碳基质中MoS_2的限域生长调控及电容特性研究

设计了一种通过碳基质限域控制二维材料生长的方法,制备了多孔MoS_2/C杂化复合物.该材料具有低的电荷迁移阻力、众多的电化学活性位点以及稳定的结构,因此具有优异的储电性能.该电极材料在4 A·g~(-1)电流密度下,具有418 F·g~(-1)的高比容量,以及2000圈循环后容量保持率为104%的优异循环稳定性.     

一次球磨前后柠檬酸加入量及顺序对Li_3V_2(PO_4)_3/C性能的影响

采用固相反应法制备碳包覆的磷酸钒锂材料,研究不同的柠檬酸添加量以及一次球磨前后加入顺序对磷酸钒锂性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电池测试仪、电化学工作站等测试方法对Li_3V_2(PO4)_3/C复合正极材料的晶体结构、形貌特征、电化学性能、动力学性能做了分析.结果表明:柠檬酸的添加量以及柠檬酸加入顺序对磷酸钒锂复合材料的电化学性能有明显的影响.当一次球磨之前添加柠檬酸且其量与钒的摩尔比为1时得到的磷酸钒锂复合材料具有最佳的性能,电化学性能测试显示,在电压3.0~4.3 V范围内0.5 C倍率时,放电比容量达到128 mAh·g~(-1)(理论比容量为133 mAh·g~(-1)),并且当倍率达到10 C时,放电比容量仍有105 mAh·g~(-1),甚至当倍率达到20 C时,放电比容量仍高达95 mAh·g~(-1),循环伏安法和交流阻抗分析显示出有较好的离子扩散率和较小的阻抗.     

MnO/碳纳米纤维复合结构的制备及其储锂性能研究

MnO负极材料由于其比容量高、资源丰富、成本低而备受关注.然而,在脱锂/嵌锂过程中,体积变化大(170%)仍然是MnO材料面临的严重问题,导致其倍率性能差,容量衰减快.在碳纳米纤维(CNF)网络中生长均匀的MnO晶体,CNF的束缚作用可以有效地减小MnO在循环过程中的体积变化.本文设计并合成了CNF/MnO柔性锂离子电池电极,碳纳米纤维在锂离子脱出/嵌入过程中发挥导电通道的作用,并且弹性束缚MnO纳米颗粒.当电流密度为0.2 A·g~(-1)和1 A·g~(-1)时,CNF/MnO作为无粘合剂的负极,在第100次循环后比容量分别保持在983.8 mAh·g~(-1)和600 mAh·g~(-1),远高于纯MnO和纯CNF负极.该工作为高可逆锂储存装置中具有潜在应用价值的CNF/MnO新型柔性无粘合剂负极提供了一种简便且可扩展的合成方法.     

S掺杂多孔炭材料的合成及其在超级电容器中的应用

开发了一种选择性去除原位产物,在造孔同时利用反应物中的杂原子实现对碳掺杂的方法,制备了S掺杂多孔炭材料.该材料具有粒子尺寸小、介孔/大孔比例合适、导电性和表面极性大、法拉第反应活性位点多等特点,因此具备在0.5 A·g~(-1)电流密度下具有443 F·g~(-1)高的比容量,以及在20 A·g~(-1)电流密度下和比容量为284 F·g~(-1)时的良好倍率性能.     

双碳支撑FeSe_2复合材料的合理设计及其可逆储钠性能研究

以氧化石墨烯修饰的铁基普鲁士蓝类似物(PBA)为前驱体,低温硒化制备出石墨烯(G)和氮掺杂碳(NC)共包覆FeSe2纳米颗粒复合材料(FeSe_2/NC@G).所得到的FeSe2/NC@G具有良好的储钠性能,在5.0 A·g~(-1)时,其可逆容量为331 mAh·g~(-1).在2.0 A·g~(-1)条件下循环1 000圈后,可逆容量仍有323 mAh·g~(-1)(容量保持率为82%).此外,钠离子全电池也显示了优越的倍率性能和循环稳定性.本工作为新型纳米结构TMSs的合成在储能系统中的应用提供了一定的实验基础.     

