石墨毡电极酸、热处理方法对全钒液流电池性能的影响

目的研究聚丙烯腈基(PAN)石墨毡电极的酸、热处理方法对全钒液流电池放电性能及交流阻抗的影响.方法先对石墨毡在不同酸、热条件下进行处理,然后对处理后的石墨毡电极进行循环伏安特性试验和SEM表面测试分析,最后再将处理后的石墨毡电极组装到全钒液流电池中,对电池进行性能试验,采用等效电路法对交流阻抗进行分析.结果酸化处理和热处理可以提高电池的性能,降低法拉第电阻阻值,使电化学反应变得容易.试验表明经过酸处理(98%H_2SO_4、5 h)和热处理(400℃、30 h)石墨毡电极性能较好.结论酸处理后的石墨毡电极表面含氧官能团数量增加,对电化学反应有催化作用;热处理后的石墨毡电极表面活化位置增多,有效比表面积增大,进而提高了钒电池的性能.     

两种硫含量控制方法对锂硫电池性能的影响

采用高导电性碳材料和商业活性炭分别作为硫的载体,与单质硫混合后进行热处理制得SP/S和CAC/S硫碳复合材料,利用热重测试、循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试等分析方法,研究了正极中电极材料厚度、硫碳复合比例对电池电化学性能的影响.结果表明:适当增加电极材料厚度可以有效地改善Super-P材料电极综合电化学性能;通过改变硫碳复合比例,提高硫含量则对活性炭材料锂硫电池电极的性能提升有着显著的效果.其中,含硫量为63.60%的CAC/S正极材料首次放电比容量达到908.8 m Ah/g,活性物质利用率为54.2%,100圈循环后放电容量为594.1 m Ah/g,容量保持率达到65.4%.     

介孔碳的制备及其对锂硫电池性能的影响

文章采用硬模板法制备了介孔碳,与单质硫混合制备了锂硫电池正极材料,采用BET、XRD、FESEM等测试手段对材料的性能进行表征,并研究了以介孔碳、导电石墨和碳纳米管为导电基体的锂硫电池的电化学性能。结果表明,硫/介孔碳复合材料为正极的电池在0.1C的放电倍率下首次放电比容量为1 389mA·h/g,0.2C倍率下首次放电比容为1 313mA·h/g,100次循环后,库仑效率保持在95%以上,其电化学性能在3种复合材料中最优。     

Bi/石墨毡电极对铁铬液流电池性能的影响

石墨毡是液流电池的首选电极材料,而Bi增强石墨毡电极材料在铁铬液流电池中的应用参数并不完善.本文将不同浓度的BiCl3加入到电解液中,并将石墨毡电极切割形成交叉型流道,组装铁铬液流电池.通过充放电测试分析BiCl3含量以及流道对铁铬液流电池循环充放电性能的影响,并采用场发射扫描电镜对充放电后的石墨毡进行成分分析,利用循环伏安曲线和交流阻抗谱图分析Bi对正负极反应活性的影响.结果表明,电解液中BiCl3的浓度为5 mmol/L时,铁铬液流电池容量和效率的综合效果最优.     

松针状碳纳米管/碳纤维复合碳材料的制备及其在锂硫电池中的应用

采用热催化化学气相沉积法,在催化剂前驱体预处理的碳纸碳纤维上沉积碳纳米管。沉积的碳纳米管为多壁碳纳米管,石墨化程度高、分布密度高、比表面积大、管径均匀,微观形貌为松针状。以所制备的CNTs/CF复合材料作为三维多孔电子导体制成锂硫电池,S/CNTs/CF电池首次放电比容量达到1 213.6mAh/g,硫的利用率为72.45%,循环55次后比容量保持在798.4mAh/g,比活性炭电池的电化学性能有显著提高,表明S/CNTs/CF复合材料可以有效地提升锂硫电池的循环性能。     

膨胀石墨对锂硫电池性能的影响

以热膨胀法制备的膨胀石墨为载硫体,通过熔融法制备出不同含硫量的硫/膨胀石墨复合材料.采用X射线衍射、热重测试、恒流充放电测试、循环伏安法、电化学阻抗谱等多种方法分析了膨胀石墨对锂硫电池电化学性能的影响规律.结果表明:当硫、膨胀石墨质量比为7∶3时,电池具有较高的比容量和较好的循环稳定性,0. 1C首次放电比容量为936 m Ah/g,较纯硫提高了324 m Ah/g;不同倍率下循环50圈以后可逆容量为509m Ah/g,容量保持率为55. 2%,1C倍率下循环100圈后容量保持率为78. 9%,库仑效率接近100%;循环过程中电化学活性最高、极化最小,界面行为良好.     

