锂电池正极材料多硫化碳炔的制备及电化学性能

锂电池正极材料多硫化碳炔的制备及电化学性能;锂电池;多硫化碳炔;正极材料     

水系锂离子电池负极材料LiTi_2(PO_4)_3/C的合成与电化学性能

采用Pechini法合成了纳米LiTi2(PO4)3,以聚乙烯醇(PVA)为碳源,探讨了不同碳源分散方式下制备的碳包覆LiTi2(PO4)3电极电化学性能的影响因素.结果表明,纳米LiTi2(PO4)3的电化学性能主要取决于本身晶相的纯度和结晶度,其次为LiTi2(PO4)3颗粒表面碳包覆层的均匀程度.采用旋转蒸发的碳源分散方式制得的纳米LiTi2(PO4)3晶相纯度高,结晶度好,LiTi2(PO4)3颗粒表面碳包覆层均匀,电化学性能最优.4C倍率下首次放电容量达到123mA·h/g,充放电循环200次容量保持率在85%以上.     

Cu/Cu2+沉积型电极在流动酸性电解液中的电化学性能

在流动的高浓度硫酸铜酸性溶液中, 研究了H2SO4浓度、 温度和CuSO4浓度对Cu/Cu2+沉积型电极在石墨基体上电化学性能的影响. 结果表明, 沉积型铜电极反应受控于阴极沉积过程, 室温下动力学过程较慢, 但铜沉积致密, 不易形成枝晶和海绵状铜. 适当提高H2SO4和CuSO4浓度及反应温度可降低铜沉积的极化, 改善其动力学特征; 但Cu离子的溶解度受限于H2SO4浓度, CuSO4浓度提升空间有限. 优化电解液组成为2.5 mol/L H2SO4＋0.7 mol/L CuSO4, 反应温度45 ℃. 在此条件下, 铜在石墨基体上沉积/溶解的交换电流密度提高1个数量级, 具有良好的动力学特征, 单电极充放电电压差降低近50%, 能量效率超过80%.     

电化学双电层电容器用新型炭材料及其应用前景

活性炭是目前使用最为广泛的一种电化学双电层电容器（EDLC）的电极材料,但其固有的缺点制约了EDLC性能的进一步提高。用新型高性能炭电极材料可使EDLC比能量和比功率性能进一步提高。这些新型炭材料包括基于石墨层状结构的纳米门炭,基于碳纳米管阵列结构的毛皮炭,通过高温置换反应制备的骨架炭以及电极可整体成型的纳米孔玻态炭。本文介绍了这些炭材料的电化学特性及其在电化学双电层电容器中的应用,指出用这4种新型炭材料制备EDLC的比能量或比功率性能远高于目前活性炭基EDLC,具有良好的应用前景。     

聚2,2′-二硫代二苯胺的化学合成与表征

从2-氨基苯硫酚出发制备二硫代二苯胺,以此为原料与重铬酸钠在低温溶液中合成聚二硫代二苯胺,并对产物进行了红外光谱、热重、X射线、光电子能谱和扫描电镜分析表征.     

电解液离子与炭电极双电层电容的关系

以酚醛树脂基纳米孔玻态炭(NPGC)为电极, 通过微分电容伏安曲线的测试, 研究了水相体系电解液离子与多孔炭电极双电层电容的关系. 结果表明, 稀溶液中, 多孔炭电极的微分电容曲线在零电荷点(PZC)处呈现凹点, 电容降低, 双电层电容受扩散层的影响显著；若孔径小, 离子内扩散阻力大, 电容下降更为迅速, 扩散层对双电层电容的影响增大. 而增大炭材料的孔径或电解液浓度, 可明显减弱甚至消除扩散层对电容的影响. 炭电极的单位面积微分电容高, 仅表明孔表面利用率高, 如欲获得高的电容量, 还要有大的比表面积. 离子水化对炭电极的电容产生不利影响, 选用大离子和增大炭材料的孔径, 可有效降低离子水化对炭电极电容性能的影响.     

高功率超级电容器用介孔炭电极材料

以纳米CaCO3为模板、蔗糖为前躯体制备超级电容器用介孔炭电极材料.材料的结构由氮吸附、TEM表征,借助恒流充放电、循环伏安和交流阻抗评价了其在6 mol.L-1KOH电解液中的电化学电容性能.结果表明,蔗糖基介孔炭的比表面积606 m2/g,富含10~30 nm的介孔.恒流放电法测得介孔炭在电流密度50 mA/g下的比电容为125 F/g,大电流倍率性能特别突出.电流密度增大到20 000 mA/g,比电容还保持有88F/g,远高于进口电容炭,该介孔炭是一种很有前景的高功率超级电容器炭电极材料.     

新型锂电池正极材料多硫代聚苯胺的制备和电化学性能

通过聚苯胺合成了多氯代聚苯胺以及锂电池正极材料多硫代聚苯胺,利用元素分析、红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜对反应产物多氯代聚苯胺和多硫代聚苯胺进行了化学结构和形貌分析.XPS结果表明,多硫代聚苯胺没有明显的π-π^*电子离域现象.多硫代聚苯胺的主链聚苯胺对侧链S-S未发现有明显的电化学催化作用.多硫代聚苯胺的充放电曲线及其微分曲线表明,其在充放电过程中可能存在3个连续的氧化还原反应过程,在2.07V处有一个明显的放电电位平台.放电比容量在30次循环中能够维持在181-187mA.h/g之间,循环效率达到94%.     

聚丙烯腈在锂金属电池电解质中的应用

随着便携式电子设备、电动汽车和智能电网等快速发展，人们对高能量密度锂金属电池的关注日益增多。锂金属表面不均匀的剥落或沉积会导致锂枝晶生长，锂枝晶容易刺穿隔膜，存在引发电池短路的风险，而且高反应活性的锂金属会与电解液不断反应被消耗，生成不稳定的固体电解质界面（SEI）膜，造成不可逆的容量损失，因此兼顾高能量密度与高安全性是锂金属电池发展应用中亟需解决的关键科学问题。具有强吸电子基团（C≡N）的聚丙烯腈（PAN）聚合物与碳酸酯溶剂中C=O的相互作用能形成更稳定的SEI膜，PAN作为锂负极涂层还能抑制锂枝晶的生长；另外，PAN具有较低的最低未占据分子轨道、较高的电化学稳定性和较宽的电化学窗口，能作为锂金属电池的聚合物电解质，并匹配高电压正极，兼具高能量密度和高安全性，故PAN聚合物在锂金属电池的电解质中有着很大的应用潜力。本文从电解质的不同状态（液态、凝胶、固态）介绍了PAN聚合物在液态电解质中作为隔膜、锂负极保护层以及在凝胶电解质、固态电解质的最新研究成果，并对PAN聚合物在锂金属电池电解质中的发展趋势进行展望。