Na_(0.44)MnO_2在碱性溶液中的电化学机制

Na_(0.44)MnO_2具有原料丰富、合成简单、无毒环境友好、结构稳定性高等优势,适合作为水溶液钠离子电池的正极材料。Na_(0.44)MnO_2在中性水溶液中的比容量较低(30–40m Ah·g~(-1)),而采用碱性电解液可大大提高Na_(0.44)MnO_2的可逆比容量(80 m Ah·g~(-1))。当我们扩宽碱性电池的充放电窗口(1.95–0.3V)时,在1.0V(vsZn/Zn~(2+))附近出现一个宽的放电平台,且首周放电比容量高达275 m Ah·g~(-1),远远超出其理论嵌钠容量(121 m Ah·g~(-1))。本文我们通过对不同放电深度下的电极进行X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)表征,研究其超额容量的放电机理。结果表明1.0 V以下的低电位放电过程可分为两个阶段:第一阶段为H+在隧道结构中的嵌入,此时隧道结构保持不变,放电曲线上表现为平台区;第二阶段为过量H+的嵌入引起隧道结构破坏,同时伴随着Mn(OH)_2相的生成和Na+从结构中释放出来,放电曲线上表现为斜坡区。这一研究结果表明Na_(0.44)MnO_2在碱液中的可逆性与下限电位紧密相关,高稳定的Na_(0.44)MnO_2材料需要避免H+的嵌入。     

NaOH浓度对Na0.44MnO2储钠性能的影响

我们通过球磨法及后续的高温焙烧合成出了短棒状的Na_0.44MnO₂,并研究了其作为碱性水溶液钠离子电池正极时,电解液NaOH浓度对其电化学性能的影响。结果表明,提高NaOH浓度有利于抑制嵌氢反应的发生并改善电极的循环性能和倍率性能,但同时也会造成析氧反应的提前触发,浓度过高时则又会降低其倍率性能。Na_0.44MnO₂在8 mol·L^?1 NaOH中表现出了最佳的电化学性能,0.5C(1C=121 mA·g^?1)的电流密度下,比容量达到79.2 mAh·g^?1,50C时,仍能释放出35.3 mAh·g^?1的比容量,在0.2–1.2 V(vs.NHE)的电压窗口内,500周后容量保持率64.3%。此外,我们也发现缩小电压窗口可以减少副反应、改善循环性能。Na_0.44MnO₂在浓碱电解液中也表现出了优异的耐过充能力。上述结果不仅表明通过优化电解液体系和测试条件可大大改善Na_0.44MnO₂的储钠性能,同时也证实了Na_0.44MnO₂作为一种水溶液钠离子电池正极材料,在大规模储能领域具有良好的应用前景。     

Al掺杂及Al_2O_3表面包覆改性尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能

合成了含1.5（wt）%Al2O3表面包覆的LiMn2O4和不同摩尔量Al体相掺杂的LiAlxMn2-xO4（x=0.1,0.2,0.3,0.4）电极材料。利用XRD和FSEM对制备材料的物相和形貌进行表征。结果表明,表面包覆和体相掺杂没有改变尖晶石LiMn2O4的晶体结构,所有衍射峰都归属于Fd3m空间群,但其衍射峰...     

Li3PO4包覆LiMn2O4正极材料的结构表征和电化学性能

采用共沉淀法在尖晶石LiMn2O4颗粒表面包覆Li3PO4.XRD、SEM研究结果表明,包覆后的材料仍为尖晶石结构,粒径均匀.电化学性能测试表明,Li3PO4包覆层的存在,减少了正极材料与电解液的直接接触,抑制了高温下电解液对LiMn2O4材料的侵蚀,从而有效改善了高温下材料的循环性能.在40℃时,包覆样品的比容量衰减率都低于未包覆样品,其中包覆1%Li3PO4的样品的初始比容量为110.4mAh/g,50次循环后比容量为84.1mAh/g.     

导电氧化物AZO对尖晶石型LiMn_2O_4高温性能的改善及研究

采用溶胶凝胶法对尖晶石型LiMn2O4正极材料进行铝掺杂氧化锌(AZO)包覆改性,并通过XRD、SEM、EDS、TEM、EIS、ICP-AES和充放电测试等手段对其结构,形貌及电化学性能进行表征。研究结果表明,AZO包覆层有效的阻止了LiMn2O4颗粒和电解液的直接接触,抑制了高温下锰溶解,明显改善了LiMn2O4的高温循环性能。1.5wt%AZO包覆的LiMn2O4正极材料在高温(55℃)1C时,首次放电比容量为114 mAh·g-1,经过100次循环后,容量保持率仍高达95.4%,远高于未包覆LiMn2O4的70.6%。此外,1.5wt%AZO包覆的LiMn2O4表现出了优越的大倍率放电性能,在10C下放电比容量能达到99 mAh·g-1。     

