多边形结构富锂锰基正极材料的可控制备及性能

本文通过水热合成法成功制备了一种富锂Li1.166(Mn0.6Ni0.2Co0.2)0.834O2正极材料。并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和高精度电池测试系统分别对电极材料的结构、形貌和电化学性能进行了相应的表征和测试分析.结果表明,样品Li1.166(Mn0.6Ni0.2Co0.2)0.834O2具有较好的多面体结构特点以及优异的电化学性能,该电极材料相对于商用LiCoO2材料（约135mAh g?1）具有更高的充放电比容量,其值分别为363.8 mAh g?1 和 222.2 mAh g?1,首次库仑效率为61.1%.循环100周之后可逆放电比容量仍然可以达到235.5 mAh g?1.该富锂Li1.166(Mn0.6Ni0.2Co0.2)0.834O2正极材料在高能量密度动力电池发展中具有良好的应用前景和广阔的市场空间.     

Ag2WO4超级电容器电极材料的电化学特性

以Ag_2WO_4为电化学活性材料,采用压片法制备超级电容器电极材料.通过X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等实验方法,辅以密度函数理论(DFT)计算,对Ag_2WO_4电极材料进行表征.K~+离子嵌入Ag_2WO_4晶体在循环伏安模式下比电容最大能够达到1 344.7F·g~(-1);在恒流充放电模式下最大可达到182.0F·g~(-1).实验结果表明:基于K~+离子嵌入/脱嵌机制的Ag_2WO_4电极材料在1 M KOH电解液中可展现良好的循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗等电化学特性,具有较高的充放电循环稳定性和比电容保持率.     

水热法制备凹凸棒黏土-Mn_3O_4及其电化学性能研究

将水热法制备的负载型凹凸棒黏土-Mn_3O_4(Att-Mn_3O_4)复合材料用做超级电容电极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试对材料的物相及形貌进行了表征.发现Mn_3O_4基本呈棒状结构,较好地分散负载在凹凸棒黏土表面.以该复合材料为活性物质制成电极,采用循环伏安、恒流充放电等电化学方法考察其电化学性能,结果表明:在0.5 mol·L~(-1)的Na_2SO_4溶液中,0~1.0 V扫描电位范围内,其循环伏安曲线矩形特征明显;在0.5 A·g~(-1)电流密度下,电容器充放电性能的最佳电位范围为0~1.0 V,比电容和储能密度达到最大值分别为80.25 F·g~(-1)和250.80 W·kg~(-1),而纯Mn_3O_4电极材料的比电容为40.80 F·g~(-1).可见凹凸棒黏土的加入可以明显提高其电化学性能.恒电流充放电性能测试表明,该复合材料具有较好的电化学稳定性,有望成为一种新型的超级电容器电极材料.     

流变相法合成Li2ZnTi3O8的电化学性能

采用流变相法成功合成了尖晶石Li2ZnTi3O8.X射线衍射(XRD) 分析结果表明所合成的尖晶石颗粒结晶良好.扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,所得Li2ZnTi3O8粒径较小,分散较均匀.将所合成的样品作为锂离子电池电极材料,采用充放电测试和循环伏安测试研究了其电化学性能.电化学性能测试结果表明,该材料的放电比容量和循环性能都较好,在0.05～3.0 V 电压下,以100 mA/g进行充放电,首次放电比容量为234.6 mAh/g,100次循环后放电比容量仍保持在208.5 mAh/g.     

四氯合金属酸季铵盐掺杂聚苯胺电极的电容性能

采用循环伏安法在铂电极表面电化学聚合制备了四氯合金属酸季铵盐([C18H37N(CH3)3]2MCl4,M=Co,Ni,Mn,Cu)掺杂聚苯胺修饰电极.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)以及X线衍射(XRD)对复合电极的表面形貌和结构进行了表征;采用循环伏安法、交流阻抗和恒电流充放电测试对电极的电化学性质和电容行为进行了系统研究.结果表明,四氯合铜季铵盐掺杂聚苯胺复合电极的比表面积最大,电容性能最好,在2mA的充电电流下,初始比电容高达389.63F/g.而且,复合电极的循环稳定性良好,循环测试后保持率为96.10%.     

超级电容器材料MnO2在有机电解液中的电化学性能

采用固相合成法制备了MnO2超级电容器材料,并用X射线衍射(XRD)、循环伏安、交流阻抗、恒流充放电及循环寿命测试等方法对所制得的MnO2电极材料的结构和电化学特性进行了研究.结果表明所制备的MnO2为无定形结构,该电极材料在有机电解液1.0 mol·L-1 LiClO4/AN中比在1.0 mol·L-1 LiClO4/EC+DMC中有更好的电化学性能,电位窗口为0.1～1.1 V(vs.Ag),比电容达171.2 F/g,并具有良好的准电容特性.在1.0 mol·L-1 LiClO4/AN有机电解液中,该电极以1.0 mA/cm2充放电电流密度循环5 000次衰减仅为1.3%,显示了良好的循环寿命.     

