脉冲激光沉积CuF2薄膜的电化学性能

采用脉冲激光沉积法在不锈钢基片上制备了纳米结构的CuF2薄膜, 其充放电性能显示该薄膜具有540 mAh·g-1可逆容量, 对应于每个CuF2可与2.0个Li发生反应. 其循环伏安特性显示在2.2和2.8 V (vs Li/Li+)处出现了一对新的氧化还原峰. 充放电后薄膜的组成与结构通过非原位高分辨电子显微和选区电子衍射来表征. 结果揭示了纳米结构CuF2薄膜的电化学反应机理, LiF在过渡金属Cu的驱动下可以发生可逆的分解和形成.     

脉冲激光沉积GeO2薄膜的电化学性能

采用脉冲激光沉积法在不锈钢基片上制备了GeO₂薄膜。充放电性能显示其具有高达1 336 mAh·g^-1可逆容量，这相当于每个GeO₂可与5.1个Li发生反应。其循环伏安特性显示在1.2 V和0.4 V处出现一对新的氧化还原峰。充放电后薄膜的组成与结构通过非原位高分辨电子显微和选区电子衍射来表征。结果显示在外电场作用下，Ge能够可逆地驱动Li₂O分解和形成。这是金属氧化物的一种新的电化学反应机理。     

AlN-Fe纳米复合薄膜:一种新型锂离子电池负极材料

采用脉冲激光沉积技术(PLD)制备了不同比例的Al N-Fe纳米复合薄膜(Al N和Fe摩尔比为3:1;2:1;1:1;1:2),首次研究了其作为锂离子电池负极材料的电化学行为。发现当Al N和Fe的比例为2:1时,复合薄膜具有最佳的电化学性能。在500 m A·g~(-1)电流密度下,Al N-Fe(2:1)经过100次循环充放电后容量仍能保持510 m Ah·g~(-1)。对其电化学反应机理研究发现,在放电过程中,Al N-Fe纳米复合薄膜中的Al N发生分解,Al N-Fe生成Li Al合金和Li_3N。纳米Fe颗粒的引入有效提高Al N的电化学活性;在充电过程中,部分Li_3N与Fe纳米颗粒反应生成了Fe_3N,其余部分Li_3N重新生成Al N。随后的充放电过程由Fe_3N、Al N和Al三者与Li的可逆反应共同参与,保证了Al N-Fe纳米复合薄膜优异的电化学性能。该研究为设计开发新型锂离子电池电极材料提供了一种新的思路。     

锂离子电池用SnZn/Cu薄膜负极材料的研究

合金型锂离子电池负极材料由于容量高、安全性好而备受关注. 采用磁控溅射法在铜箔上渡膜制备锡锌薄膜, 经热处理后得到合金薄膜电极. 薄膜热处理后, 表面活性层形成Cu3Sn中间合金. 合金薄膜是由尺寸在5 μm左右的合金颗粒构成, 而合金颗粒则由更小的尺寸在50 nm左右微粒组成, 该合金薄膜同时具有薄膜、中间合金和纳米结构材料的特征. 合金薄膜电极具有较高的充放电容量、良好的循环性能和非常高的充放电效率. 在0.01～1.0 V (vs. Li/Li＋)区间, 电极循环200周后放电容量保持在300 mAh•g－1以上, 与第一次脱锂容量相比较, 容量保持率高达91.9%, 充放电效率大于98.0%.     

纯相Li_2MnO_3薄膜的制备及作为锂离子电池正极材料的电化学行为

采用固相烧结法制备了纯相Li2MnO3正极材料及靶材,采用脉冲激光沉积(PLD)法在氧气气氛、不同温度下沉积了Li2MnO3薄膜.通过X射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱表征了薄膜的晶体结构,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜形貌及厚度,利用电化学手段测试了Li2MnO3薄膜作为锂离子电池正极材料性能.结果表明,PLD方法制备的纯相Li2MnO3薄膜随着沉积温度升高薄膜结晶性变好.25℃沉积的薄膜难以可逆充放电,400℃沉积的薄膜具有较高的电化学活性和循环稳定性.相对于粉末材料,400与600℃制备的Li2MnO3薄膜电极平均放电电位随着循环次数的衰减速率明显低于相应的粉体材料.     