铜对Mn/Al_2O_3氨还原SO_2到单质硫催化性能的影响

ＳＯ2 是危害最为严重的大气污染物之一 ,也是造成酸雨的元凶。将ＳＯ2 选择性还原为单质硫 ,既能消除ＳＯ2 对环境的污染 ,又能回收单质硫 ,具有特别重要的意义。根据所用的还原剂的不同 ,催化还原ＳＯ2 到单质硫可分为Ｈ2 、炭、烃类 (主要是ＣＨ4 )、ＣＯ和ＮＨ3还原法[1] 。氨还原法是基于氨的催化分解生成Ｎ2 和Ｈ2 混合气 ,其中的Ｈ2 再还原ＳＯ2 到硫和Ｈ2 Ｓ ,然后进行高温Ｃｌａｕｓ反应生成单质硫。Ｐａｉｋ[2 ] 等以第四周期过渡金属硫化物载于Ａｌ2 Ｏ3 作为催化剂 ,研究了Ｈ2 还原ＳＯ2 为单质硫的反应 ,认为过渡金属硫化物是…     

碳包覆Ti_2Nb_2O_9纳米片的制备及其储钠性能

具有两种不同阳离子的二元金属氧化物在钠离子电池中可发生可逆的多电子反应,是一类非常具有应用前景的高容量负极材料。在本项工作中,通过离子交换法和化学剥离法得到HTiNbO_5纳米片,采用水热法将其与蔗糖复合再经由后续热处理得到碳包覆的Ti_2Nb_2O_9纳米片材料。碳包覆的Ti_2Nb_2O_9纳米片可用作钠离子电池的负极材料,具有更高的电子导电性和多的反应活性点以及快速的离子传输通道,在50 m A?g~(-1)的电流密度下具有265.2 m Ah?g~(-1)的可逆容量。在0.5A?g~(-1)的大电流密度下,循环200圈之后比容量为160.9 m Ah?g~(-1) (容量保持率75.3%)。研究结果表明Ti_2Nb_2O_9/C纳米片在钠离子电池中具有出色的充放电性能和循环稳定性,为钠离子电池负极材料提供了可行的新选择。     

CeO_2表面修饰提高锂离子电池正极材料LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的循环及存储性能

采用共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。通过溶胶凝胶法对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料进行表面修饰提高循环和存储性能,包覆后的材料经过600℃热处理4 h。测试结果显示,0.2C下,CeO2包覆量为0.02%(物质的量比)时首次放电比容量为182.44 mAh·g-1,与未包覆样品相比没有下降;同时包覆后拥有更优的容量保持率,在2.75~4.3 V,0.5C下,100次循环后容量保持达到85.96%。包覆CeO2不仅可以阻止电极与电解液之间的副反应,而且高氧化性CeO2包覆层可以提前与电解液反应,从而消耗电解液中痕量的水和HF,保护内部活性材料。     

锂离子电池LiMn2O4正极材料的高温改性

锂离子电池LiMn2O4正极材料的高温改性;锂离子电池;正极材料;尖晶石;LiMn2O4;包覆     

双面氧化弯曲法研究La_2O_3对高温α－Al_2O_3膜内应力的影响

利用改进的双面氧化弯曲方法，研究在不同氧化阶段，Ｌａ＿２Ｏ＿３对ＮｉＡｌ型涂层表面上形成的ａ－Ａｌ＿２Ｏ＿３膜内应力的影响。实验结果表明，升温过程中试样的偏转行为可以确定试片两侧不同涂层热膨胀系数的差异；９００℃恒温氧化５０ｈ时，Ｌａ＿２Ｏ＿３通过细化氧化膜晶粒，增加其塑性，使ａ－Ａｌ＿２Ｏ＿３膜内的生长应力降低约３．４３２ｘ１０￣３ＭＰａ；降温过程中，涂层的热膨胀系数对氧化膜的热应力有影响，且ＮｉＡｌ涂层上的氧化膜内应力主要在中温区（４００～６００℃）以膜开裂的形式释放，而会Ｌａ＿２Ｏ＿３的涂层上的氧化膜较致密完整，应力释放较少．     

Improved Initial Charging Capacity of Na-poor Na0.44MnO2 via Chemical Presodiation Strategy for Low-cost Sodium-ion Batteries

Sodium-ion batteries(SIBs)are promising for grid-scale energy storage applications due to the natural abundance and low cost of sodium.Among various Na insertion cathode materials,Na0.44MnO2 has attracted the most attention because of its cost effectiveness and structural stability.However,the low initial charge capacity for Na-poor Na0.44MnO2 hinders its practical applications.Herein,we developed a facile chemical presodiated method using sodiated biphenly to transform Na-poor Na0.44MnO2 into Na-rich Na0.66MnO2.After presodiation,the initial charge capacity of Na0.44MnO2 is greatly enhanced from 56.5 mA·h/g to 115.7 mA·h/g at 0.1 C(1 C=121 mA/g)and the excellent cycling stability(the capacity retention of 94.1%over 200 cycles at 2 C)is achieved.This presodiation strategy would open a new avenue for promoting the practical applications of Na-poor cathode materials in sodium-ion batteries.     

