鸟巢状分级结构LiFePO4的合成及其电化学性能研究

采用溶剂热法,以乙二醇为溶剂,P₁₂₃为软模板剂,制备了锂离子电池正极材料磷酸铁锂(LiFePO₄),其振实密度约为1.2g·cm^-3。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和BET对样品的成分、晶型,形貌和孔结构进行了表征。结果表明：鸟巢状LiFePO₄由单晶纳米片组成,具有开放的三维多孔分级结构。通过时间单因素实验探讨鸟巢状分级结构LiFePO₄的生长机理,其生长过程可以概括为：成核定向生长团聚定向生长。电化学性能测试结果表明材料在0.1C倍率下充放电时,其首次放电比容量达132.5mAh·g^-1。     

溶剂热法合成花状分级结构LiFePO_4及其电化学性能研究

以乙二醇/水为溶剂,酒石酸铵为添加剂和碳源,采用溶剂热法,制备了高振实密度(1.3 g·cm-3)的锂离子正极材料磷酸铁锂(LiFePO4)。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了表征。研究结果表明样品为单晶纳米片组装而成的花状三维多孔分级结构LiFePO4。通过时间单因素实验探讨花状分级结构LiFePO4的生长机理,其生长过程概括为:成核和生长,定向组装。电化学性能测试结果表明LiFePO4样品具有优异的倍率性能(10C时放电比容量保持在74.8 m Ah·g-1)与循环性能(50次循环后容量保持率93%)。     

单分散钛酸锶纳米晶体的形成机理

采用水热法,利用乙醇和水的混合溶剂合成了单分散钛酸锶纳米晶体。X射线衍射(XRD)结果显示该晶体为立方相,延长反应时间其结晶性增强。扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)结果显示样品为70nm左右的均匀立方块晶体。利用SEM、TEM、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电子衍射(ED)谱研究了该纳米晶体的生长过程,结果表明:前驱体经过扩散反应生成钛酸锶晶核,晶核之间由于定向生长作用而团聚连接形成颗粒球,最后颗粒球在缓慢的奥斯特瓦尔德熟化作用下转化为钛酸锶晶体。这一“扩散反应、定向生长、奥斯特瓦尔德熟化”的生长过程揭示了钛酸锶纳米晶体的生长机理。利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程模拟证实了其初始阶段的扩散反应机理,并得出反应活化能为15.79kJ·mol^-1。     

掺杂Mo的LiFePO4正极材料的电化学性能

通过固相法以(NH4)6Mo7O24·4H2O为钼源,在氮气气氛下合成出掺杂Mo的LiFePO4正极材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)和正电子湮没进行结构表征,通过不同放电倍率研究掺Mo的LiFePO4电化学性能.结果表明,掺Mo的LiFePO4呈橄榄石结构,Mo6+同时占据着Fe位及Li位,提高了LiFePO4的电导率,lC放电可逆容量为141 mAh·g-1,表现出良好的电化学性能.     

单分散钛酸锶纳米晶体的形成机理

采用水热法,利用乙醇和水的混合溶剂合成了单分散钛酸锶纳米晶体.X射线衍射(XRD)结果显示该晶体为立方相,延长反应时间其结晶性增强.扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)结果显示样品为70 nm左右的均匀立方块晶体.利用SEM、TEM、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电子衍射(ED)谱研究了该纳米晶体的生长过程,结果表明：前驱体经过扩散反应生成钛酸锶晶核,晶核之间由于定向生长作用而团聚连接形成颗粒球,最后颗粒球在缓慢的奥斯特瓦尔德熟化作用下转化为钛酸锶晶体.这一“扩散反应定向生长奥斯特瓦尔德熟化”的生长过程揭示了钛酸锶纳米晶体的生长机理.利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程模拟证实了其初始阶段的扩散反应机理,并得出反应活化能为15.79 kJ·mol^-1.     

