不同碳源对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO₄/C复合正极材料. 采用XRD, SEM和激光粒度分布(LSD)以及电化学测试等手段对目标材料进行了结构表征和性能测试. 考察了葡萄糖、乙炔黑以及石墨等不同碳源对目标材料性能的影响. 结果表明, 以葡萄糖作为碳源的正极材料具有优良的电化学性能, 首次放电比容量达142.5 mAh/g, 循环30次后, 容量衰减只有2.5%. 分析了不同碳源对目标材料性能影响的原因.     

贮氢合金表面分析和金属氢化物电极电催化活性

贮氢合金表面状态和组成是影响金属氢化物(MH)电极电催化活性的重要因素, MH电极的表面改性处理是改善电极性能的有效方法。用XPS, ICP, BET方法分析了处理后贮氢合金表面组成和状态的变化。讨论了化学还原处理对MH电极电催化活性的影响, 结果表明: 化学还原处理大大提高了MH电极反应的交换电流密度和减低了电极反应活化能。     

锂离子电池阴极材料LiMn2－xZrxO4的性能表征

采用高温固相法合成了掺杂改性的尖晶石型LiMn2－xZrxO4 (x= 0, 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10)作为锂离子电池阴极材料.通过X射线衍射和环境扫描电镜对材料的晶体结构和形貌进行了表征.从材料的晶体结构、恒流充放电测试和循环性能等方面分析了掺杂元素Zr在改善材料性能中的作用.实验表明,当Zr的掺杂量在x ≤ 0.06时,材料在保持较高容量的同时,循环性能得到了明显改善.其中LiMn1.98Zr0.02O4的性能最佳,50次循环后容量仍在113.8 mA•h•g－1以上.     

LiFePO4的合成及其热分析动力学

在惰性气氛下, 以Li2CO3、FeC2O4·2H2O和NH4H2PO4为原料, 用高温固相方法合成了橄榄石型LiFePO4材料. 利用不同升温速率的热重及差热分析研究了固相合成LiFePO4的反应动力学. 研究表明, LiFePO4的高温固相合成过程可分为三个步骤, 利用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算了各个反应阶段的表观活化能. 用Kissinger法确定每个反应阶段的反应级数和频率因子, 并给出了各个阶段的动力学方程. 根据动力学研究的结果, 采用优化的固相 分段法合成了碳包覆改性的LiFePO4正极材料. 利用X射线衍射、扫描电镜及恒流充放电对材料进行了物性表征及性能测试. 结果表明, 该材料具有单一的橄榄石结构, 颗粒尺寸细小均匀, 0.1C倍率放电时表现出良好的电化学性能.     

LiFePO4/C正极材料的液相合成及电化学性能研究

尝试对共沉淀法进行改进, 利用自制的加料装置合成了橄榄石型LiFePO₄/C复合正极材料. 应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、循环伏安(CV)以及恒电流充放电测试等方法对目标材料进行了结构表征和电化学性能测试. 实验结果表明采用该法得到的样品具有单一的橄榄石结构, 样品形貌规则, 粒径细小均匀. 改性后的材料具有较高的首放容量及良好的循环稳定性能. 0.1C倍率下充放电测试表明, 其首次放电比容量超过145 mAh•g^－1, 50次循环后, 容量没有明显衰减. 0.2C和0.5C倍率下的平均放电容量分别为130及120 mAh•g^－1, 循环过程中样品表现出较好的循环稳定性.     

碳膜夹层锂硫电池的电化学性能

选取Super-P（SP）、KB或MWCNTs导电碳膜夹层,并置于硫电极与隔膜间组装成扣式锂硫电池.相关评估结果表明,碳膜夹层可显著提高锂硫电池循环性能,硫电极（载硫量为80%,by mass,下同）循环40周后比容量均在800 mAh·g^-1以上. 上述三种碳膜的物理性质有较大差异,导致相应电池具有不同电性能. KB碳膜夹层电池呈现较强的电化学极化效应;SP碳膜夹层电池循环初期可释放出最高的比容量,而循环稳定性较差;MWCNTs碳膜可视为较适宜的导电碳夹层材料.     

掺杂Ni(OH)_2的质子扩散系数

利用粉末微电极恒电位阶跃法 ,研究了掺杂元素对球形 Ni(OH) 2 阳极过程和阴极过程质子扩散系数的影响 .结果表明 ,与纯 Ni(OH) 2 相比 ,掺 Co、Co Zn、Ca后镍微电极的阳极过程质子扩散系数稍有增大 ,掺 Zn、Fe、Mg后则有所降低 ,而掺杂 Co、Ca后的阴极过程质子扩散系数增大约 1倍 ,掺杂 Fe、Mg后则减少约 3/4倍 ;掺 Cd对阳极和阴极过程的质子扩散系数影响均不大 .尽管掺杂元素对扩散层厚度的影响不大 ,但阴极过程扩散系数比阳极过程小约 2个数量级 ,将是影响阴、阳极电极电化学过程的重要因素 .     

La1－xSrxNi1－yCoyO3双功能氧电极的电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La1－xSrxNi1－yCoyO3（x=0、0.1、0.2、0.5； y=0～1.0）型的钙钛矿催化剂，并以活性碳为载体制备双功能氧电极.对催化剂进行了XRD结构分析以及XPS表面分析.采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱并对其阴极极化和阳极极化谱图进行了分析.实验表明，对于LaNiO3化合物，B位掺杂可显著提高催化剂表面的B离子浓度, 从而提高电催化性能；而A位掺杂由于导致有序化氧空位的增多和电导的降低而造成活性下降.电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和能斯特扩散过程造成.     

锂离子电池容量衰减机理的研究进展

容量衰减是阻碍尖晶石锂锰氧化物商品化的主要障碍,正极活性材料的溶解、电解液的分解、钝化膜的形成等现象会引起充放电过程中不必要的副反应,这将导致电池容量的损失及衰减.本文总结了以尖晶石Li-Mn-O为阴极材料的电池的各种衰减现象的机理,并对各种机理做了比较和评价.提出了减少容量衰减的几种方法,并对尖晶石Li-Mn-O的发展作出展望.     

不同碳源对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO₄/C复合正极材料. 采用XRD, SEM和激光粒度分布(LSD)以及电化学测试等手段对目标材料进行了结构表征和性能测试. 考察了葡萄糖、乙炔黑以及石墨等不同碳源对目标材料性能的影响. 结果表明, 以葡萄糖作为碳源的正极材料具有优良的电化学性能, 首次放电比容量达142.5 mAh/g, 循环30次后, 容量衰减只有2.5%. 分析了不同碳源对目标材料性能影响的原因.