二价与四价金属离子等摩尔共掺杂的锂离子电池正极材料LiMn_(1.9)Mg_(0.05)Ti_(0.05)O_4的制备与表征

以氢氧化锂、乙酸锰、硝酸镁和钛酸丁酯为原料,以柠檬酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备了二价镁离子与四价钛离子等摩尔共掺杂的尖晶石型锂离子电池正极材料Li Mn1.9Mg0.05Ti0.05O4.采用热重分析(TGA),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和电化学性能测试(包括循环伏安(CV)和电化学交流阻抗谱(EIS)测试)对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征.结果表明:780°C下煅烧12 h得到了颗粒均匀细小的尖晶石型结构的Li Mn1.9Mg0.05Ti0.05O4材料,该材料具有良好的电化学性能,在室温下以0.5C倍率充放电,在4.35-3.30 V电位范围内放电比容量达到126.8 m Ah·g-1,循环50次后放电比容量仍为118.5m Ah·g-1,容量保持率为93.5%.在55°C高温下循环30次后的放电比容量为111.9 m Ah·g-1,容量保持率达到91.9%,远远高于未掺杂的Li Mn2O4的容量保存率.二价镁离子与四价钛离子等摩尔共掺杂Li Mn2O4,改善了尖晶石锰酸锂的电子导电和离子导电性能,使其倍率性能和高温性能都得到了明显的提高.     

锂离子电池正极材料(LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2)的流变相法合成及其电化学性能

以Li2CO3,Ni(NO3)2,Co2O3和Mn O2为原料,经流变相法合成了锂离子电池正极材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2(1),其结构和形貌经XRD和SEM表征。考察了煅烧温度(T)和煅烧时间(t)对1Tt电化学性能的影响。采用乙炔黑作导电剂,制备了1Tt的锂离子正极材料(2Tt)。电化学性能测试结果表明:于800℃煅烧12 h制备的280012电化学性能最好。在充放电条件[2.5 V~4.5 V,0.2 C倍率]下,280012首次放电比容量为180 m Ah·g-1,循环性较好。     

LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的络合法合成及其电化学性能研究

采用络合法制备了锂离子电池的活性正极材料LiNi0.8Co0.2O2粉体,该合成材料结晶良好,层状结构发育完善.电池充放电测试表明,作为锂离子电池正极,其电化学性能与LiNi0.8Co0.2O2粉体的合成温度有关,其中以900℃下合成得到的材料性能最优:第1次放电比容量高达142mAh/g,循环30次后可逆比容量仍高达122mAh/g,容量损失为14.5%.文中对容量退化的原因进行了分析.     

水合肼对锂离子正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4性能的影响

以NiSO4和MnSO4为原料,在用共沉淀法经二次干燥制备锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的前驱体时,加入水合肼进行还原处理.实验结果发现:经还原处理的前驱体制备正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的充放电比容量远远高于同样条件下不经水合肼还原处理的前驱体制备的正极材料的充放电比容量,而且处理前驱体制备的正极材料在高倍率放电条件下电化学行为更好.粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试结果表明,用还原剂水合肼处理的前驱体合成的样品为单一的尖晶石结构,晶粒呈规则的八面体形貌,没有杂质相,而未处理前驱体合成的样品则含有少量的杂质相.这种杂质相是在前驱体的制备过程中由于Mn(OH)2被O2氧化而形成难溶Na0.55Mn2O4.1.5H2O化合物,最终转变为Na0.7MnO2.05.     

