I~-的光电化学氧化与光助充电二次锂离子电池

采用扫描电子显微镜、X射线衍射和粉末微电极分别考察了TiO2粉末的形貌、结构以及氧化I-的光电化学行为.结果表明,TiO2粉末晶型为锐钛矿,粒径在100～200 nm范围内.在光照条件下,在TiO2半导体电极上电化学氧化I-生成I2的超电势数值降低约1 V.以TiO2/ITO和Li4Ti5O12分别作为正负极,电解液为碳酸丙烯酯(PC)+LiClO4+LiI,并以聚偏氟乙烯(PVDF)作为隔膜构成分隔式电解池,进行整体电解并结合紫外-可见光谱进行分析.结果表明,该装置在光照条件下电池充电电压比非光照条件下的充电电压降低约0.9 V,且充电效率接近100%.该光电化学装置是一种可以利用光能充电的二次锂离子电池.     

含FEC电解液的锂离子电池低温性能研究

研究含FEC溶剂电解液(FEC+EMC,EC,PC)的低温性能及其与磷酸铁锂正极或中间相碳微球(MCMB)负极的匹配.该电解液具有较高的低温电导率,FEC可在1.6 V与负极反应成膜,有效地提高负极稳定性.红外测试发现,FEC可抑制其它电解液溶剂在负极成膜过程中的分解,在常温(20℃)和低温(-20℃)下形成的SEI膜阻抗均较低.电化学测试表明,以该电解液装配的锂离子电池(电极)具有较高的低温放电容量和倍率性能.     

量子化学方法在锂离子电池电解液研究中的应用

总结了近年来量子化学方法在锂离子电池电解液研究中的应用进展,阐述了量子化学方法在新型锂盐设计、功能添加剂作用机理分析和电极/电解液界面膜的形成过程研究中发挥的作用,对其用来设计锂离子电池电解液功能分子作出展望。     

新型氢氧化镍正极材料的制备和表征

选取Co、Zn、Ca、Mg、Cu等元素与Ni元素按照一定的化学计量比"合金化",实行修饰或掺杂,制备出新型氢氧化镍(New Type Nickel Hyclroxide,NTNH).利用X射线衍射、扫描电镜和恒电流充放电技术测试其相结构、表面微观形貌和充放电性能.研究结果表明:和商业产品相比,新型氢氧化镍具有良好的高温大电流充放电性能和循环稳定性.实现多种元素共沉积,利用元素之间的协同效应,是改善氢氧化镍正极材料高温大电流充放电性能的一条有效途径.     

锂空气电池研究述评

由于锂空气电池具有很高的理论能量密度因而引起了广泛关注和研究。本文较为全面地论述了各种电解质体系中的锂空气电池的进展,包括:有机体系、水体系、离子液体体系、有机-水双电解质体系和全固态体系的锂空气电池;详细阐述和归纳了它们的工作原理和最新研究现状。对最新提出的锂-空气-超级电容电池的原理和特点进行了较详细的论述。结合氧气在有机电解质中的电化学还原行为指出单一有机电解质锂空气电池存在的问题以及可能的解决办法;同时展示了这类电池中空气电极催化剂的发展现状。结合双电解质锂空气电池、固态电解质锂空气电池、锂-空气-超级电容电池的结构阐述了它们各自的优缺点。本文还展示了一些可望用于单一有机电解质锂空电池、有机-水双电解质体系锂空电池的新型碳材料。最后对锂空气电池的研究发展进行了总结与展望,提出新型电解液、催化剂以及改进锂空气电池构造将会成为今后的发展趋势。     

掺杂NiO的Ni(OH)_2电化学性能研究

于Ni(OH)2中添加具有电容特性和大电流充放电性能良好的NiO.研究发现掺杂5%NiO的Ni(OH)2在0.2C倍率下放电容量可达310.1mAh/g,而3C放电容量还可以保持79.5%.其循环伏安扫描氧化还原峰电位差仅为164mV,表明该材料的循环可逆性好.由此可见在Ni(OH)2掺杂适量的NiO,对于Ni(OH)2的大电流充放电性能确有改进作用.     

氧还原反应中的银基催化剂

本工作较为全面地归纳了氧还原反应中使用的各种银基催化剂: 纯银、碳载银、银复合催化剂、银合金和银-过渡金属氧化物; 分别论述了它们的主要发展动态、优缺点和可能的研究方向、催化机理, 并对国内外主要的研究成果进行了对比分析. 鉴于银合金、银复合催化剂的催化机理研究较为深入, 还着重论述了它们的研究发展状况, 同时对比了不同学者提出的催化机理、催化剂构效关系. 此外, 简要阐述了银基催化剂的合成路线: 化学还原法、电沉积法和高温煅烧等, 并介绍了各合成路线对催化剂的形貌、成分、催化活性产生的影响. 最后, 对银基催化剂的研究现状进行了小结并指出其今后可能的应用领域, 展示出良好的应用前景.     