纳米K-OMS-5电极材料的制备与电化学性能

在25℃下,以KMnO_4、KOH和MnCl_2为反应物,利用液相氧化还原法制备δ-MnO_2,然后以所制备的δ-MnO_2和KOH为前驱体,在180℃水热下反应2d,合成纳米K-OMS-5(钾-八面体分子筛);分别采用X射线衍射光谱、扫描电镜和热重分析等物理方法对晶体结构、表面形貌及其热稳定性进行表征;用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究其电化学性能.结果表明,纳米K-OMS-5材料在相同的扫描速率或电流密度下比电容的大小关系为K_2SO_4Na_2SO_4Li_2SO_4,且在0.5mol·L-1 K2SO4电解液中的2 000次循环充放电中展现出了良好的循环稳定性,这或许为K-OMS-5材料在电化学电容器中的应用提供了一种有前景.     

无定型MnO2的合成及电化学性能研究

以KMnO4、MnCl2和KOH为原料利用液相化学共沉淀法制备了MnO2电极材料,通过X-射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积分析、热重分析、循环伏安法和恒流充放电等测试手段对所合成材料的物理性质和电化学性能进行了表征.研究结果表明:该材料为无定型结构α-MnO2,比表面积高达90 m2·g-1,在0.5 mol·L-1 Li2SO4电解液中的电势窗口为0～0.8 V（vs.SCE）,在扫描速率为1 mV·s-1时的比电容高达110.2 F·g-1,漏电流为0.117 mA,经500次充放电后仍有良好的循环稳定性.     

氧化锰超级电容器电极材料的电化学性能

采用压片法制备超级电容器电极材料,通过扫描电镜和电化学工作站对MnO电极材料进行形貌和电化学表征.结果表明,在KOH电解液中,MnO电极材料具有良好的循环伏安、充放电以及交流阻抗等电化学特性,且具有较高的循环稳定性和比电容保持率.     

氟化锂及氮化亚铜人工固态电解质膜对锂离子电池正极三元材料的改性

在锂离子电池充放电过程中,电解液与电极材料发生反应,形成的固态电解质膜(solid electrolyte interphase,SEI)随着充放电次数的增加而变厚,这将降低电池的循环稳定性。所制备的人工固态电解质膜(a-SEI)可改善锂离子电池的循环稳定性,其主要成分为使用液相法制备的氟化锂(LiF)、氮化亚铜(Cu 3N)纳米颗粒。通过两种不同路径,将两种纳米颗粒先后在锂离子电池正极三元材料LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2(NCM811)电极片表面和活性材料颗粒表面涂覆生成一层a-SEI。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)等材料表征和电化学分析方法,解析a-SEI对锂离子电池循环稳定性的影响。结果表明,NCM811材料表面包覆Cu 3N作为a-SEI的电化学性能最好,相比纯NCM811材料,50周循环后的容量保持率可提升26.5%。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的制备与表征

用2次干燥化学共沉淀法制得高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2,使之与LiOH.H2O混合经过2个恒温阶段烧结(600℃恒温6 h、850℃恒温24 h)得到LiNi0.8Co0.2O2材料,探讨了镍源、Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响,从而优化了LiNi0.8Co0.2O2的合成工艺.所得非球形LiNi0.8Co0.2O2粉末振实密度高达2.94 g/cm3,X射线衍射分析表明该材料具有规整的层状NaFeO2结构,充放电测试表明材料具有良好的电化学性能.     

电解液浓度对NiCo_2O_4超级电容器电极材料电化学性能的影响

探讨电解液浓度对NiCo_2O_4超级电容器电极材料电化学性能的影响.以泡沫镍为集流体,采用冷压压片法在10MPa压力下制备NiCo_2O_4超级电容器电极材料,通过CHI660E电化学工作站测试样品的循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学性能.研究结果表明:高浓度的KOH电解液有利于改善NiCo_2O_4超级电容器电极材料的电化学性能.     

α-Co（OH）2的制备及其电化学性能研究

以CoCl2·6H2O和NH3·H2O为原料,室温下采用直接沉淀法成功制备了α-Co(OH)2.用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)表征了产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对其性能进行了研究.结果表明,该产物表现出优良的电化学性能,单电极比电容可达890 F·g-1,有望成为超级电容器的电极材料.     

