锂离子电池正极材料LiMnPO4/C的固相法制备及性能研究

以碳酸锂、碳酸锰和磷酸二氢铵为原料,以蔗糖为碳源,采用固相法制备了Li Mn PO4/C复合正极材料。利用正交试验考察了焙烧温度、焙烧时间、球磨时间、锂锰摩尔比和蔗糖用量对材料首次放电比容量的影响,得到了最佳工艺条件。通过XRD、SEM、同步热分析仪和充放电测试仪等测试了材料的结构和电化学性能。所得材料在室温下电流密度为0.1 C、0.5 C和1 C时首次放电比容量分别为130.5 m Ah/g、125.8 m Ah/g和117.1 m Ah/g,经过50次循环性能测试后容量分别为113.2 m Ah/g、98.1 m Ah/g和85.4 m Ah/g;在电流密度为0.1 C且温度为60℃时,其首次放电比容量为156.4 m Ah/g,测试结果表明循环性能较好。     

以过期废药氨茶碱为碳源的氮掺杂碳负极的电化学储锂性能

通过高温热解碳化将过期废药氨茶碱以氮掺杂碳的形式进行回收;利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散光谱仪(EDX)及X射线光电子能谱(XPS)研究了其微观形貌与组成,并进一步利用恒流充/放电、循环伏安法(CV)及交流阻抗法(AC)测试其电化学储锂性能.令人满意的是,伴随着过期药品氨茶碱的碳化,其中的氮元素以原位掺杂的形式保留在碳材料中,所制备的碳电极在25 mA·g-1循环200圈时的可逆比容量仍能达到520.9 mAh·g-1;尤其是在大电流密度1 A·g-1循环200圈和2 A·g-1循环500圈时的可逆比容量仍分别稳定在203.5 mAh·g-1与84.8 mAh·g-1,表现出了良好的可逆电化学储锂性能.     

Mn2V2O7纳米棒的制备及电化学储锂性能研究

以NH4VO3和Mn CO3为原料,采用水热法制备了Mn2V2O7纳米棒,采用X射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的结构和形貌进行了表征,并对其反应机理进行了探讨。以Mn2V2O7纳米棒作为锂离子电池的负极材料,对其电化学储锂性能进行了初步研究。结果表明:Mn2V2O7纳米棒在50 m A/g条件下的首次放电比容量为962.4 m Ah/g,循环50周后其放电比容量可稳定在389.4 m Ah/g,显示出较好的循环性能。     

石墨烯/Fe2O3纳米复合材料的制备及其储锂性能研究

采用软化学方法控制氧化石墨表面含氧官能团的数量,一步完成了石墨烯/Fe2O3纳米复合材料的控制合成.采用XRD和Raman光谱分析及TEM表征复合材料的组成、结构和微观形貌特征,并对石墨烯/Fe2O3复合负极的电化学储锂性能进行了研究.结果表明,石墨烯/Fe2O3复合材料作为锂离子电池负极材料具有较高的储锂容量和倍率性能,充放电循环性能稳定.在100 mA/g的电流密度下循环100次,可逆容量为606 mAh/g,放电效率保持在91;;在2 A/g下放电容量是其在250 mA/g下放电容量的58.2;.     

碳球/Fe3O4“海胆”状复合材料的制备及应用研究

以水热法合成的单分散碳球和三价铁盐为原料,通过水解反应和热还原得到碳球/Fe3O4“海胆”状复合材料.复合材料的结构和形貌特征通过SEM、EDS和XRD等进行表征,并通过充放电测试研究了复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能.由于Fe3O4和球状碳材料各自独特的结构和优异的性能,二者之间的相互协同作用为复合材料提供了更多的储锂位点,提高了材料的电化学性能.用制得的复合物做为负极材料装配的扣式锂离子电池在电流密度为0.1A·g-1时的首次可逆放电比容量可达986 mAh·g-1,显示出优良的容量特性,但材料的倍率性能仍有待提高.     

金属有机框架苯丙氨酸铜衍生的氧化铜负极的电化学储锂性能

以金属有机框架化合物(MOF)苯丙氨酸铜(Cu(L-Phe)₂)为前体,采用一步煅烧法制备了氧化铜CuO,并对样品的微观形貌、微观结构及电化学储锂性能进行研究。结果表明,苯丙氨酸铜衍生物为直径300 nm单斜晶系的氧化铜纳米颗粒;在100 mAh/g电流密度充/放电循环200圈后,CuO纳米颗粒负极的可逆放电比容量高达505.3 mAh/g,同时表现出良好的循环稳定性和倍率性能。     

水热/溶剂热法制备锂电池负极材料碳气凝胶/Fe2O3及其电化学性能

采用水热/溶剂热法,通过在碳气凝胶(CA)表面负载纳米Fe2O3颗粒,制备了具有不同外观形貌的CA/Fe2O3复合负极材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重(TG)等测试手段表征了碳气凝胶、Fe2O3及CA/Fe2O3的结构、形貌和Fe2O3负载率,并对复合负极的电化学储锂性能进行了研究.结果表明,采用水热或溶剂热法时,在碳气凝胶表面合成的Fe2O3颗粒分别呈橄榄球状和微球状.电化学结果表明,采用溶剂热法合成的CA/Fe2O3复合材料作为锂电池负极材料具有较高的储锂容量和倍率性能,在100 mA·g-1电流密度下循环50次,可逆容量为634.9 mAh·g-1,充电容量保持率高达97.9;.     

γ-MnS花状微球的水热制备及其电化学性能

基于硫代乙酰胺和高锰酸钾之间的氧化还原反应,采用水热法制备了MnS材料.应用X-射线衍射和扫描电镜技术对制备材料的结构和形貌进行表征.结果表明,当硫代乙酰胺和高锰酸钾的配比为2:1时,所得材料为六方纤锌矿结构的γ-MnS,具有空心棒组装成的花球形貌.反应物的配比和反应温度对产物的物相和形貌有显著影响.电化学测试结果显示,γ-MnS作为锂离子电池负极材料具有高的比容量、较好的循环稳定性和倍率性能.电流密度为0.1 A/g时,首次放电比容量高达1623.8 mAh/g.恒流充放电100次后,比容量为556.7 mAh/g.     

锂离子电池CoO多孔纳米片阵列/碳布柔性负极材料

可穿戴、可折叠电子设备日益受到人们的关注,开发与之配套的柔性电极材料成为当下的研究热点。本研究采用水热法制备前驱体/碳布复合材料,将其在高纯氩气气氛下煅烧,得到柔性的CoO多孔纳米片阵列/碳布负极材料。这种多孔与三维网状立体结构能够有效缓解充放电过程中材料的体积效应,而且多孔结构还增加了活性物质CoO纳米片的比表面积,有利于电极材料储锂容量的提升。电化学性能测试表明,该CoO多孔纳米片阵列/碳布负极材料在100 mA·cm^-2的恒电流下, 首次放电容量1 862.8 mAh·cm^-2,首次循环库伦效率87.8%,在700 mA·cm^-2的电流密度下,经过100次的充放电循环后,材料的放电比容量仍保持在1 428.9 mAh·cm^-2。在1 000 mA·cm^-2的电流密度下,仍然有1 353.8 mAh·cm²的容量。该方法简便易行且原料成本低廉,可以降低锂离子电池柔性负极材料的成本。     

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.