硫/水热碳球复合材料的制备及对锂硫电池倍率性能的影响

在锂硫电池正极材料的研究中,碳材料可以有效改善电池倍率及循环性能.为了提高锂硫电池的高倍率放电性能,通过水热合成的方法,制备了由非均匀粒径碳球组成的碳材料.与硫热合成后,硫均匀分布在碳材料表面及周围,复合材料含硫量为52wt%.0.2C放电电流下,首次放电比容量为1174mAh·g^-1,100次循环后放电比容量为788mAh·g^-1.在4C的放电电流下,放电比容量稳定维持在600mAh·g^-1,循环过程中,库伦效率高于90%.该碳材料有良好的导电网络,且制备方便,成本低廉,对于穿梭效应和放电过程中的膨胀效应有一定的抑制作用,是一种优秀的正极材料.     

CoOOH用作阴极催化剂对非水性锂-氧气电池性能的影响

利用工艺简单,成本低廉的共沉淀法制得CoOOH,并用作非水性锂-氧气电池阴极催化剂。通过恒流充放电、线性伏安扫描（LSV）和电化学阻抗（EIS）测试研究了电极的电化学性能。结果表明：由于CoOOH能够明显提高氧气还原反应（ORR）的催化活性,与未使用CoOOH的电极相比较,使用CoOOH为催化剂的电极首次放电容量高达5 093 mAh·g^-1,提高了1.7倍。电池的充电过电压降低了约460 mV,充电可逆性得到增强,充放电可逆性提高,使得循环性能得到显著改善。     

球壳型V2O5的制备及电池材料性能研究

采用软模板法制备出球壳型五氧化二钒(V_2O_5),并对其作为LIB正极材料时的性能进行了测试,结果表明:材料具有较理想的比容量和充放电效率,第二次放电比容量高达288mAhg~(-1);但循环稳定性一般,需通过掺杂、锂化等方式来改进.     

Al含量对AB5型储氢合金电极低温和高倍率性能的影响

系统地研究了Al含量对富Ce储氢合金MmNi_4-xCo_0.7Mn_0.3Al_x（x=0,0.1,0.2,0.3）电极综合电化学性能,尤其是对低温和高倍率性能的影响。在常温下,储氢合金电极放电容量和循环性能均随着Al含量的增加而增加,而高倍率放电性能严重下降。-20℃时,放电容量仍随着Al含量的增加而增加,但在-40℃下放电容量随之严重衰退。电化学动力学结果表明,常温下高Al合金高倍率性能的降低主要是由于电极表面电荷转移过程的恶化;低温-40℃下,Al同时降低了合金电极的表面电催化活性以及体相H扩散能力,严重恶化电极过程动力学,从而导致了高Al合金极低的容量及电压输出。考虑到各电极的综合电化学性能,MmNi_3.8Co_0.7Mn_0.3Al_0.2为最佳的成分配比。     

电化学自组装Fe/Cu纳米复合材料对铁镍电池高倍率及低温性能改性

通过在碱液中阴极还原铁酸铜（t-CuFe₂O₄）简便地实现了纳米Fe/Cu复合材料的自组装。采用循环伏安（CV）与X射线衍射（XRD）分析了自组装过程中的相变。通过透射电镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）以及扫描透射-能谱分析（STEM-EDX）的表征可以发现电结晶得到的铁、铜纳米颗粒分布均匀且接触紧密。当用于铁镍电池负极时,Fe/Cu纳米复合电极展现了较好的放电容量与充电接收能力,并具备优异的高倍率与低温性能。当电流密度高达4 500 mA·g_Fe^-1或运行温度仅为-40℃时,该电极仍拥有很好的输出容量与电位特性。线性扫描伏安（LSV）分析证明了该电极中原位生成的Cu纳米颗粒催化了活性Fe的阳极溶解动力学性能,因而明显改善了电极的高倍率与低温放电性能。     