溶剂热法合成花状分级结构LiFePO4及其电化学性能研究

以乙二醇/水为溶剂,酒石酸铵为添加剂和碳源,采用溶剂热法,制备了高振实密度(1.3g·cm^-3)的锂离子正极材料磷酸铁锂(LiFePO₄)。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了表征。研究结果表明样品为单晶纳米片组装而成的花状三维多孔分级结构LiFePO₄。通过时间单因素实验探讨花状分级结构LiFePO₄的生长机理,其生长过程概括为:成核和生长,定向组装。电化学性能测试结果表明LiFePO₄样品具有优异的倍率性能(10C时放电比容量保持在74.8mAh·g^-1)与循环性能(50次循环后容量保持率 > 93%)。     

溶剂热合成三维蔷薇花状SnS2微晶

在乙二醇溶剂热条件下,采用SnCl4·H2O和硫代氨基脲为原料,成功制备出了三维蔷薇花状的SnS2微晶.产品用X-射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(RS)和紫外一可见吸收光谱(UV-Vis)对样品进行了表征.结果表明SnS2蔷薇花是由纳米级厚度的片状"花瓣"相互连接、交叠、缠绕自组装生长而成.并对蔷薇花状SnS2三维结构的生长机理进行了简单探讨.     

丙三醇辅助水热法合成纳米棒状LiFePO4

在丙三醇存在下,以FeSO4·7H2O,LiOH·H2O和H3 PO4为原料,采用水热法合成了橄榄石结构的纳米棒状LiFePO4.产物结构与形貌用X射线衍射、红外、扫描电子显微镜、能谱分析测试技术进行了表征.讨论了反应时间、温度、混合溶剂比例对产品形貌的影响.结果表明,当V(水)/以丙三醇)=2:1时,在180℃反应2...     

溶剂热法控制合成规则的LiFePO4颗粒

采用溶剂热法在H2O和异丙醇的混合溶剂中合成橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4). 场发射扫描电镜(FESEM)结果表明, LiFePO4产品的形貌与导电添加剂密切相关, 当改变导电添加剂的种类(蔗糖、碳黑和石墨)时, 分别得到了棒状和方块状的LiFePO4颗粒. TEM和选区电子衍射(SAED)的结果表明, 棒状的LiFePO4晶体沿着[201]方向取向生长. 取向机理可能在于添加剂对晶体生长的吸附阻止作用. 充放电测试表明, 溶剂热法合成的LiFePO4(添加蔗糖)具有145.2 mAh·g-1的可逆容量和良好的循环保持能力, 且表现出优良的倍率放电性能和高温特性, 其4C放电容量为98.1 mAh·g-1, 保持了0.1C容量的67.6%, 且放电电压平台仍保持在3.12 V(vs Li/Li+).     

铝掺杂LiFePO4的表面成分结构及电化学性能研究

锂离子电池正极材料掺杂LiFePO4的报道已很多,而涉及掺杂LiFePO4的表面成分及结构的研究仍很少见.本文采用溶剂热法一步制得了表面富Al的LiFePO4正极材料.TEM测试证实LiFePO4的表面形成均匀的无定型包覆层;俄歇电子能谱和软X射线吸收谱均表明其表面的包覆层为部分Al替代Fe的LiFe1-x Alx PO4.表面富Al(x=0.02)的LiFePO4显示了较好的电化学倍率性能和低温性能,-10oC下充放电,电压范围2.2~4.2 V、0.1C倍率,电极的放电比容量为98 mAh·g-1,0.5C倍率放电比容量可达70 mAh·g-1.这归因于Al的加入改变了材料体相及表面的电子结构,增加了体相电子的传导及表面离子的传导.     

水热法制备树叶状LiFePO4/C复合正极材料

采用柠檬酸辅助水热法合成了高分散性树叶状LiFePO₄/C复合正极材料。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜、高分辨率透射电镜和选区电子衍射分析了材料的形貌结构。结果表明,柠檬酸对树叶状LiFePO₄/C复合材料的形成具有促进作用。该材料的最大暴露晶面为(010)晶面,且分散性较好。与颗粒状LiFePO₄/C材料相比,该材料呈现出更高的放电比容量和更好的倍率性能,在0.1C和5C倍率下,放电比容量分别为158和126mAh·g^-1,其原因是由于锂离子沿[010]方向的扩散距离缩短,从而使锂离子扩散系数显著增大。     

高振实密度圆饼状LiFePO4/C的制备及电化学性能

以乙二醇为溶剂,采用溶剂热法一步合成圆饼状LiFePO₄,然后以葡萄糖为碳源与合成的LiFePO₄前躯体高温烧结得到碳包覆的LiFePO₄/C复合材料,其振实密度高达1.3 g·cm^-3。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对LiFePO₄/C复合材料进行了物相和形貌表征,研究结果表明制备得到的LiFePO₄呈圆饼状,且生成的圆饼是由单晶LiFePO₄纳米片堆积而成。此外,LiFePO₄颗粒表面碳层包覆均匀。将制备的LiFePO₄/C用作锂离子电池正极材料,电化学性能测试表明其具有高的充放电比容量(在0.1C时放电,其初始放电比容量为157.7 mAh·g^-1)与良好的循环性能(500次循环后容量保持率为82.4%)。     