镁-过渡金属复合物正极材料

高能量密度、大容量、高工作电压、低成本、环境友好的二次电池是未来储能电池技术的发展方向。高比能的镁离子电池（MIBs）是以镁或镁合金为负极的二次电池,是一种重要的有望用于电动汽车的新型绿色储能电池。镁离子电池发展缓慢的主要问题是镁离子在正极材料中扩散速度慢。因此,本文综述了五类晶体结构的镁-过渡金属复合物类型（包括一维隧道结构、二维层状结构、三维尖晶石结构、三维NASICON结构、三维橄榄石结构）、制备方法、电化学性能等,还阐述了镁离子在固体中扩散行为及提高扩散速度的措施,最后展望了镁离子电池正极材料镁-过渡金属复合物的重要研究方向。寻找高电压（大于3 V）、高比能量、高可逆性的正极材料和与其匹配的电解液是实现镁离子电池第三次突破的关键。我们希望本文有利于更深入地了解镁离子电池正极材料,促进镁离子电池的发展。     

Li_(3.22)Na_(0.569)Mn_(5.78)O_(12.0)的电化学性能

以L iOH.H2O和Mn(CH3COO)2.2H2O作原料,应用微波-固相两段烧结法合成具有L i4Mn5O12结构特征,组成为L i3.22Na0.569Mn5.78O12.0的锂离子电池正极材料.XRD分析表明,在380℃的后处理温度下,微波烧结前处理有利于生成纯L i4Mn5O12尖晶石相.充放电实验表明,在4.5~2.5V电压区间,新制样品的初始放电容量为132 mAh.g-1,100循环的容量衰减率为6.8%;4个月存放样的初始放电容量为122 mAh.g-1,100循环的容量衰减率为17.4%.表现出较好的充放电性能和循环寿命.微波烧结使样品的Mn-O键被加强.     

简化的溶胶凝胶法合成LiMn2-xLaxO4及电性能研究

采用以水溶液作为反应介质的简化的溶胶凝胶法制备了LiMn2O4和稀土La掺杂的LiMn1.98La0.02O4粉体材料, 此方法工艺简单, 容易控制, 制备周期短. 利用XRD, SEM对材料粉体进行结构形态表征, 并以合成的材料为正极活性材料测试其充放电性能、循环伏安性能、 电化学阻抗谱性能. 实验结果表明: 材料LiMn2O4和LiMn1.98La0.02O4具有较好的尖晶石结构, 且颗粒分布均匀, 掺杂La的材料循环性能有较大改善. 以LiMn2O4为正极活性物质的扣式电池首次放电比容量129.38 mAh · g-1, 循环20次后容量保持在94%, 以LiMn1.98La0.02O4为正极活性物质的扣式电池首次放电比容量106.77 mAh · g-1, 循环20此后容量保持在96.2%.     

正极材料LiNi0.45Co0.1Mn0.45O2的制备与性能

正极材料LiNi0.45Co0.1Mn0.45O2的制备与性能;正极材料; 溶胶凝胶合成法; 电化学性能; 锂离子电池     

钛离子掺杂对LiFe0.6Mn0.4PO4/C 电化学性能的影响

采用固相法合成了钛离子掺杂LiFe0.6Mn0.4PO4/C正极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学测试,对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征.结果表明:钛离子掺杂未影响材料的晶型结构,但显著改善了材料的电化学性能;Li(Fe0.6Mn0.4)0.96Ti0.02PO4/C材料表现出优异的倍率性能,0.1C倍率下其比容量为160.3mAh.g-1;在10C倍率下,比容量为134.7mAh.g-1;特别是在20C高倍率下仍然具有124.4mAh.g-1的放电比容量.电化学交流阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)测试结果说明,通过钛离子掺杂导致材料阻抗和极化的减少是材料倍率性能改善的主要原因.     

雾热解法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4

采用喷雾热解的方法合成了单相的尖晶石LiMn2O4的颗粒,结构研究结果表明用这种喷雾造粒的方法可以得到颗粒细小匀的LiMn2O4粉体,其组装的电池具有良好的电化学容量和循环性能,表明这是一种可推广的合成锂离子电池正极材料LiMn2O4粉体的方法。     

一种含二茂铁基的多枝状分子的合成、表征及其性质研究

采用新的方法合成了一种二茂铁衍生物——均三（二茂铁乙烯基）苯，通过元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱、质谱、紫外可见光谱等对其进行了表征。用循环伏安法对其电化学性质进行了初步研究，用Z-扫描技术测试了它的非线性光学性能。结果表明，该化合物具有良好的电化学及非线性光学性质。     