球壳型V2O5的制备及电池材料性能研究

采用软模板法制备出球壳型五氧化二钒（V2O5），并对其作为LIB正极材料时的性能进行了测试，结果表明：材料具有较理想的比容量和充放电效率，第二次放电比容量高达288mAhg^-1：但循环稳定性一般，需通过掺杂、锂化等方式来改进。     

原位负载Au纳米层在锂空气电池正极中的电催化特性

通过自发交换法使Au与非水性锂空气电池中的泡沫镍集流体发生反应,实现了金纳米层催化剂的原位负载.将其作为非水性锂空气电池正极,研究了不同气氛(纯氧、大气和模拟大气)下电池的电化学性能.结果表明,Au纳米层催化剂对氧还原反应/氧逸出反应起到了双功能催化作用,使得氧气电极在不同气氛下的首次放电容量与电压均显著提升,容量分别提升至9169,1604和1853 m A·h/gcarbon;同时氧气电极在模拟大气下的充电过电位降低,能量效率提高,循环性能得到一定提升.     

Al含量对AB5型储氢合金电极低温和高倍率性能的影响

系统地研究了Al含量对富Ce储氢合金MmNi_4-xCo_0.7Mn_0.3Al_x（x=0,0.1,0.2,0.3）电极综合电化学性能,尤其是对低温和高倍率性能的影响。在常温下,储氢合金电极放电容量和循环性能均随着Al含量的增加而增加,而高倍率放电性能严重下降。-20℃时,放电容量仍随着Al含量的增加而增加,但在-40℃下放电容量随之严重衰退。电化学动力学结果表明,常温下高Al合金高倍率性能的降低主要是由于电极表面电荷转移过程的恶化;低温-40℃下,Al同时降低了合金电极的表面电催化活性以及体相H扩散能力,严重恶化电极过程动力学,从而导致了高Al合金极低的容量及电压输出。考虑到各电极的综合电化学性能,MmNi_3.8Co_0.7Mn_0.3Al_0.2为最佳的成分配比。     

电化学自组装Fe/Cu纳米复合材料对铁镍电池高倍率及低温性能改性

通过在碱液中阴极还原铁酸铜（t-CuFe₂O₄）简便地实现了纳米Fe/Cu复合材料的自组装。采用循环伏安（CV）与X射线衍射（XRD）分析了自组装过程中的相变。通过透射电镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）以及扫描透射-能谱分析（STEM-EDX）的表征可以发现电结晶得到的铁、铜纳米颗粒分布均匀且接触紧密。当用于铁镍电池负极时,Fe/Cu纳米复合电极展现了较好的放电容量与充电接收能力,并具备优异的高倍率与低温性能。当电流密度高达4 500 mA·g_Fe^-1或运行温度仅为-40℃时,该电极仍拥有很好的输出容量与电位特性。线性扫描伏安（LSV）分析证明了该电极中原位生成的Cu纳米颗粒催化了活性Fe的阳极溶解动力学性能,因而明显改善了电极的高倍率与低温放电性能。     

LaF3表面修饰LiMn2O4的合成方法及电化学性能的研究

通过高温固相法制得尖晶石LiMn₂O₄,然后在通过简单易行的无水乙醇蒸干法包覆LaF₃来修饰LiMn₂O₄。利用XRD,SEM来表征LaF₃修饰的LiMn₂O₄的结构和形貌特征,并通过电化学测试研究LaF₃修饰LiMn₂O₄的高温和常温下的电化学性能,另外结合电化学阻抗谱（EIS）和循环伏安（CV）考察表面修饰的锰酸锂的循环阻抗和循环可逆性。结果显示：经LaF₃修饰过的LiMn₂O₄仍具有尖晶石结构,并且具有良好的电学性能。其中,以3wt%的修饰效果最好,常温循环100次和高温循环50次的循环保持率分别是91%和90%;而且,EIS和CV分别表明经LaF₃修饰的LiMn₂O₄的电荷传递阻抗明显减小,其循环可逆性也明显提高。