水热法合成氧化铁/石墨烯复合材料及其电化学性能研究

通过一步水热法合成了Fe_2O_3/GO复合材料,得到的氧化铁能很好地与石墨烯复合在一起,并且具有比同方法得到的纯Fe_2O_3更小的颗粒直径.Fe_2O_3/GO复合材料表现出了很好的电化学性能,在1.0 A·g~(-1)的电流密度下能够释放出高达726/715 mAh·g~(-1)的放/充容量,其循环稳定性也得到大大提高.石墨烯的有效复合不仅为电极材料提供了高的导电性,而且有效缓解反复充放电过程中体积效应带来的应力集中,防止材料粉化脱落,从微观结构的改进中有效提升了材料的宏观电化学性能.     

CoMoO_4电极材料的制备及赝电容特性研究

本文采用水热法制备CoMoO_4作为超级电容器电极材料,研究了CoMoO_4电极材料的形貌和电化学性能.结果显示,350℃退火样品SEM图显示CoMoO_4样品为纳米棒;CoMoO_4材料在1 A·g^(-1)的电流密度下比容量为155 F·g(-1)的电流密度下比容量为155 F·g^(-1),并在渐变的电流密度下连续充放电循环1 600次后电容量衰减了9.8%.结论:CoMoO_4材料具有良好的电化学性能.     

层状聚苯胺/氧化钒复合材料的可控制备及其储锂性能研究

V2O5被认为是一种有潜力成为商业锂离子电池电极的材料.本文合成了一种原位聚苯胺(PANI)插层V2O5复合材料以增强锂离子在材料中的脱/嵌能力.该复合材料V-O层的层间距显著增大(13.34?),为Li+的快速扩散提供了通道.同时,PANI本身的高导电性,提高了V2O5/PANI复合材料的电子电导率,V2O5/PANI复合材料的储锂性能也得到改善.在1 A·g-1的电流密度下循环450圈,V2O5/PANI的比容量达到760.1 mAh·g-1.此外,该复合材料展现出高赝电容行为,具有较好的高倍率性能,在10 A·g-1的高电流密度下循环1600圈,依旧有261.0 mAh·g-1可逆比容量.     

高电压正极材料镍锰酸锂的表面包覆及其电化学性能

设计并合成了一种新型的核-壳结构材料磷酸钴锂异质层包覆镍锰酸锂.橄榄石型的磷酸钴锂纳米颗粒均匀地生长于尖晶石型镍锰酸锂表面,磷酸钴锂包覆层不仅能够有效地诱导镍锰酸锂表面产生微量Mn~(3+),同时还能够减缓Mn~(3+)的歧化反应并阻止锰的溶出.NM-CP5样品具有最佳的电化学性能,在0.5 C的放电倍率下,容量可达137 mAh·g~(-1),充放电100次后容量仍保持132 mAh·g~(-1)(容量保持率达98.5%).     

ZnSe/rGO复合材料用作高性能锂电负极研究

目的:为提高锂离子电池循环稳定性和倍率性能,制备具有高容量、长寿命、强导电性的负极材料.方法:Hummers法制备氧化石墨烯(GO)作为复合材料的基底物质,水热法有效合成ZnSe/rGO复合电极材料.在硒化锌高的理论容量和石墨烯强的电子导电性的协同作用下,使合成的复合材料获得优异的锂离子电池性能.结果:将ZnSe/rGO复合物作为锂电负极材料进行性能测试,相较于纯ZnSe材料,不仅具有稳定循环性能(0.5 A/g电流密度下,循环200圈容量每圈仅衰减0.097％),还具有优异的倍率性能(高达10 A/g电流密度下,容量依然保持322 mAh/g).结论:ZnSe/rGO复合电极材料由于其独特的表面结构和增强的电导性,可以有效提高锂离子电池整体电化学性能.