TiO2离子筛的制备及表征

采用商品二氧化钛（P25）经过改性、浸渍、焙烧、酸洗和干燥过程制备离子筛，并通过X-射线衍射对样品晶相结构进行了表征，进一步对锂离子的吸附性能进行了研究．结果表明，P25在1173K、焙烧8h后得到了锐钛相TiO2，进一步得到对锂离子具有特殊记忆效应的离子筛；随着浸渍过程Li与Ti摩尔比的增加，前驱体中Li—Ti—O固熔体的量逐渐增加，主要物质为立方晶系的Li1.33Ti1.66O4；经酸浸脱得到的离子筛为锐钛相TiO2，对锂离子的平衡吸附量达到0．7mmol／g．     

硬炭微球的制备及其储锂性能研究

以二乙烯基苯(DVB)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模版剂,通过自组装,制备聚苯乙烯微球。经过氧化和高温炭化转换成硬炭微球。考察了硬炭微球作为锂离子负极材料的电化学性能。结果表明硬炭微球的首次放电比容量为505 mA·h/g,40次循环后保持在304 mA·h/g。     

单分散ZnO微球的合成及表征

以Zn(NO3)2.6H2O为前驱体,采用水热法在三乙醇胺和水的混合溶剂中合成了单分散的ZnO微球。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对ZnO微球进行表征。结果表明制备的样品具有六角纤锌矿结构,单分散的ZnO微球是由几十纳米的小颗粒聚集形成的。样品的形貌与三乙醇胺含量和前驱体浓度密切相关。随着三乙醇胺含量的增加,ZnO由不规则形状的颗粒转变为球形颗粒。此外,随着前驱体浓度增大,ZnO的形貌由球状变为六棱柱状。因此,要合成单分散的ZnO微球必须要严格控制前驱体浓度和三乙醇胺的含量。     

基于化学共沉淀的两步法合成LiMnPO_4正极材料研究进展

磷酸锰锂(LiMnPO_4)是一种非常有应用前景的锂离子电池正极材料,化学共沉淀法是制备这种材料的理想方法。针对LiMnPO_4正极材料目前研究过程中存在的电子电导率低和锂离子扩散慢等问题,本文从Mn_3(PO_4)_2、MnPO_4、NH_4MnPO_4等不同Mn-P前驱体合成LiMnPO_4出发,综述了近年来基于化学共沉淀工艺的两步法合成LiMnPO_4正极材料并采用碳包覆和离子掺杂两种手段改性的国内外研究进展。对当前研究过程中存在的不同Mn-P前驱体获得LiMnPO_4产品性能差异的问题,认为应该通过进一步地探讨化学共沉淀过程的反应机理并进行相关反应动力学及热力学研究解决。本文为LiMnPO_4正极材料的研究及产业化提供了参考。     

脲醛树脂前驱体碳微球形貌调控及电化学性能研究

为了探究原料配比对脲醛树脂形貌及碳微球电化学性能的影响,通过改变尿素、甲醛与甲酸的物质的量比,制备了三种不同微纳结构的脲醛树脂微球,再在氮气保护下800℃裂解,获得了相应的碳微球。采用上述脲醛树脂前驱体制备的花状碳纳米微球(NUFC-3)作为电极材料,在三电极体系中开展电化学性能研究。结果表明,在1 A/g的电流密度下,比电容(Cs)为189 F/g;在20 A/g的电流密度下,Cs为145 F/g,其保留率为76.7%。该脲醛树脂为前驱体的碳微球具有制备方法简单、成本低廉及电化学性能优异等优点,有望在电化学储能领域获得应用。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2的制备及电化学性能研究

目的制备离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2微米球,并研究其电化学性能与掺杂Zr4+量的关系。方法以NiSO4·6H2O,MnSO4·H2O和Na2CO3等为原材料通过共沉淀的方法制备前驱物(Ni0.5Mn0.5)CO3,然后前驱物与ZrO2,Li2CO3混合均匀,在500℃下煅烧3h,900℃下煅烧16h得到正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2。结果 X射线衍射分析证明得到的产物为纯相,扫描电子显微镜图像显示得到的产物具有3~5μm左右的微米球形结构,并对锂离子电池的电化学性能进行了研究。结论 LiNi0.5Mn0.5O2掺杂了Zr4+后能有效降低锂/镍混排度,而且可提高具有微米球结构的LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2系列锂离子电池正极材料的电化学性能。     

锂离子电池正极材料LiCoO2的制备及电化学性能测试

通过自制的连续式反应器,制备出前驱体β-Co(OH)2和CoOOH后,分别与LiOH.H2O混合研磨压块煅烧,制备出锂离子电池正极材料LiCoO2.通过DTA-TG、XRD、SEMI、R等分析技术对材料的结构进行了表征和比较,并对材料的电化学性能进行了比较研究.     