冠醚修饰的C60衍生物膜的电化学性质

采用同步循环伏安(CV)和电化学石英晶体微天平(EQCM)方法研究了冠醚(二苯并-18-冠-6)修饰的C60衍生物(DBCFP)固态膜在不同电解质的乙腈溶液中的电化学性质. 选择了连有刚性基团的C60衍生物PSF与DBCFP进行对比,提出了DBCFP膜在TBA+溶液中的反应机理.     

用新型的半固相方法合成掺钴尖晶石材料LiCo_xMn_(2-x)O_4及其性能研究

用一种新型的半固相法合成得到LiCo_xMn_(2-x)O_4材料,通过X射线衍射技术 和充放电实验对材料的结构及循环性能进行了研究。与传统的固相合成法相比,这 种半固相法显示了产物颗粒尺寸均匀,电化学性能良好的特点。通过对结构,组成 与电化学性能关系的探讨,对不同半固相法合成路线的选择及适当的优化,可得到 电化学性能良好的掺钴尖晶石材料,其中LiCo_(0.016)Mn_(1.984)O_4在室温下的 初始容量为118 mA·h/g,循环25周后,容量仍能保持在113 mA·h/g左右。通过这 种新型合成方法得到的掺钴尖晶石材料,在高温下也表现出了令人满意的充入电循 环性能。     

Ni-based nanocomposites supported on graphene nano sheet (GNS) for supercapacitor applications

The Ni-based/graphene nano sheet (GNS) materials have been prepared by using the polyol reduction process and the NiO dispersed layer was fabricated on Ni metal to form the core/shell nanocomposites. These Ni-based/GNS composite materials possess excellent electrochemical properties, and have been investigated by thermal gravimetric analysis, X-ray diffraction, transmission electron microscopy and field emission scanning electron microscopy techniques. The electrochemical performance was measured by cyclic voltammograms and galvanostatic charge/discharge tests in 1 M KOH electrolyte solution. The results show that the 60Ni-250 sample has the potential application in supercapacitors because of its good electrochemical properties.     

金属卟啉与Keggin型硅钨酸修饰电极的制备及电催化性能测定

运用自组装和电化学组装联用方法,将镍卟啉配合物THPPNi和Keggin型硅钨酸SiW₁₂修饰到玻碳电极上,制备镍卟啉修饰电极和镍卟啉/硅钨酸复合修饰电极,研究其在DMF溶液中的电化学行为,测定在碱性条件下对NO₂^-和BrO₃^-的电催化性能。循环伏安和交流阻抗研究结果表明,复合修饰电极THPPNi/SiW₁₂的电极过程属于扩散控制过程;复合修饰电极优于单一修饰金属卟啉和多酸修饰电极。     

PVDF-HFP composite polymer electrolyte with excellent electrochemical properties for Li-ion batteries

Poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)-based composite polymer electrolyte (CPE) was prepared by phase inversion technique. In this work, we first applied a novel surface-modified sub-micro-sized alumina, PC-401, as ceramic filler. Various electrochemical methods were applied to investigate the electrochemical properties of the polymer electrolytes. We found that the CPE with 10 wt.% PC-401 has excellent electrochemical properties, including the ionic conductivity as high as 0.89 mS cm⁻¹ and the Li-ion transference number of 0.46. Polymer Li-ion batteries using LiFePO₄ as cathode active material exhibited excellent cycling and high-temperature performances. PC-401 shows a promising applicability in the preparation of polymer electrolyte with high electrochemical properties.     