A Facile Route to Synthesize Sheet-like Na2Ti3O7 with Improved Sodium Storage Properties

A high purity sheet-like Na₂Ti₃O₇ material was synthesized by a new facile solid-state method with hollow sphere TiO₂ as titanium source. X^-Ray diffraction(XRD) measurement proves that no impurity phase existed when the sample was heated at 900 ℃. Charge/discharge measurement was performed in a potential range of 0.01-2.5 V at different current-rates(C-rates). The initial charge/discharge capacities are 191/424 mA·h/g at 0.1 C and still remain as high as 101 mA·h/g after 50 cycles. CV test proves that the large irreversible capacity in the initial cycle results from the formation of the solid electrolyte interface(SEI). However, the electrode presents an increased initial coulombic efficiency in a 1 mol/L NaPF₆ electrolyte compared to that in a 1 mol/L NaClO₄ electrolyte.     

富锂层状正极材料Li2MnO3的表面改性及其电化学性能研究

Li₂MnO₃正极材料具有较高的理论容量（459 mAh·g ^-1）,不仅安全无毒还能够大大降低电池的制造成本,从而受到越来越多的关注. 然而,较低的首圈库仑效率和较差的循环性能妨碍了其在锂电池中的实际应用. 在此,作者研究了MgF₂涂层对Li₂MnO₃正极材料的电化学性能. 结果表明,MgF₂涂层诱导部分层状Li₂MnO₃向尖晶石相转化,从而降低了首圈不可逆容量,提高库仑效率. 重量比为0.5%、1.0%和2.0%的MgF₂涂层电极的初始库仑效率分别为70.1%、77.5%和84.9%,而原始电极仅为57.7%. 充放电曲线表明,1.0wt.%MgF₂涂层改性的Li₂MnO₃具有最高的充放电容量和最佳的循环稳定性. 40个循环后1.0wt.%MgF₂涂层样品的容量保持率为81%,远高于原始样品的容量保持率（53.6%）. 电化学阻抗谱结果表明MgF₂涂层减少了不利成分的快速沉积,并改善了电极的循环稳定性.     

Oxidation of Benzylic Methyl Groups by Supported MnO2/Al2O3 Oxidant

An investigation of benzylic oxidations with manganese dioxide supported on neutral alumina has been carried out. Isolation of intermediated products, which is possible in some cases, gives strong support for the reaction mechanism proposed. With 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 4,4′-dihydroxy-3,5,3′,5′-tetra-tert-butyldiphenylmethane,2,6-di-tert-butylphenol and 4-methyl-phenol, selective formation of essentially a single product in excellent yield was obtained.     

Na3V2(PO4)2O2F的合成及其在钠离子电池中的应用

目前,合成Na3V2(PO4)2O2F(NVPF)材料的方法包括高温固相法、水热法、溶剂热法等,这些方法均不利于该材料的大规模工业化生产.本文开发了温和的低温共沉淀法合成NVPF材料,该材料首次放电容量为105.6 mAh·g-1,首次效率为90.16％.经过简单的热处理过程,可以有效去除由于液相合成带来的结晶水以及吸...     

ICP-AES法测定铁矿中的CaO、MgO、Al2O3和MnO

用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP-AES）测定了铁矿中的CaO、MgO、Al2O3和MnO，用钇内标元素校正基体干扰，对分析谱线、共存元素、酸性条件等进行了讨论。     

电沉积-热解Y2O3薄膜提高Fe3Al高温氧化膜的保护性

通过电沉积热解方法在Ｆｅ３Ａｌ表面制得Ｙ２Ｏ３薄膜。对有、无薄膜Ｆｅ３Ａｌ试样在９００℃空气中非等周期循环氧化，发现表面施加Ｙ２Ｏ３薄膜能够显著改善氧化膜的塑性和粘附性，提高Ｆｅ３Ａｌ的抗高温氧化性能。     

牺牲阳极法制备纳米Al2O3

牺牲阳极法制备纳米Al2O3;电解;溶胶;凝胶