二氧化钌/活性炭复合电极的制备及性能

为研制低成本、高比容超级电容器的关键复合电极材料,采用涂覆热分解法,以RuCl3·2H2O为前躯体,制备二氧化钌/活性炭复合电极材料.借助扫描电镜、附着力测试、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等检测手段,观察复合薄膜电极材料的表面形貌,分析不同涂覆量的二氧化钌/活性炭复合薄膜电极的性能.研究结果表明:二氧化钌/活性炭复合电极材料具有良好的电化学稳定性,涂覆热分解最佳涂覆数为4次,复合薄膜的比表面积为321.4 m2/g,附着力为11.4 MPa;在H2s04溶液浓度为0.5 mol/L、扫描速率20 mV/s条件下,复合电极材料的比电容为422 F/g,内阻为0.33 Ω;经300次充放电后,电容量持续为98.8%.     

Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子制备及其超级电容器电极特性

以甲烷作为碳源气体,块体锰作为原料,采用一种简单的直流电弧等离子体法成功制备了Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子,用于高性能超级电容器的电极材料.所制备的Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子平均直径为30~35nm.拉曼光谱结果显示石墨碳壳具有良好的导电性.通过循环伏安、恒电流充放电及电化学交流阻抗谱对Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料进行电化学性能分析,结果表明其具有高比电容、快速充放电等优异的电化学性能.在扫描速率为1mV/s时,比电容最高可达185.8F/g.同时具有良好的循环稳定性,在100mV/s扫描速率下1 000次循环伏安测试后,比电容仍保持为最初的88%,与单纯Mn_7C_3(79%)相比,有明显提高.Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料优异的电化学性能归因于其良好的核壳结构,富缺陷碳层具有良好的导电性,有助于离子的传输和结构的稳定,而内核Mn_7C_3主要产生赝电容,在C和Mn_7C_3的协同作用下产生双电层和赝电容双模式储能机制.     

熔融盐法合成球形锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2

采用热分析法对不同组成的LiOH-LiNO3二元体系进行研究,绘制了具有最低共熔点的该二元体系T-x相图,该体系的最低共熔点为175.7℃.利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与前驱体球形Ni0.8Co0.2(OH)2混合烧结制备出了球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2.探讨了Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响.X射线衍射分析表明合成的材料具有规整的层状NaFeO2结构,SEM表明所得材料为球形.充放电测试表明在3.0~4.3的电压范围内,首次放电比容量可达170 mAh.g-1,充放电效率为95.5%.结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的LiNi0.8Co0.2O2正极材料.     

合成条件对LiCo0.2Ni0.8O2正极材料结构与性能的影响

对LiC0.2Ni0.8O2正极材料的合成条件进行了研究．实验表明，该材料在空气气氛中合适的合成温度为700℃，反应时间为12h，在该反应条件下正极材料晶体结构有序化程度及晶体结构完善性均比较理想，其电化学性能较好．在通氧条件下制备得到的正极材料LiC0.2Ni0.8O2具有良好的电化学性能，其初始放电容量175mAh／g，经过50次充放电循环后放电容量为153mAh／g，而且正极材料中锂离子的扩散系数有了较大的增加，这有利于正极材料中锂离子的迁入和脱嵌，因此LiC0.2Ni0.8O2正极材料具有良好的充放电循环性能。     

Ni替代对钙钛矿氧化物LaNiyFe1-yO3-δ电化学性能的影响

利用溶胶凝-胶法制备了LaNiyFe1-yO3-δ(y=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9)系列储氢氧化物,采用FTIR、XRD对结构进行了表征,并对其不同温度下的电化学性能进行了研究。结果表明:常压298 K时,随着Ni含量的增加,电极的最大放电容量先增大后减小,其中LaNi0.2Fe0.8O3-δ效果最佳,其最大放电容量为128 mA·h/g,比未替代的LaFeO3提高了20 mA·h/g;经过30次充放电循环后的最大容量衰减率为14.84%,比LaFeO3下降了2.29%;温度升高,放电容量显著增大,333 K时达到最大值395.5 mA·h/g;与此同时,容量衰减率有所增加,但LaNi0.2Fe0.8O3-δ的衰减率明显低于同温度下的LaFeO3。     

锂离子电池正极材料LiFe(MoO_4)_2的制备及其电化学性质

采用固相法合成纯相的LiFe(MoO4)2材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和超导量子干涉仪(SQUID)对其晶体结构及其磁学性质进行研究,并采用恒流充放电测试研究该材料在3.0~1.0V内的电化学性质.电化学测试表明,LiFe(MoO4)2作为正极材料具有良好的循环性能,稳定比容量为200mA·h/g,充放电效率为98.5%.     

(La,Sr)(Co,Fe)O_3与(La,Sr)MnO_3阴极材料的表征与性能

采用氨水沉淀法分别制备La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)与La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)两种阴极材料,并用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和比表面积(BET)对所制备材料的结构、晶粒大小、形貌及比表面积进行表征.结果表明,LSCF和LSM前驱体分别在900℃和1200℃煅烧5h后产物均形成单一正交的钙钛矿结构,但LSCF具有较小的粒径和较大的比表面积.电化学性能测试结果表明,LSCF阴极比LSM阴极的过电位低,且LSCF为阴极单电池的输出功率较高.