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Sn基合金负极材料具有高达990 mAh·g-1的理论比容量,但其也存在因脱嵌锂过程发生巨大的体积变化而导致循环性能较差的问题. 本文以Sn、Fe、石墨为原料利用简易的高能球磨法成功制备了具有核壳结构的FeSn2-C复合物,系统研究了球磨时间、FeSn2相含量对材料物相结构及电化学性能的影响,并分析了电极的失效机理. 研究表明,球磨时间的增加有利于FeSn2金属间化合物相的形成及材料颗粒的细化,进而有利于材料比容量的增加及循环性能的提升;FeSn2相含量的增加能够提高FeSn2-C材料的比容量,但会降低FeSn2-C电极的循环稳定性. 经工艺优化及组分调节,球磨24 h合成的Sn20Fe10C70材料具有最优的电化学性能,材料的比容量在540 mAh·g-1左右,并能稳定循环100次,是一种非常有发展前途的锂离子电池高比容量负极材料. 相似文献
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将竹碳进行球磨和硫酸处理,比较颗粒粒径和硫酸处理时间对竹碳电极电化学性能的影响.结果表明,平均粒径5μm的竹碳电极具有较好的充放电效率,而硫酸处理可有效提高材料的放电容量.硫酸处理18 h的竹碳电极首次放电比容量可达328.2 mAh·g-1,50次循环后其比容量仍保持302.3 mAh·g-1,显示出优异的循环寿命. 相似文献
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富锂层状氧化物作为锂离子电池正极材料具有高比容量优势.采用草酸盐共沉淀法制备Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2,并用YF3包覆电极.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)表征材料结构、观察材料形貌.结果表明,材料颗粒尺寸在100~200 nm范围,YF3包覆不会改变材料结构和形貌.电化学恒流充放电测试表明,YF3包覆Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2电极的比容量,尤其倍率比容量明显提高.60 mA·g-1电流密度下包覆电极材料30周循环后其比容量保持在220 mAh·g-1以上,1500 mA·g-1电流密度下其比容量仍可达150 mAh·g-1.电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,YF3包覆电极电荷转移电阻和扩散阻抗均明显降低,有利于电化学性能改善. 相似文献
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由半固相法制得锂离子电池负极材料Li4Ti5O12,并研究了Li4Ti5O12的碳包覆改性.采用XRD、SEM、TEM以及HRTEM观察和分析产物的相结构与形貌.采用恒流充放电、循环伏安法和交流阻抗技术测试了材料的电化学性质.结果表明,Li4Ti5O12因颗粒团聚电化学性能严重下降,该电极在0.1C和0.5C首周期放电容量分别为121.7和87.6 mAh·g-1;碳包覆Li4Ti5O12/C材料呈球形分布,能抑制颗粒团聚,该电极倍率<0.5C时的放电比容量大于180 mAh·g-1,超过Li4Ti5O12的理论放电比容量(175 mAh·g-1);在1C、5C和10C倍率下,其容量仍保持在136、79.9和58.3 mAh·g-1,碳包覆改性材料具有优异的循环寿命和高倍率性能. 相似文献
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锂离子电池Sn-Co-Zn合金负极材料电沉积及其储锂性能 总被引:1,自引:0,他引:1
运用电沉积技术制备出Sn-Co-Zn合金电极材料.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了该合金材料的相结构和表面形貌.通过循环伏安和电位阶跃实验研究了Sn-Co-Zn合金的电沉积机理,实验表明,Sn-Co-Zn合金电沉积按扩散控制连续成核和三维生长方式进行.XRD结果表明,该合金由CoSn3、Co3Sn2和Zn组成.电化学性能测试表明:Sn-Co-Zn合金电极首次放电(脱锂)容量达751mAh·g-1,首次循环的库仑效率为88%;30周循环之后放电容量为510mAh·g-1.该Sn-Co-Zn合金电极良好的电化学储锂性能可能归因于材料的多相结构. 相似文献
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报道了对苯二甲酸镁作为钠离子电池负极材料的研究.以对苯二甲酸和氢氧化镁为原料,采用酸碱中和反应制备了含结晶水的对苯二甲酸镁(MgC8H4O4·2H2O),该材料对钠离子电池表现出了较好的电化学活性、优异的倍率性能以及良好的循环稳定性.在0.5C(1C=300 mA·g-1)倍率下循环50周以后,可逆容量由114mAh·g-1降至95 mAh·g-1,容量保持率高达83%;在2C的倍率下有高达90 mAh·g-1的可逆比容量.另外,在氮气气氛中,400℃进行后续热处理得到了不含结晶水的对苯二甲酸镁(MgC8H4O4),探讨了结晶水对其电化学性能的影响.结果表明,MgC8H4O4·2H2O的比容量、倍率性能以及循环稳定性都明显优于不含结晶水的对苯二甲酸镁. 相似文献
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微波合成法制备锂离子电池正极材料Li2FeSiO4 总被引:4,自引:0,他引:4
