钠离子电池正极材料磷酸钒钠的碳包裹制备及钛掺杂改性研究

磷酸钒钠(Na₃V₂(PO₄)₃,简写为NVP)具有钠离子快速导体结构,被认为是很有前景的钠离子电池正极材料。但是NVP的低电子导电性以及循环过程中大的结构变化阻碍了其商业化应用进程。通过在NVP中引入导电碳载体以及进行微量的钛掺杂,显著提升了其电子和离子导电性。碳载体可以改善其电子导电性,同时为其体积变化提供了有效的缓冲;而微量钛掺杂一方面可以提升晶体结构的稳定性,同时加快了离子扩散和传输。碳包裹和钛掺杂的协同效应极大地改善了磷酸钒钠正极的电化学性能,在恒电流充放电测试中,0.1 A·g^-1电流密度下循环100周后,其可逆容量可以达到111.7 mA·h·g^-1;在倍率测试中,在10.0 A·g^-1电流密度下,可逆容量可以达到85.3 mA·h·g^-1。     

基于天然橡胶高温热解制备钠离子电池硬碳负极材料

以天然橡胶为原材料制备硬碳材料,并探究其作为钠离子电池负极材料的性能.通过高温煅烧的方式,将天然橡胶在不同温度下煅烧制得硬碳材料.对不同温度下的硬碳材料进行结构表征,并测试其作为钠离子电池负极材料性能.通过结构参数和电化学性能对比,优化出制备硬碳材料的最佳煅烧温度.     

基于金属有机骨架材料为前驱物的锂电负极材料α-Fe_2O_3的合成及性能表征

采用基于铁离子构筑的金属有机骨架化合物(MIL-53-Fe、MIL-88-Fe、MIL-100-Fe)为模板,通过简单的煅烧处理,制备出三种不同形貌的α-Fe_2O_3。结果表明当其作为锂离子电池负极材料时,以MIL-53-Fe为前驱物制备的α-Fe_2O_3具有最优异的电化学性能,当电流为0.1 C时,首次放电容量超过1 100 mA·h/g,在电流为1 C循环100次后,容量保持在245 mA·h/g。     

双碳涂层LiMnPO4/C的制备及其电化学性能的研究

以碳酸锂、草酸锰和磷酸二氢铵为原料、抗坏血酸为还原剂和碳源、PEG400为分散剂,采用二次球磨混料二次煅烧并相结合的方法合成双碳涂层包覆纳米级磷酸锰锂,并用XRD、SEM和恒电流充放电技术研究了一次煅烧温度和时间、二次煅烧温度和时间对材料结构形态和电化学性能的影响。结果表明,在550℃煅烧3 h,650℃煅烧10 h的条件下所合成的LiMnPO4为橄榄石结构的纯相材料;材料晶粒的尺寸可达到几十纳米;在0.1 C下首次充电容量为110 mA·h/g,放电容量为87 mA·h/g,首次充放电效率为79%,经过50次循环后,放电容量保持率约为98%,具有一定的循环稳定性。     

负载纳米Pt的生物质氮掺杂碳材料用于甲醇催化性能研究

天然蚕茧经氨水溶液处理后,煅烧得到氮掺杂生物质碳材料,SEM电镜下观察其具有丰富而复杂的类石墨烯多孔结构.之后通过乙二醇还原氯铂酸钾得到负载Pt纳米粒子的生物质氮掺杂碳材料催化剂.对合成材料进行XRD、XPS、SEM等结构表征及电化学性能测试,结果显示该复合材料在酸性甲醇溶液中具有较好的甲醇催化性能和稳定性.     

锂离子电池负极中一步球磨硅碳材料的应用

近年来,硅基类材料的高理论比容量使其在能源存储尤其锂离子电池电极材料的应用受到了广泛的关注。通过简单的高能球磨法制备了硅碳(Si/C)复合材料,同时对比了采用不同硅碳比例进行球磨后的复合材料的形貌及性能情况。球磨Si/C复合材料在作为锂离子电池负极时展现了较好的电化学性能,与碳的复合有效抑制了合金硅材料在充放电过程中由于体积膨胀导致的容量快速衰减,同时,碳硅的混合比例对其电化学性能也起到了较大的影响。通过简单一步球磨方法和调控硅碳比例制备高循环稳定性和高容量的改进方式为硅基类材料在锂离子电池中的实际应用拓展了更大的空间。     

氧化亚硅/石墨/碳复合材料的制备及其电化学性能

采用高能球磨法和高温焙烧法,以氧化亚硅、石墨和葡萄糖为原料,制备了氧化亚硅/石墨/碳(SiO/G/C)复合材料,研究了其最佳制备条件和电化学性能.结果显示,在氩气中700℃下焙烧2h后所制得的SiO/G/C负极材料在质量比为SiO∶G∶C=34∶51∶15时具有最佳的电化学性能.该复合材料首次放电容量为803.5mAh/g,50周时放电容量仍保持在592mAh/g.XRD结果表明,该复合材料主要组成为SiO、石墨和无定形碳.石墨和无定形碳的添加对SiO的电化学性能有显著改善作用.     

碳含量对锂离子电池正极材料磷酸锰锂的影响

通过溶剂热法制备得到了长度为100 nm,直径为60 nm的棒状锂离子电池正极材料磷酸锰锂(LiMnPO₄)。为了提高其电化学性能,使用不同含量的beta-环糊精与其球磨并碳化对LiMnPO₄表面包覆碳层。结果表明碳含量不同时,对电池充放电性能有明显影响。碳含量约为3.80%的复合材料电化学性能最好。在0.1 C倍率下首次放电容量为140 mA·h·g^-1,经过50次循环之后,容量依然能保持为127 mA·h·g^-1。这是由于碳含量过低时,不能对LiMnPO₄进行完全包覆,导致材料导电性不佳;而当碳含量过高时,由于碳不贡献容量,同时在一定程度上会限制锂离子的传输,因此导致材料的容量降低。     

累托石镁热还原制备Si/C复合材料及其电化学性能

以累托石为原料,通过镁热还原制备多孔单质硅,然后以葡萄糖为碳源进行热处理覆碳制备Si/C负极材料。采用XRD、BET、SEM、TG分析了镁热还原条件对材料结构的影响,利用电化学工作站和电池充放电测试系统考察了Si/C负极材料的电化学性能。研究表明,累托石镁热还原的多孔硅的孔容、平均孔径、硅含量对Si/C复合材料的电化学性能有重要影响。随着镁热还原过程中金属镁质量的增加,制备的Si/C负极材料的电化学性能先增加后降低,当累托石与金属镁质量比为1∶0. 4时,制备的复合材料电化学性能最佳,在电流密度为0. 1 A/g时,材料首圈比容量最高可达1 120 mAh/g,循环200圈比容量仍能保持555 mAh/g。     

碳化铁功能化的三维氮掺杂碳材料制备及高性能电化学过氧化氢传感器的构建（英文）

过氧化氢传感在疾病诊断、生物成像、人类反恐等方面有广泛应用.在传统的电化学传感器中,电极材料需要过氧化氢酶或贵金属材料的修饰,这不仅增加了电化学传感器的成本,也使得电极制备比较复杂.本文提出了一步高温煅烧的策略,制备了碳化铁功能化的三维氮掺杂碳材料(Fe3C/NG).由于该三维碳材料具有高比表面积、大孔容的特性,其对过氧化氢的电化学检测表现了高的灵敏度和选择性.因此,Fe3C/NG复合材料有望取代贵金属纳米材料,在生物传感器的构建方面具有潜在的应用前景.