Comparative calculation on Li^+ solvation in common organic electrolyte solvents for lithium ion batteries

It is important for the electrolytes to maintain and enhance the lithium ion battery electrochemical performance,and solvation of Li^+is a key parameter for the property of the electrolytes.The comparative study on Li^+ solvation structures,energy,enthalpy,Gibbs free energy,infrared and Raman spectra in common organic electrolyte solvents is completed by density functional theory(DFT)method.The solvation reaction energy results suggest that the Li^+solvation priority order is propylene carbonate(PC)>ethylene carbonate(EC)>ethyl methyl carbonate(EMC)>diethyl carbonate(DEC)>tetrahydrofuran(THF)>dimethyl carbonate(DMC)>1,3-dioxolane(DOL)>dimethoxyethane(DME)to form 5sol Li^+.It is also indicated that the most innermost solvation shell compounds formations by stepwise spontaneous solvation reaction are four cyclic solvent molecules and three linear solvent molecules combining one Li^+ forming 4sol-Li^+ and 3sol-Li^+,respectively,at room temperature.Besides,the vibration peaks for C=O and C-O bonds in carbonate ester solvents-Li^+ compounds shift to lower frequency and higher frequency,respectively,when the Li^+ concentration increases in the solvation compounds.All Li-O stretching vibration peaks shift to higher frequency until forming 2solvent-Li^+ complexes,and C-H stretching also shifts to higher frequency except for nDME-Li^+ solvation compounds.The Raman spectrum is more agile to characterize C-H vibrations and IR is agile to C=O,C-O,and Li-O vibrations for Li^+solvation compounds.     

DFT study of solvation of Li~+/Na~+ in fluoroethylene carbonate/vinylene carbonate/ethylene sulfite solvents for lithium/sodium-based battery

Choosing suitable solvent is the key technology for the electrochemical performance of energy storage device.Among them,vinylene carbonate(VC),fluoroethylene carbonate(FEC),and ethylene sulfite(ES)are the potential organic electrolyte solvents for lithium/sodium battery.However,the quantitative relation and the specific mechanism of these solvents are currently unclear.In this work,density functional theory(DFT)method is employed to study the lithium/sodium ion solvation in solvents of VC,ES,and FEC.We first find that 4VC-Li+,4VC-Na+,4ES-Li+,4ES-Na+,4FEC-Li+,and 4FEC-Na+are the maximum thermodynamic stable solvation complexes.Besides,it is indicated that the innermost solvation shells are consisted of 5VC-Li+/Na+,5ES-Li+/Na+,and 5FEC-Li+/Na+.It is also indicated that the Li+solvation complexes are more stable than Na+complexes.Moreover,infrared and Raman spectrum analysis indicates that the stretching vibration of O=C peak evidently shifts to high frequency with the Li+/Na+concentration reducing in nVC-Li+/Na+and nFEC-Li+/Na+solvation complexes,and the O=C vibration peak frequency in Na+solvation complexes is higher than that of Li+complexes.The S=O stretching vibration in nES-Li+/Na+solvation complexes moves to high frequency with the decrease of the Li+/Na+concentration,the S=O vibration in nES-Na+is higher than that in nES-Li+.The study is meaningful for the design of new-type Li/Na battery electrolytes.     

CoO添加剂对La0.7Mg0.3(Ni0.85Co0.15)3.5贮氢合金电化学性能的影响

为了改善La-Mg-Ni-Co型贮氢合金电极材料的电化学循环稳定性，采用真空中频感应电炉熔炼的方法制备了La0.7Mg0.3（Ni0.85Co0.15）3．5合金，研究了CoO添加剂（添加量分别为0％，2．5％，5％和15％）对其电化学性能的影响。结果表明，当以机械混合的方式在铸态La0.7Mg0．3（Ni0.85Co0.15）3．5合金粉中添加5％CoO时，可使合金电极在高温、低温和室温时的放电容量及室温充放电循环寿命大幅度提高。电化学测试及X射线衍射（XRD）分析结果表明，CoO可能是通过促进La0.7Mg0.3（Ni0．85Co0.15）35合金中某个（些）相的电化学反应，及其本身在充放电过程中发生可逆电化学反应，改善La0．7Mg0．3（Ni0．85Co0．15）3．5合金电化学性能。