研究了一种制备锂离子电池正极材料Li2FeSiO4的新方法.采用机械球磨结合微波热处理合成了Li2FeSiO4正极材料.通过XRD、SEM和恒流充放电测试,对样品结构、形貌和电化学性能进行了表征和分析.与传统固相法合成的材料在晶体结构、微观形貌以及充放电性能方面进行了比较.结果表明,微波合成法可以快速制备具有正交结构的Li2FeSiO4材料;在650 ℃时处理12 min,获得了纯度高、晶粒细小均匀的产物,该产物具有较高的放电比容量和良好的循环性能.在60℃下以C/20倍率(电流密度,1C=160mA·g-1)进行充放电,首次放电容量为119.5 mAh·g-1,10次循环后放电容量为116.2 mAh·g-1.与传统高温固相法相比,微波合成法制备的材料具有较高的纯度、均匀的形貌和较好的电化学性能. 相似文献
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二氧化钛(TiO2)作为有前景的钠离子电池负极材料, 具有良好的循环稳定性, 但由于其导电率较低, 而导致容量和倍率性能不佳限制了其实际应用. 本文采用喷雾干燥技术制备了氧化石墨烯/纳米TiO2复合材料(GO/TiO2), 通过热处理获得还原氧化石墨烯/TiO2复合材料(RGO/TiO2). 电化学测试结果表明, 还原氧化石墨烯改性的RGO/TiO2复合材料的电化学性能得到显著提升, RGO含量为4.0%(w)的RGO/TiO2复合材料在各种电流密度下的可逆容量分别为183.7 mAh·g-1 (20 mA·g-1), 153.7 mAh·g-1 (100 mA·g-1)和114.4 mAh·g-1 (600mA·g-1), 而纯TiO2的比容量仅为93.6 mAh·g-1 (20 mA·g-1), 69.6 mAh·g-1 (100 mA·g-1)和26.5 mAh·g-1 (600mA·g-1). 4.0%(w) RGO/TiO2复合材料体现了良好的循环稳定性, 在100 mA·g-1电流密度下充放电循环350个周期后, 比容量仍然保持146.7 mAh·g-1. 同等条件下, 纯TiO2电极比容量只有68.8 mAh·g-1. RGO包覆改性极大提高了TiO2在钠离子电池中的电化学嵌钠/脱钠性能. RGO包覆改性技术在改进钠离子电池材料性能中将有很好的应用前景. 相似文献
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应用简单的刮涂法以及真空煅烧可制备出承载在铜箔表面的二氧化钼-碳(MoO2-C)复合涂层,并对样品的形貌、成分、结构和电化学性能进行分析.结果表明,该复合涂层由单斜结构的MoO2纳米粒子和无定形碳组成.一些MoO2纳米粒子承载在碳基体表面,其尺寸为5~30nm;一些MoO2纳米粒子包覆在碳基体内部,其尺寸约为5nm. MoO2-C复合涂层为多孔结构,其孔隙尺寸为1~3nm.该复合涂层与铜箔结合紧密,界面处没有裂纹.承载在铜箔表面的MoO2-C复合涂层的比容量高、循环和倍率性能良好.在100mA·g-1电流密度下,该负极经过100次循环后的比容量为814mAh·g-1,在循环过程中没有出现明显的容量衰减,即使在5000mA·g-1的高电流密度下,其比容量仍有188mAh·g-1. 相似文献
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限制纳米电极材料倍率性能的一个重要因素是,在大电流下充放电时,纳米结构可能坍塌,造成容量迅速衰减.通过异价离子的掺杂或第二相的负载有可能弥补纳米材料的这一缺陷.本文以含有Cr2O3的锐钛矿TiO2为原料,通过超声化学-水热法,制备了负载Cr2O3的H2Ti2O5·H2O纳米管.采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对制得的H2Ti2O5·H2O/Cr2O3纳米管的晶体结构和微观形貌进行了表征和分析.恒流充放电测试显示,H2Ti2O5·H2O/Cr2O3(5%(w,质量分数))纳米管作为锂离子电池阳极材料具有优异的循环稳定性及倍率性能.在150mA·g-1的电流密度下,H2Ti2O5·H2O/Cr2O3纳米管的首次放电容量达到288mAh·g-1;120次循环后,充放电容量仍保持在145mAh·g-1.在1500mA·g-1的电流密度下,首次放电容量为178mAh·g-1;600次循环后,充放电容量保持在80mAh·g-1以上;继续在150mA·g-1电流密度下充放电30个循环,充放电容量达到155mAh·g-1,显示出充放电容量的可回复性.循环伏安测试结果表明,H2Ti2O5·H2O/Cr2O3纳米管的充放电过程由法拉第赝电容反应控制.该一维纳米结构在锂离子电池和非对称电容器领域显示出良好的应用前景. 相似文献
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采用溶胶凝胶及高能球磨制得Li3Fe2(PO4)3/C材料,利用多种物理及其电化学技术观察材料形貌,表征材料结构及电化学性能,用电化学原位XAFS等初步研究Li3Fe2(PO4)3/C超理论容量电化学反应机理. 结果显示,Li3Fe2(PO4)3/C的结构为单斜晶系,空间群P21/n. 2.0 ~ 4.0 V电位区间,10 mAh·g-1电流密度,Li3Fe2(PO4)3/C电极的首周期放电比容量为129 mAh·g-1,达到其理论容量. 若电位区间拓宽至2.0 ~ 4.95 V,其首周期放电比容量高达165 mAh·g-1,超出理论的“额外”容量30%. 电化学原位XAFS测试未观察到明显的Fe3+/Fe4+氧化还原对参与电化学反应,初步推测“额外”容量可能来自于该复合材料的高浓度表面缺陷. 相似文献
