一维棒状ZnO的制备及电化学嵌锂性能研究

目前,商业化锂离子电池一般采用石墨作为负极材料,因其电位与金属锂电极的电位很接近,所以当电池反复循环和过充时,石墨表面易析出金属锂,会因形成枝晶而短路。在温度过高时还容易引起热失控。同时,锂离子电池的容量在很大程度上取决于负极的锂嵌入量,而且石墨材料容量相对较低     

锂离子电池高比容量FeSn2-C复合负极材料的合成与性能

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.     

铜掺杂五氧化二钒的制备及电化学性质

采用沉淀法于300 和600 ℃制备了结晶状的Cu0.04V2O5材料. 扫描电镜显示, 300 ℃时制备的样品具有多孔特征, 而600 ℃时制备的样品具有很高的结晶度. X射线研究表明, 少量铜掺杂不会改变V2O5的正交晶体结构. 红外光谱研究表明, 300 ℃时制备的Cu0.04V2O5样品含有少量水. 热失重分析确定了样品中所含水分是以吸附水的形式存在, 1 mol材料分子吸附水的摩尔数约为0.18 mol. 铜掺杂显著改善了V2O5的结构稳定性, 进而提高了材料的充放电循环性能. 于600 ℃制备的样品在C/5.6倍率下具有160 mAh·g-1的可逆比容量, 但提高放电倍率明显降低了材料的循环性能. 于300 ℃制备的样品在C/5.6倍率时的循环性能不如600 ℃样品, 但该材料在C/1.9倍率时仍具有100 mAh·g-1左右的可逆比容量. 两种材料在电化学性能上的差异与材料的微结构有关. 低温样品在较高放电倍率时良好的循环性能得益于其多孔的微结构, 而高温样品由于其较高的结晶度而表现出优异的低倍率充放电性能.     

锂离子电池锡氧化物基负极材料的湿化学合成与电化学性质

采用新兴的湿化学方法合成了锡氧化物基粉末材料。用X-射线衍射、扫描电镜和电化学方法对材料的微观结构、形貌和电化学性能进行了详细的研究。结果表明，经400 ℃热处理4 h的锡氧化物基材料的颗粒大小均匀，平均粒径约为200 nm。这种材料的可逆充电容量超过570 mAh·g^-1，30次循环后平均每次循环的容量衰减只有0.15%。良好的电化学性能表明锡氧化物基材料有望作为新一代锂离子电池的负极材料。     

高铁酸盐在Sn02-Sb2O3／Ti电极上的选择性电化学合成

合成了SnO2-Sb2O3／Ti电极材料．实验结果证实，在14mol／L NaOH水溶液中和完全避免析氧反应的条件下，Fe(Ⅲ)物种在该电极上进行电化学氧化并生成FeO4^2-．结果表明，Fe(OH)。在浓NaOH溶液中发生酸式电离，形成可溶于水的FeO2^-，该离子的浓度随着碱溶液浓度变化而发生明显变化，而且它还是发生化学氧化和电化学氧化的反应物．在SnO2-Sb2O3／Ti电极上，FeO4^2-的电化学还原起始电位为0．38V(vs.Hg／HgO，14mol／L NaOH)，FeO2^-电化学氧化起始电位为0．54V．结果还表明，用电化学方法氧化Fe(Ⅲ)物种生成FeO4^2-是个多步骤过程．     

锂在[Mn_2O_4]中的电化学嵌入反应 Ⅰ.热力学性质

锂嵌入[Mn_2O_4]晶格形成嵌合物Li_xMn_2O_4.通过对不同温度(20～45℃)下的Li/Li_xMn_2O_4电池的库仑滴定曲线[EMF(x)]的测定,可以求得该嵌入过程的嵌入熵、焓和自由能等热力学函数.在x<1.5时,表现为很高的偏摩尔自由能,在x=1/2和x=1时,嵌入熵和焓表现为不连续性.热力学函数值与Li_xMn_2O_4的晶体结构关联.     

二硫化锡基钠离子电池负极材料的研究进展

二硫化锡由于其理论容量高、氧化还原电位合适，而成为钠离子电池负极材料的研究热点之一。从纯二硫化锡、二硫化锡/碳复合物和二硫化锡/石墨烯复合物等3个方面对二硫化锡负极材料在近5年的发展进行了概述。     

锂离子蓄电池正极材料LiFePO4研究进展

锂离子电池正极材料正在向着高比能量、长寿命、低成本、环境友好的方向发展,而具有橄榄石结构的LiFePO_4正极材料以其结构稳定、成本低、无污染等优点成为21世纪最理想的绿色电源,但自身也存在缺点。综述了锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展。系统地阐述了LiFePO_4的晶体结构特征及性能、多种合成方法以及掺杂多种导电材料和控制晶体生长制备纳米粉体对材料性能的影响。对该材料的应用前景进行了展望,并提出了下一步可能的研究趋势。     

锂离子电池PMMA-VAc聚合物电解质的制备与性质研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和醋酸乙烯酯(VAc)为单体, 用乳液聚合法合成聚甲基丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯聚合物(PMMA-VAc), 并以此聚合物制备了新型聚烯烃膜支撑的聚合物膜及聚合物电解质. 用红外光谱(FTIR)、凝胶色谱(GPC)、差热和热重分析(DSC/TG)、扫描电镜(SEM)及电池充放电实验等方法研究了聚合物、聚合物膜和聚合物电解质的性质. 红外光谱结果表明, MMA与VAc通过各自的C＝C双键打开聚合成PMMA-VAc. PMMA-VAc易于分散在混合碳酸酯溶剂中并形成凝胶, 凝胶粘度随PMMA-VAc浓度的增加而增加, 当浓度为4%时成膜效果最佳. PMMA-VAc膜具有大量的微孔结构, 具有极强的吸液性能. PMMA-VAc膜具有良好的热稳定性: 在380 ℃范围内保持稳定. 聚烯烃膜支撑的PMMA-VAc膜室温下的离子电导率为1.85×10^－3 S•cm^－1, 用作为锂离子电池的聚合物电解质时, 电池具有良好的循环稳定性和倍率性能.     

丁磺酸内酯对锂离子电池性能及负极界面的影响

用循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及理论计算等方法研究了添加剂丁磺酸内酯(BS)对锂离子电池负极界面性质的影响. 研究表明, 在初次循环过程中, BS具有较低的最低空轨道能量, 优先于溶剂在石墨电极上还原分解, 并形成固体电解质相界面膜(SEI膜). 在含BS的电解液中形成的SEI膜的热稳定性高, 在70 ℃下储存24 h后, 膜电阻和电荷迁移电阻大小基本保持不变, 而在不含BS的电解液中形成的SEI膜的热稳定性较差, 在70 ℃下储存24 h后, 膜电阻和电荷迁移电阻大小有明显的增加. 从BS对锂离子电池电化学性能影响的研究表明, 加入少量的BS能够显著提高锂离子电池的室温放电容量、低温及高温储存放电性能.