锂样品进行了结构表征。通过充放电实验测试，研究了镍酸锂电极的电化学性能，结果表明，镍酸锂具有高达142 mAh/g的首次放电容量和良好的循环寿命。