冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成Li1.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料及电化学性能改善研究

采用冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成富锂锰基Li1.2 Ni0.2Mn0.6O2正极材料,并将其结构、形貌以及电化学性能与传统溶胶凝胶法合成的材料进行比较.X射线衍射(XRD)结果表明,通过冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成的Li1.2Ni0.2Mn0.6O2粉末阳离子混排程度更低,冷冻干燥工艺的参与可以改善晶体结构.扫描电镜(SEM)照片分析表明,与溶胶凝胶样品相比较,冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成样品的颗粒团聚程度较低.电化学性能测试结果表明,冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成的材料具有更好的倍率性能和循环性能.除此之外,电化学交流阻抗测试(EIS)结果表明,冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成的Li1.2Ni0.2Mn0.6O2电荷转移电阻低于溶胶凝胶法制备的材料,增强了反应动力学.     

中性或弱酸性体系下锌基水系电池负极材料研究进展

锌具有原料丰富、质量轻便、金属导电性与延展性好以及理论比容量高等优势,可以作为绿色可充电电池的理想电极材料。其中,以中性或弱酸性水溶液为电解质、锌为负极的锌基水系电池具有安全性高、电池材料廉价无毒、制备工艺简单、环境友好等特点,在储能和动力电池领域具有极高的应用价值和发展前景。但电池充放电过程中伴随的锌枝晶、析氢、腐蚀、钝化等问题限制了其实际应用。本文综述了锌基水系电池负极存在的问题及当前的解决策略,并对其负极研究发展方向进行了展望。     

水系锌二次电池MnO2正极的晶体结构、反应机理及其改性策略

水系锌二次电池凭借其安全性高、环境友好、成本低廉、能量密度较高等诸多优势,有望应用于下一代大规模储能系统。电池的发展依赖于电极材料,二氧化锰由于其高丰度、低成本、毒性小等优势,在水系锌二次电池领域得到广泛应用。本文将从二氧化锰的晶体结构、反应机理及电化学性能出发,对其在水系锌二次电池中的研究进展进行系统综述。特别地,针对其容量低、循环稳定性差等问题,本文从储能机理(包括嵌入-脱嵌机制和溶解-沉积机制)角度出发,总结相对应的优化策略,为先进水系锌锰二次电池的设计开发提供参考。     

MoO3的水热法制备、表征及储锂性能

以钼酸钠和水杨酸钠为原料,通过水热法合成了MoO3.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对材料的结构和形貌进行表征,采用电化学工作站和充放电仪对电池的电化学性能进行测试.研究结果表明:在180 ℃下水热反应12 h制备得到六方相MoO3(h-MoO3)纳米块相较于在180 ℃下水热反应24 h制备得到正交相MoO3(α-MoO3)纳米片的电化学性能更佳.当h-MoO3 作为锂离子电池负极电极材料时,其首次放电比容量为2068.1 mAh/g.在电流密度为50 mA/g下循环50次后,其放电比容量仍然高达946.4 mAh/g,这归因于h-MoO3较小的电化学转移阻抗.     

纳米分散颗粒Li1.2Ni0.2Mn0.6O2材料的制备及性能

以乙酸盐和一水合柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池纳米级富锂锰基正极材料Li1.2 Ni0.2 Mn0.6 O2.X射线衍射(XRD)结果显示所得产物为结晶度良好、离子混排程度低的纯相结构材料;扫描电镜(SEM)结果显示所得材料为纳米颗粒(颗粒直径均在300 nm以内),且具有圆形或者正六边形形状结构,表面光滑,粒度分布均匀.研究了高温焙烧温度对Li1.2 Ni0.2 Mn0.6 O2材料结构形貌及电化学性能的影响,重点探讨了结构形貌对电化学性能的影响规律.实验结果表明:当焙烧温度为850℃和900℃时,材料的形貌结构更好,电化学性能更为理想.     

可充锌电池电解(质)液调控策略

高安全、低成本、长寿命的大规模储能新技术的突破事关未来能源结构调整以及智能电网建设。可充锌电池由于其安全性高、环境友好、成本低等优势而成为将来储能系统的重要选择。然而,常规水系电解液的应用通常导致正极活性物质溶解、水溶剂分解、锌负极腐蚀、枝晶等问题。因此,本文对水系电解质（液）体系导致的问题及相应的调控方案进行了讨论与总结。主要从电解质（液）改性角度分析了通过调控组成成分、浓度、添加剂等变量以达到改变自由水含量和锌离子溶剂化结构的目的。另外,对可充电锌电池这一新兴技术实现应用所面临的挑战进行了总结与展望。     

水系锌离子电池锰基正极材料

水系锌离子电池(AZIBs)以低成本、高安全性和高环保特性在大规模储能领域具有广阔的应用前景,当前备受关注的正极材料是研究的热点。锰基化合物因具有资源丰富、环境友好和价格低廉等优点,是最具市场应用前景的一类正极材料。本文详细综述了不同锰基化合物的结构特点以及锰基AZIBs在充放电过程中涉及的四种储能机理,讨论了AZIBs锰基正极材料目前存在的问题和优化策略。最后,提出了AZIBs锰基正极材料具有研究前景的可能性方向,以期对AZIBs的发展起到一定的预见作用。