Metallic Li in carbonaceous nanotubes grown by metalorganic chemical vapor deposition from a metalorganic precursor

Metallic Li in carbonaceous nanostructures was obtained in high concentration (as much as 33.4%) through metalorganic chemical vapor deposition involving certain lithium–aminoalkyl moieties, which are formed in situ , by decomposition of a precursor containing both cobalt and lithium. The bimetallic complex containing both lithium and cobalt was characterized by IR spectroscopy, mass spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, elemental analysis and thermogravimetric analysis. X‐ray photoelectron spectroscopy measurements performed on the as‐grown films demonstrate that lithium can be stable in metallic form in such a film. Results of X‐ray photoelectron spectroscopic analysis of the as‐grown films are presented as direct evidence of the formation and stabilization of metallic lithium in carbon nanotubes. Carbon nanotubes, encapsulating metallic lithium, can potentially act as a miniaturized nanobattery. Such a battery would be potentially useful in the next generation of communication and remote sensing devices, where a pulse of current is required for their operation. In addition, with metallic lithium, having an effective nuclear magnetic moment, such materials can be envisioned to show potential applications in devices based on nuclear magnetic resonances. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于路网的电动汽车快速充电站布局决策研究

大力发展和推广纯电动汽车已成为全世界众多国家的共同选择。但电动汽车有限的续航能力及公共快速充电设施的缺乏,制约着人们的使用和长途出行。本研究针对我国公共快速充电网络建设亟待完善的问题,基于我国主干高速公路网络,对服务途中充电需求的快速充电站科学分布问题建立分布决策模型。研究表明,对续航能力低于200公里的电动汽车,应用最优策略分布的快速充电站数量从50座增加到250座时,可将途中充电需求覆盖率从50%左右提高到90%以上,而对续航能力超过250公里的电动汽车,150座按最优策略分布的快速充电站即能覆盖至少96.49%的途中充电需求。通过对不同续航能力和不同充电站数量约束下共30种情形的分析,本研究不仅能为多情形下充电站分布问题提供最优选址和数量组合决策方案,也为我国充电基础设施的完善及电动汽车产业可持续发展提供有力的理论支持和政策建议。     

阴极材料Li1.2Cr0.4Mn0.4O2的制备及其电化学性能

采用溶胶凝胶法制备层状富锂Li1.2Cr0.4Mn0.4O2阴极材料．研究煅烧温度对阴极材料的结构，及电化学性能的影响．利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等方法对阴极材料的晶体结构、充放电过程中价态的变化、表观形貌、粒径大小等进行分析．结果表明850℃时煅烧后的阴极材料层状结构明显，电化学性能优良．以小放电速度进行恒流(10mA／g)充放电循环，首次放电比容量可以达到280mAh／g，经过40次循环后仍可以达到190mAh／g．研究发现在整个充放电过程中Mn始终保持 4价态，部分Cr作为活性离子价态在 6和 3之间可逆变化．Li1.2Cr0.4Mn0.4O2经过镀银后以大放电速度进行恒流(80mA／g)放电可以达到100mAh／g的比容量．     

锂离子电池硅基负极材料的研究进展

硅基材料是新一代高容量锂离子蓄电池负极材料的典型代表,近年来已成为理论研究和应用研究的热点.本文介绍了锂离子电池硅基负极材料的制备方法、电化学性能及其研究现状,分析了硅材料作为锂离子电池负极材料存在的问题;讨论了硅材料作为锂离子电池负极材料的研究前景.并指出若能克服目前存在问题,将有望成为新一代锂离子电池负极材料.     

锌电极放电过程及失效机制数值分析

锌-空气电池是一种高能量的电池体系.实验表明, 在大功率工作条件下, 锌电极的材料利用率随电流密度的增加而急剧下降. 为探索其在大功率工作条件下的放电机理, 本文针对这一过程建立了一维数学模型, 通过数值求解模拟多个物理量如离子浓度、传递电流密度、电极孔隙度、固体氧化锌等在电极内部的分布变化情况, 在此基础上分析电极的性能. 数值结果分析表明, 固体氧化锌对电极内质量传输过程的限制是导致电极失效的根本原因. 其析出时间及在电极内部的集中分布位置对电极性能有显著影响; 而仅当其体积分数超过30%-35%的范围后才开始显著限制传质过程. 讨论了电极的优化措施, 模拟表明更高的溶液电导率,更大的电极孔隙度有利于增加大功率工作条件下电极的材料利用率. 但最重要的是保持电极内部氢氧根离子的浓度在一个较高的值,对于封闭式电极可以通过补液实现, 理想情况为设计一个电解液循环式的锌电极.     

双包覆法改善高压钴酸锂正极材料的电化学性能

通过结合固相和液相包覆在Al掺杂LiCoO₂表面共包覆了钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)和聚吡咯(PPy)。这种双包覆方法不仅稳定了高电压下LiCoO₂的表面,还增强了材料的离子和电子电导率。电化学测试表明,当活性物质、导电剂和黏结剂的质量比为80∶10∶10时,在0.5C(1C=180 mA·g^-1)电流下,循环300周后的容量保持率为76.9%,且在5C电流密度下可逆比容量为150 mAh·g^-1;由于双包覆后LiCoO₂电子电导率大幅提高,当活性物质、导电剂和黏结剂的质量比为90∶3∶7时,在0.5C电流下,循环200周后的容量保持率为82.8%,且在5C电流密度下可逆比容量为130 mAh·g^-1。X射线光电子能谱测试表明,包覆层可以在循环中保持稳定且能抑制LiCoO₂材料在高电压下的表面副反应。     

镧掺杂锡酸钡/多壁碳纳米管改性隔膜的制备及其在锂硫电池中的应用

通过将共沉淀法制备的钙钛矿型氧化物镧掺杂锡酸钡(LBSO)与多壁碳纳米管(MCNT)混合均匀,制成浆料,并利用刮涂法将其涂布在商业隔膜Celgard 2500(PP)表面构筑阻挡层,获得改性隔膜(LBSO/MCNT/PP)。基于该改性隔膜的锂硫电池在0.1C下具有高达1 433 mAh·g^-1的初始放电比容量,1C时300次循环后每圈容量衰减率为0.114%;当电流密度提高到3C时,仍具有764 mAh·g^-1的放电比容量,表现出优良的倍率性能和循环稳定性,这主要是由于该阻挡层能够有效抑制多硫化物的穿梭。     

内放射状中空TiN颗粒作为锂硫电池正极的性能

通过硬模板法设计、制备了一种具有径向内排列骨架的内放射状中空TiN纳米颗粒(IRHTiNs),并将其与硫(S)复合制备锂硫电池(LSB)正极。随后采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)表征了IRHTiNs及IRHTiNs/S复合正极的结构及成分。在电化学测试中,与C正极相比,以IRHTiNs为正极的LSB表现出了1 250mAh·g^-1的高初始比容量,LSB的容量衰减速度明显降低,电池性能显著提升。