CuF2/MoO3/C复合正极的电化学阻抗谱研究

采用球磨方法制备了CuF2/MoO3/C复合材料电极,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、恒流充放电、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)等方法表征与观察复合材料的结构与形貌,测试了电极的电化学性能.结果表明,球磨CuF2和MoO3晶粒的尺寸为200～300 nm.CuF2/MoO3/C复合电极10 mA.g-1电流密度首次放电容量为647 mAh.g-1,但随之复合材料循环寿命迅速衰减.循环伏安曲线首次放电,2.2 V左右出现了一个还原峰,第2、3周期该还原峰电位升至3.2 V左右.CuF2/MoO3/C复合电极的Nyquist图由高、中频区两个半圆串接和一条斜线组成.放电过程,高频区半圆相应于锂离子扩散多层SEI膜,还与电极材料与集流体的接触有关;中频区半圆与CuF2和MoO3及C的肖特基接触有关;低频区斜线反映扩散传递过程.CuF2/MoO3/C电极电荷传递阻力较大,这可能也是CuF2/MoO3/C电极容量较快衰减的原因.     

LiCr_xMn_(2-x)O_4的倍率放电特性

研究了 Li Crx Mn2 -x O4的倍率充放电性能 ,用脉冲电流松弛法测定了 Li Crx Mn2 -x O4中 Li 的化学扩散系数 ,讨论了掺杂对其倍率放电性能影响的机理 .结果表明 ,适当增加掺杂量 ,可加快 Li 的化学扩散速度 ,抑制 Jahn-Tellar效应 ,改善 Li Crx Mn2 -x O4高倍率充放电性能 .在 1 C倍率充放电时 Li Cr0 .1Mn1.9O4的综合性能最佳     

脉冲激光沉积纳米TiO2薄膜电极的现场光电化学

在O3 /O2 气氛中采用 35 5nm激光烧蚀金属钛靶的反应性沉积薄膜方法 ,成功地在镀ITO膜的玻璃基片上制备了纳米锐钛矿相TiO2 薄膜电极 .用循环伏安法研究了在Li/TiO2 电池中TiO2 薄膜电极的电化学嵌入Li离子的行为 .由现场快速紫外可见吸收光谱实时监测TiO2 薄膜电极的显色特性 ,在波长 42 0和 6 5 0nm附近出现 2个明显的吸收峰 ,并发现TiO2 薄膜电极的吸收谱的涨落过程与Li离子的嵌入和脱嵌过程具有相关性与可逆性 ,表明该纳米TiO2 薄膜电极具有高质量的光电化学性能 .     

脉冲激光沉积法制备FeSe薄膜电极及其电化学性质

采用脉冲激光溅射Fe和Se粉末的混合靶制备FeSe薄膜并用XRD、充放电和循环伏安测试研究了薄膜的结构和电化学性质. XRD结果显示, 当基片温度为200 ℃时, 薄膜主要由晶态的FeSe组成. 在电压1.0～3.0 V范围内, 该薄膜的可逆容量为360.8 mAh•g^－1, 经过100次循环之后的放电容量为396.5 mAh•g^－1, 具有很好的循环性能. ex situ XRD结果显示FeSe能够和Li发生可逆的电化学反应, 颗粒尺寸大于5 nm的纳米铁颗粒能够驱动Li₂Se的分解并在充电过程中重新生成FeSe. FeSe具有较高的可逆容量和较好的循环性能, 可能成为一种优良的锂二次电池正极材料.     

TiO2纳米片/巢状分级结构纳米阵列薄膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用水热合成法在氟掺杂二氧化锡(FTO)导电玻璃基底上得到TiO2纳米阵列薄膜,并进一步通过NaOH溶液水热处理制备了由巢状纳米阵列及纳米片覆盖层构成的TiO2纳米阵列分级结构一体化薄膜.采用场发射扫描电镜(FE-SEM),X射线衍射(XRD),紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱和吸收光谱技术对TiO2薄膜的结构和性质进行表征.FE-SEM结果表明:分级结构TiO2薄膜膜厚为1.5μm,薄膜由一层纳米片覆盖层(约0.2μm高)和一层巢状纳米阵列层(约1.3μm高)组成.XRD谱图表明TiO2薄膜为锐钛矿相.UV-Vis光谱显示分级结构TiO2薄膜具有较强的光捕获能力和染料吸附能力.TiO2纳米片/巢状分级结构纳米阵列薄膜作为光阳极,可有效地提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率,其短路电流(Jsc)为7.79mA·cm-2,开路电压(Voc)为0.80V,填充因子(FF)为0.40,光电转换效率(η)为2.48%,其光电转换效率较TiO2纳米阵列薄膜提高了近10倍.