超声波对锂离子正极材料LiCoO2性能的影响

在电解法的基础上,提出了一种新的改进方法来制备锂离子电池正极材料.经超声波与相转移后,采用电解液中析出的Li2CO3和电解中间产物Co(OH)2作为前驱物制备得到了锂离子正极材料LiCoO2.通过X射线衍射,扫描电镜对所合成的材料进行了表征.实验结果证明,该前驱物在850℃下反应仅3h就能得到性能优异的LiCoO2正极材料,大大缩短了反应时间.     

锂离子电池二氧化锡负极材料研究进展

由于以碳为负极材料的锂离子电池(LIBs)已很难满足高性能电子产品对高能量密度的需求,因此研究新的锂离子电池负极材料成为近年来主要的研究方向。在金属氧化物中,二氧化锡(SnO_2)以其较高的理论比容量(782 mAh/g)引起了广泛的关注。首先概述了SnO_2的不同形貌如纳米颗粒、纳米棒、纳米片、纳米微球等在锂离子电池方面的特性;然后阐述了通过掺杂或修饰改善其结构及电化学性能;最后展望了SnO_2基负极材料的纳米结构设计与改进在锂离子电池领域面临的挑战。     

酸碱溶胀法制备聚合物中空微球的研究

采用种子乳液聚合的方法合成了核壳结构的poly(methyl methacrylate)/polystyrene(PMMA/PS)和poly(butyl acrylate)/polystyrene(PBA/PS)微球,并以此作为前驱体,利用酸碱溶胀法成功地制备出PS中空微球.采用TEM和SEM对核壳微球和中空微球的形貌进行了表征,并研究了中空结构形成的影响因素.结果表明,在壳层单体St包裹种子微球的聚合阶段,单体和引发剂的滴加速度及温度对最终的PS中空微球形态有着显著的影响:滴加速度过慢,反应温度过高均不利于中空微球的形成.另外,组成种子微球的单体和壳层单体的性质对中空微球的形态也有着较大的影响.     

均相沉淀法制备LiFePO4 正极材料的电化学性能研究

采用均相沉淀法制备前驱体,再通过高温煅烧制备了球形锂离子电池正极材料磷酸铁锂. 扫描电镜(SEM)照片显示材料为球形颗粒,XRD图谱显示该材料为橄榄石结构的磷酸铁锂,无明显杂质峰存在. 在0.5 C下,首次放电比容量为124 mAh/g,25周循环后无明显衰退.     

中间相炭微球的结构对其电化学性能的影响

为了研究不同结构的炭微球对其电化学性能的影响,用聚合法以煤焦油为原料在添加和不添加炭黑的条件下制备中间相炭微球,用高倍扫描电镜观察了它们的形貌和结构,并且研究了它们作为锂离子电池炭负极材料的电化学性能.研究结果表明,在不添加炭黑的条件下得到"地球仪"型结构;对于这种结构的中间相炭微球,锂离子容易脱嵌,首次放电容量可达298.0mA·h·g-1,不可逆容量达48.5mA·h·g-1,但循环寿命短;而添加炭黑时得到层状混合结构,这种结构的中间相炭微球首次放电容量较小,为288mA·h·g-1,不可逆容量相对较大,为81.3mA·h·g-1,但衰减慢,循环寿命长.     

新型碳微球制备和电化学性质研究

以氨水作为催化剂,间苯二酚和甲醛为前驱体制备单分散酚醛(resorcinolformaldehyde,RF)树脂微球和碳微球.采用循环伏安法、电化学交流阻抗和恒电流充放电等方法对由RF树脂得到的碳微球的电化学性能的测试表明,其可以作为超级电容器电极材料.在扫描速率为1mV·s-1时,比电容为175.9F·g-1,电阻为0.5Ω,循环500圈后仍保持94.4%的电容量,具有优异循环寿命.结果表明,由酚醛树脂制备的单分散碳微球作为超级电容器的电极材料具有降低离子运输阻力和提高超级电容器稳定性的功能.     