石墨烯/铂纳米粒子杂化膜测定肾上腺素

利用循环伏安法制备了石墨烯/铂纳米粒子杂化膜修饰电极,并利用该修饰电极研究了肾上腺素（EP）的电化学行为,建立了测定肾上腺素的电化学方法。 分别利用扫描电子显微镜（SEM）和循环伏安法对电极表面的形貌和电化学性能进行了表征。 试验优化了修饰电极制备过程中影响电极性能的条件和EP的测定条件。 试验结果表明,石墨烯/铂纳米粒子修饰电极对肾上腺素有明显的电催化作用。 在pH=5.0的柠檬酸 磷酸氢二钠缓冲溶液中,EP的氧化峰电流与其浓度在4.4×10-8~2.2×10-6 mol/L的范围内呈良好的线性关系。 线性方程为ipa(10 μA)=0.0753c(mol/L)+3.7653×10-5,r=0.9989,检出限为2.2×10-9 mol/L（S/N=3）。 修饰电极表具有良好的重现性,可用于实际样品的测定。     

Characterizations of nickel mesh and nickel foam current collectors for supercapacitor application

Nickel (Ni) current collectors having a three-dimensional and porous structure are considered attractive contestants for high-efficiency supercapacitors. Therefore, Ni current collectors have a unique architecture and outstanding electrochemical properties. This study reports the effect of electrochemical characterizations on the electrochemical behavior and physical properties of Ni mesh and Ni foam. Cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge discharge (GCD) are used to examine the electrochemical properties and life span of the Ni mesh and Ni foam as a current collector in a supercapacitor application. Structural and microstructural characterizations are performed to verify the formation of an oxide layer after 1000 cycles of CV analysis. Results show that Ni foam can increase the yield electrochemical performance of the supercapacitor. Ni foam present better efficiency (35 F g⁻¹) compared to the Ni mesh (12 F g⁻¹) at 10 mV s⁻¹ scan rate by using 2 mg imaginary mass of active material. This result shows that Ni foam has good electrochemical performance and reversibility, higher pseudocapacitance, weaker polarization, and enhance rotating performance as to Ni mesh. The porous structure of Ni foam is in control for improving of the electrochemical properties, therefore, the electrochemical region was increased and shortened ion diffusion. Structural analysis shows that Ni mesh and Ni foam are oxidized after the electrochemical analysis and transformed to nickel oxide hydroxide (NiOOH). Higher specific surface area between the electrode and electrolyte leads to excellent electrochemical and pseudocapacitive performance of the Ni foam compared to the Ni mesh, even if the materials of current collectors are the same. Hence, the physical structure of the current collectors have a critical part in improving the energy density of the supercapacitor.     

Titanium nitride catalyst cathode in a Li-air fuel cell with an acidic aqueous solution

TiN was used as an oxygen reduction reaction (ORR) catalyst in a Li-air fuel cell with a non-aqueous/acidic aqueous hybrid electrolyte. The electrochemical properties of the TiN based catalyst and the single cell were extensively investigated. It is suggested that TiN has considerable electrochemical catalytic activity for Li-air fuel cells in a weak acidic solution.     

APS/NaClO 复合氧化剂对乳液法合成聚苯胺的微观形貌及其电化学性能的影响

采用乳液法, 以过硫酸铵(APS)和次氯酸钠(NaClO)为复合氧化剂合成导电聚苯胺(PANI). 考察了NaClO 的加入与否对PANI 微观形貌与电化学性能(循环伏安和电导率)的影响, 以及APS、乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和NaClO的用量对PANI 电化学性能的影响. 结果表明: NaClO 的加入对PANI 的微观取向结构具有重要的影响. 与采用单一APS 合成的PANI 相比, 复合氧化剂合成的PANI 具有较高的循环伏安峰电流以及更加优异的电导率(约为前者的2.6倍). 当苯胺(An)与APS 的物质的量比(n_An:n_APS )为8:7, An 与SDBS 的物质的量比(n_An:n_SDBS )为10:4, NaClO 用量为5%(质量分数)时, PANI 的各项性能指标达到最好; 紫外可见光谱和红外光谱的表征结果表明, 采用复合氧化剂并未对PANI 的分子结构产生明显的影响.