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采用静电自组装方法,分两步合成Fe(OH)3/GO前驱体(GO:氧化石墨烯),再通过水热反应和600°C高纯氮气气氛下煅烧,获得了Fe3O4/石墨烯复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、拉曼(Raman)光谱等多种分析,发现该复合材料具有三维多孔石墨烯网络结构.把合成的这种Fe3O4/石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明其具有优良的电化学性能:首次放电容量为1390 mAh·g-1,50次循环后容量为819 mAh·g-1.通过对比实验表明,三维石墨烯网络结构的形成对复合材料的电化学循环稳定性起着关键作用. 相似文献
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Nb2O5/C nanosheets are successfully prepared through a mixing process and followed by heating treatment.Such Nb2O5/C based electrode exhibits high rate performance and remarkable cycling ability, showing a high and stable specific capacity of ~380 mAh g-1 at the current density of 50 mA g-1(much higher than the theoretical capacity of Nb2O5).Further more,at a current density of 500 mA g-1,the nanocomposites electrode still exhibits a specific capacity of above 150 mAh g-1 after 100 cycles.These results suggest the Nb2O5/C nanocomposite is a high performance anode material for lithium-ion batteries. 相似文献
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利用水热法制备了粒径为90-130 nm的多孔硬碳球, 并通过浸渍与煅烧的方法制备了硬碳球均匀负载纳米氧化镍颗粒(~10 nm)复合材料. 硬碳球的表面官能团和内部的微孔保证了氧化镍颗粒在硬碳上的均匀分布. 在100 mA·g-1的电流密度下, 复合材料电极首次充电比容量高达764 mAh·g-1; 在100 mA·g-1的电流密度下循环100 个周期后电极充电比容量保持在777 mAh·g-1, 容量保持率为101%; 800 mA·g-1电流密度下电极的充电比容量达380 mAh·g-1, 显示复合材料电极具有优异的循环性能和倍率性能. 硬碳的表面官能团和内部微孔为氧化镍提供了优先形核位点, 保证了二者的牢固结合, 使复合材料获得了“协同效应”, 从而使复合电极具备更短的锂离子扩散路径、更高的电导率和更多的锂离子脱嵌位点. 这种方法还可用于制备硬碳/其他金属氧化物复合材料. 相似文献
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SnS2 is considered as an attractive anode material to substitute commercial graphite anodes of lithium-ion batteries due to its high specific capacity of 645 mAh·g-1 as well as low cost. Nevertheless, it suffers poor large volume expansion during the lithiation/delithiation processes, leading to the loss of electrical contact and rapid capacity fading. Herein, by using a facile one-step solvothermal method, SnS2 nanoflower/graphene nanocomposites (SnS2 NF/GNs) were prepared, where flower-like SnS2 hierarchical nanostructures consisting of ultrathin nanoplates, are tightly enwrapped in graphene nanosheets. As anode materials for lithium-ion batteries, the SnS2 NF/GNs electrode exhibit superior electrochemical performance, with a reversible capacity of 523 mAh·g-1 after 200 charge-discharge cycles. The enhanced Li storage performance was attributed to the synergistic effect of SnS2 and graphene. The SnS2 NF can effectively accommodate the volume change and shorten Li+ diffusion distance, while graphene nanosheets can further alleviate the volume expansion of SnS2 and improve the electronic conductivity. 相似文献