一步法回收锂离子电池三元正极材料及其性能影响

采用直接一步法回收废旧锂离子电池中的三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2,将拆解得到的三元废料经分离、热解处理后进行酸浸,对酸浸溶液进行元素测定后补加Ni、Co、Mn源,使其物质的量之比符合n(Ni):n(Co):n(Mn)=5:2:3.调整后的溶液直接与草酸钠溶液进行共沉淀,得到草酸盐前驱体,最后与锂源...     

酚醛树脂基活性炭微球的制备及其电化学性能

以苯酚和甲醛为原料,盐酸为催化剂,制备醇溶性酚醛树脂前驱体,探讨炭化温度对炭微球性能的影响,并将炭微球在3 mol/L HNO3溶液中活化后得到活性炭微球。利用红外光谱、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安、恒流充放电、循环寿命等对该材料进行表征及电化学性能测试。研究结果表明:炭微球的最佳炭化温度为750℃,在该温度下制备的炭微球具有良好的球形形貌,其结构为部分石墨化的无定形炭;活性炭微球作为电容器电极材料具有良好的电化学性能,在1 mV/s扫描速度下比电容达到247.8 F/g;在0.5 A/g电流密度充放电下扣式超级电容器比电容高达60 F/g,且充放电循环5 000次后比电容几乎没有衰减。     

Kirkendall效应制备表面Cu2O富集的具有梯度结构的Cu2O-TiO2纳微球

以十二烷基磺酸钠(SDS)为自组装诱导剂,以CuO纳米线为前驱体和模板剂,制备了尺寸分别为30、300、1 500 nm的Cu2O-TiO2纳微球。采用X线多晶粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附脱附等温线和紫外可见漫反射光谱对所制备试样的形貌和结构进行了表征。结果表明:制备的Cu2O-TiO2纳微球具有良好的结晶度以及明显的尺寸梯度分布,试样具有一定的可见光吸收。此外,由于Kirkendall效应的影响,Cu2O在纳微球表面的含量远大于球内含量。     

中间相炭微球的粒径对其结构和性能的影响

采用X射线衍射、粒径分析、扫描电子显微镜、BET比表面积分析及电化学方法研究了粒径对中间相炭微球结构和性能的影响.研究结果表明:随着粒径的增加,中间相炭微球的堆积密度增大,比表面积减小;中间相炭微球电极的充电容量和不可逆容量减小,可逆容量与首次充放电效率增加;以中间相炭微球为负极制成063448型锂离子电池的放电容量随着中间相炭微球平均粒径的增大而增加,不可逆容量减少;以平均粒径为19.09μm的中间相炭微球为负极制成的电池放电容量为838 mA·h,首次充放电效率为87.29%,循环100次后的容量保持率为92.4%.     

超临界法制备多孔纳米Fe3O4/SiO2复合磁性微球及性能

为了制备具有纳米多孔结构的磁性复合微球,采用正硅酸四乙酯(TEOS)和金属氯盐分别作为SiO2和铁氧体的前驱体,通过溶胶凝胶法制备将Fe3O4纳米颗粒分散于SiO2基体中的Fe3O4/SiO2磁性纳米复合微球,并用超临界干燥法对其进行干燥。利用X线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和振动试样磁场计(VSM)等分析测试手段对合成的材料进行性能表征。结果表明:复合粒子包覆完好、性能优良、分散性良好,制备颗粒的粒径为30 nm,比饱和磁化强度为84.09 A.m2/kg。     

锂离子电池隔膜材料中离子扩散问题的随机行走模拟

基于自主开发的随机行走模拟软件对锂离子电池隔膜材料中离子扩散问题进行了模拟研究.系统地考察了驱动电势、隔膜平均孔径以及隔膜骨架与离子之间的弱相互作用等因素对锂离子扩散行为的影响.结果表明,锂离子在隔膜材料中的扩散受离子驱动电势和孔道平均孔径影响较大.该研究为锂离子电池设计与优化提供一定的理论参考.     

粉末微电极循环伏安法快速评价LiCoO_2合成条件研究

在空气气氛下,以自制的结晶度高的-βCo(OH)2为前驱体,固相合成了锂离子电池正极材料LiCoO2.通过粉末微电极循环伏安法快速评价了固相合成条件对LiCoO2循环伏安性能的影响.研究结果表明:原料预处理方式、锂钴初始摩尔比、煅烧温度和时间对LiCoO2的循环伏安性能有较显著的影响,而研磨时间、锂源等影响相对较小.