高振实密度圆饼状LiFePO_4/C的制备及电化学性能

以乙二醇为溶剂,采用溶剂热法一步合成圆饼状LiFePO_4,然后以葡萄糖为碳源与合成的LiFePO_4前躯体高温烧结得到碳包覆的LiFePO_4/C复合材料,其振实密度高达1.3 g·cm~(-3)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对LiFePO_4/C复合材料进行了物相和形貌表征,研究结果表明制备得到的LiFePO_4呈圆饼状,且生成的圆饼是由单晶LiFePO_4纳米片堆积而成。此外,LiFePO_4颗粒表面碳层包覆均匀。将制备的LiFePO_4/C用作锂离子电池正极材料,电化学性能测试表明其具有高的充放电比容量(在0.1C时放电,其初始放电比容量为157.7 mAh·g~(-1))与良好的循环性能(500次循环后容量保持率为82.4%)。     

Electrochemical properties of LiFePO4/C synthesized using polypyrrole as carbon source

LiFePO₄/C composites were synthesized by pyrolysis of LiFePO₄/polypyrrole (PPy), which was obtained by an in situ chemical polymerization involving pyrrole monomer and hydrothermal synthesis LiFePO₄. All samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, cyclic voltammetry, and galvanostatic charge–discharge techniques. The results showed the LiFePO₄/C sintered at 800 °C containing 2.8 wt.% carbon exhibited a higher discharge capacity of 49.6 mAh·g⁻¹ at 0.1 C, and bare LiFePO₄ only delivered 11.6 mAh·g⁻¹ in 2 M LiNO₃ aqueous electrolyte. The possible reason for the improvement of electrochemical performance was discussed and could be attributed to the formation of aromatic compounds during the carbonization of PPy.     

钛掺杂的非化学计量LiFePO4的合成与电化学性能研究

0 Introduction Phospho-olivine LiFePO4 as a prom ising cathode m aterialforlithium ion batteries has aroused consider- able interests due to its low cost, benign for environ- m ent, high tem perature capability and relatively high energy density[1,2]. Ith…     

Ti3C2Tx/MnO2正极在水系锌电池中的电化学性能

二氧化锰(MnO₂)材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO₂负载在Ti₃C₂T_x表面形成Ti₃C₂T_x/MnO₂复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对复合样品的结构、成分和形貌进行表征。通过将Ti₃C₂T_x/MnO₂复合材料作为正极,与锌负极匹配组装成水系锌电池,研究了其分别在2 mol·L^-1 ZnSO₄、2 mol·L^-1 ZnSO₄+0.1 mol·L^-1 MnSO₄、30 mol·L^-1三氟甲基磺酸四乙基铵(TEAOTf)+1 mol·L^-1三氟甲烷磺酸锌(ZnOTf)和3 mol·L^-1 ZnOTf四种电解液中的电化学性能。结果表明,Ti₃C₂T_x/MnO₂在2 mol·L^-1 ZnSO₄中的比容量较高,但循环稳定性很差。将TEAOTf盐和ZnOTf盐共溶于水中,设计了一种新型的含惰性阳离子的超高浓度盐包水电解液(30 mol·L^-1 TEAOTf+1 mol·L^-1 ZnOTf),不仅提高了Ti₃C₂T_x/MnO₂材料的可逆性,而且有效抑制了电极材料在循环过程中的溶解。     

纳米CuFe_2O_4-rGO复合材料的制备及电化学性能

采用溶剂热法成功制备了纳米CuFe_2O_4-rGO复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学工作站对样品的结构、形貌及电容特性进行表征。结果表明,CuFe_2O_4纳米粒子均匀地分散在石墨烯片层间,其中CuFe_2O_4-20%rGO复合材料具有最优的电化学性能,当电流密度1 A·g~(-1)时,其比电容为1 952.5 F·g~(-1),当电流密度为1 A·g~(-1)时,CuFe_2O_4-20%rGO复合材料经1 000次充放电后的比电容保持率为86.17%。