MnOx-M/AC(M=La,Ce,Co,Ni)氧还原催化材料的制备及性能

用热解法制备了掺杂La、Ce、Co、Ni等元素的氧还原催化材料MnOx/AC,并采用XRD和电化学方法对所制备材料的性质和电化学反应性能进行了表征。结果表明,掺杂适量的La、Ce、Co和Ni等元素可改善电极的氧还原反应性能。掺杂La和Co元素的MnOx/AC氧催化还原性能最好,其中,在50mA/cm2的电流条件下,使用这两种掺杂材料所制备的模拟锌-空气电池的放电电压分别为1.1236V和1.1246V。     

Zr掺杂对Li4Ti5O12电化学性能的影响

采用高温固相法合成了掺锆锂钛氧复合氧化物作为锂离子电池负极材料,并对材料进行了X射线衍射分析、电化学阻抗测试、循环伏安测试及恒电流充放电测试,锆的掺杂并未改变材料的晶体结构,但降低了材料的规整度,实验结果表明：锆的掺杂在一定程度上改善了锂钛氧化合物的电化学性能,降低了电极极化,在电极表面未形成钝化膜,其中以掺杂比为Li：Ti=1：10（原子比）的材料性能最好,首次放电比容量可达到167,5mAh·g^-1,经过50次循环后,放电容量仍保持在146,9mAh·g^-1,     

锂—氧化铜电池反应机理：3.放电电流对阴极过程的影响

利用光电化学方法和Ｘ射线衍射分析方法，研究了锂－氧化铜电池阴极还原反应，发现采用不同电流密度放电，该电池阴极过程有较大差别：放电电流密度较小时，电化学嵌入反应是主要的阴极过程；随放电电流密度的增大，经典的还原反应以越来越大的比例加入到放电过程中来，据此解释了文献报道中存在的一些矛盾现象。     

碳毡电极及膨化石墨电极上氧的催化还原研究

用不同的氧化剂对碳毡进行处理,发现经ＫＭｎＯ４处理的碳毡电极对氧还原的催化活性最好,并用电化学方法得到了碳毡的真实面积为其表观面积的２６６倍．用混合液相法成功地合成了ＳｂＣｌ５－石墨层间化合物,发现Ｓｂ－Ｃｌ５－石墨层间化合物可以膨化,且膨化倍数明显地高于Ｈ２ＳＯ４－石墨层间化合物．膨化石墨对氧还原的催化作用和石墨是一致的．     

A novel monoclinic manganite/multi-walled carbon nanotubes composite as a cathode material of lithium-air batteries

A novel composite of monoclinic manganite/ multi-walled carbon nanotubes （γ-MnOOH/MWCNTs） composite as a cathode material of lithium-air batteries was successfully synthesized by a simple one-step hydrothermal method. Owing to the unique three-dimensional network of γ-MnOOH embedded in the porous structure of MWCNTs, the γ-MnOOH/MWCNTs composite could have an advantage of high electrocatalytic activities over those of two other kinds of cathode materials （MWCNTs and y-MnOOH/MWCNTs mixture）. The results of charge- discharge tests showed that the γ-MnOOH/MWCNTs composite as a cathode material of lithium-air batteries could effectively enhance the catalytic activity for the oxygen evolution reduction （OER） process. The lithium-air battery based on y-MnOOH/MWCNTs composite exhibits low charge potential and high discharge capacity.     

特种石墨尾料用作锂离子电池负极的研究

特种石墨尾料具有低灰分、较高的石墨化度和较大的碳微晶尺寸等特点,有望用于锂离子电池的负极材料。通过XRD、SEM和比表面分析仪对特种石墨尾料石墨化处理前后样品的微观结构进行了分析对比,评价了其电化学性能,探讨了特种石墨尾料用于锂离子电池负极材料的可行性及对其进行石墨化处理的必要性。结果表明,特种石墨尾料可以直接用作低端负极材料的生产原料;经过高温石墨化处理后,负极材料的循环性能、首次库仑效率和可逆容量均得到不同程度提升,应用范围进一步扩大。     

A novel Co(phen)2/C catalyst for the oxygen electrode in rechargeable lithium air batteries

A novel Co(phen)2/C catalyst was prepared by coating cobalt(II) phenanthroline (phen) chelate on BP2000 carbon black and then heat treating in an inert atmosphere. The obtained Co(phen)2/C product with 1.0 wt% cobalt loading exhibits similar morphology and porosity characteristics to those of the bare BP2000. X-ray diffraction measurements demonstrate a face-centered cubic (fcc) α-Co phase embedded in the carbon support after pyrolysis. Charge/discharge tests of the lithium-oxygen cells using the prepared Co(phen)2/C catalyst show high discharge capacities of 4870 mAh g-1 (0.05 mA cm-2 ), 3353 mAh g-1 (0.1 mA cm-2 ) and 3220 mAh g 1 (0.15 mA cm-2 ), respectively. The Co(phen) 2 /C cathode exhibits reasonable reversibility with capacity retention of 1401 mAh g-1 ( 0.1 mA cm-2 ) after 10 cycles. The superior electrochemical performance of the prepared Co(phen)2/C catalyst and low cost of the phenanthroline chelating agent indicate that Co(phen)2/C is a promising cheap catalyst for lithium-air batteries.     

Ni~(2+)离子掺杂聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物结构和性能

制备了Ｎｉ~(２＋)离子掺杂的聚苯乙烯阳离子交换树脂,并对其进行碳化处理,分析了树脂 碳化产物的组成和结构,同时还考察了树脂碳化产物作为二次锂离子电池碳电极材料时的电 化学性能．实验结果表明：Ｎｉ～（２＋）离子掺杂的聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物与相同条件下处 理的未掺杂离子的树脂碳化产物相比,氢、氧含量有所提高,而硫含量则有所降低;Ｎｉ~（２＋）离子掺 杂提高了聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物的石墨化程度,并且促进了碳化产物中层片石墨 微晶结构的增长和有序排列;Ｎｉ~（２＋）离子掺杂有效的提高了树脂碳化产物作为锂离子电池碳负极 材料的电化学性能．与未掺杂离子的树脂碳化产物相比,Ｎｉ~（２＋）离子掺杂的树脂碳化产物组装的 锂离子电池充放电容量平均提高了约２０（ｍＡ·ｈ）／ｇ,同时还显著降低了电池第一次充放电时的 不可逆性．     

应力条件下单壁氮化硼纳米管结构、力学和电学性质

采用第一性原理赝势平面波方法,研究了单壁氮化硼(BN)纳米管在应力条件下的结构、力学和电学性质。计算了不同类型氮化硼纳米管的弹性模量、拉伸强度和Poisson比。结果表明:氮化硼纳米管具有与碳纳米管相同量级的弹性模量(TPa量级)和拉伸强度(GPa量级),可以当作稳定的基体材料用于复合材料的合成中。同时发现:在拉伸情况下,氮化硼纳米管的结构和能带结构均发生一定规律的变化,能隙逐渐减小。这表明,氮化硼纳米管可以用作nm级别的力学传感器。     

BN表面镀镍对Ni-Cr/BN减摩密封材料烧结性能的影响

为改善减摩密封材料Ni-Cr/BN的烧结性能,在碱性条件下以硫酸镍为主盐、水合联氨为还原剂,采用化学镀方法在BN粉表面生成镀镍层;采用粉末冶金方法制备Ni-Cr/BN复合材料,并研究BN粉表面镀镍对Ni-Cr/BN烧结性能的影响。研究结果表明:在1000℃烧结时,BN粉表面镀上连续均匀的镀镍层能显著提高BN粉与Ni-Cr合金基体的润湿性,使Ni-Cr/BN减摩材料的抗拉强度由9.16MPa提高到27.88MPa,抗弯强度由21.40MPa提高到49.12MPa;但当烧结温度达到1100℃时,BN粉表面的镀镍层发生球化并脱落,镀镍层对Ni-Cr/BN减摩密封材料烧结性能的改善效果降低。     

锂离子电池负极材料Li3．9Mn0．1Ti5O12／C的性能研究

文章采用固相法合成了电化学性能优异的碳包覆的锂离子电池负极材料Li3．9Mn0．1Ti5O12／C,并对材料进行了XRD、激光粒度分析、循环伏安测试及恒电流充放电测试。结果表明：Mn的掺杂未改变材料的晶体结构,由于Mn4＋对Li4Ti5O12的晶胞内部的掺杂和C对其晶胞外部的包覆,使复合材料的电导率,大电流循环稳定性和可逆比容量都明显提高。在1C充放电循环时,Li3．9Mn0．1Ti5O12／C首次放电容量为162．4mAh／g,50次循环后,稳定在159．6mAh／g,容量保持率为98．3％;在2C充放电循环时,首次放电容量达到了153．5mAh／g,展示了优良的电化学特性。     

B-C-N新材料的人工合成

在论述碳（Ｃ）和氮化硼（ＢＮ）的结构及特性的基础上，综述了近年来人工合成Ｂ－Ｃ－Ｎ新材料的方法、合成产物的结构及其物理化学特性，介绍了作者采用化学法和高温高压工艺合成Ｂ－Ｃ０Ｎ材料的最新进展，提出了今后的发展方向。     

包覆和掺杂对锂离子电池石墨负极材料的影响

从石墨改性的本质出发,综述了锂离子电池石墨负极材料的改性方法:表面包覆法和掺杂其它元素等。通过改性处理,可有效降低石墨的比表面积,从而大幅度提高石墨负极材料的首次可逆容量和库仑效率,改善电池的循环性能。     

软包装锂离子电池性能研究

研究了以塑料包装取代金属外壳所实现的新型软包装锂离子电池的电化学性能.从软包装锂离子电池的倍率放电性能、电池的高低温放电能力和充放电循环稳定性等方面的研究表明,软包装锂离子电池具有良好电化学性能.软包装锂离子电池既不同于金属外壳锂离子电池,也不同于聚合物锂离子电池,是锂离子电池的一种新型设计.