3DC-Ni3Si2O5(OH)4制备及其电化学性能研究

目的:合成3D C-Ni3Si2O5(OH)4电极材料,并对此合成材料的物理性质进行探究,通过电化学测试从中选出电化学性能最优的合成方法.方法:以煅烧天然芦苇叶得到的碳源(C-SiO2)结合Ni(CH3COO)2·4H2O,形成层状硅酸镍C-Ni3Si2O5(OH)4纳米颗粒作为电极材料,需要将其按照不同比例进行混合,将其编号为C-NiSi-1-5,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱和电化学测试等方法研究复此合材料的结构、形貌及超级电容性能.结果:测试结果表明,与C-SiO2结合并原位生成的层状硅酸镍具有较高的比表面积、多孔结构和出色的电化学性能.结论:编号为C-NiSi-3的电极材料在0.5 A/g电流密度下比电容为74.7 F/g,C-NiSi-3在10000次循环后具有97％ 的出色电容保持率.     

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.     

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.     

废旧锂电池基膨胀石墨制备及电化学性能研究

以废旧手机锂电池为前驱体回收负极石墨粉,再利用负极石墨粉制备的氧化石墨为原料,在不同温度条件下,采用高温热膨胀法制备了一系列膨胀石墨,并利用热重分析仪(TG)、扫描电镜(SEM)和恒电流充放电等对其进行了结构表征和电化学性能测试.实验测试结果表明:该类膨胀石墨最佳热膨胀制备温度为630℃;在电流密度0.5 A·g~(-1)时,膨胀石墨EG-630比电容量高达242 F·g~(-1);恒电流充放电循环1 000圈后,比电容保持率为101%,表现出良好的电化学性能.     

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%).     

镧掺杂介孔二氧化锰的制备及其电化学性能的研究

利用二氧化硅KIT-6模板通过水热法合成了具有高表面积的介孔二氧化锰,并通过镧元素的掺杂作用对二氧化锰材料的性能进行改善。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和氮吸附比表面仪(BET)对样品进行了微观表征,并利用自制三电极体系对样品的电化学性能进行了研究。当镧掺杂10%时,掺La的二氧化锰样品放电性能最佳,比电容高达153.87 F/g,其比表面积可达148.321 m2/g,平均孔径为3.545 nm,电化学性能良好。结果表明具有介孔结构掺一定比例镧的二氧化锰有效地改善了二氧化锰正极材料的电化学性能。     

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.     

用作热稳定剂的有色层状氢氧化物的合成与表征（英文）

通过引入Fe~(3+)、Cr~(3+)等有色金属阳离子可以得到有色层状氢氧化物,该有色层状氢氧化物可用作聚氯乙烯热稳定剂,通过共沉淀法分别制备了浅黄色的Mg/Fe层状氢氧化物和浅蓝色的Mg/Cr层状氢氧化物.研究结果表明在180℃热老化温度下,Mg_3Cr_CO_3和Mg_3Fe_CO_3层状氢氧化物可使聚氯乙烯塑料保持稳定超过30 min.研究发现实验采用氢氧化镁代替可溶性的镁盐,例如六水合氯化镁等,可以大幅减少副产物氯化物的生成.由于氯化铵是一种廉价的化肥且难以处理,因此,与采用镁盐的制备方法相比,所提的制备方法更为绿色经济环保.     

掺Fe氧化物LiaNi0.9CO0.1Fe0.03O2材料的电化学性能研究

采取液相共沉淀法沉淀出前驱复合氢氧化物,再用高温固相焙烧的方法合成了多元掺杂的氧化物正极材料LiaNi0.9Co0．1Fe0．03O2,用电化学实验方法研究了材料的电化学性能。结果表明：通过预处理后合成的电极材料具有比较好的电化学性能,首次充放电比容量可达到168．9和167．1mAh·g^-1,充放电电流效率可达98．9％。     

长寿命、高倍率超级电容器电极材料的研究——三明治型MoO_3/C插层复合物的原位合成

利用典型的二维材料α-MoO_3为前驱物,设计并合成了一种特殊的α-MoO_3层和石墨烯插层复合材料.三明治型的MoO_3/C杂化电极材料具有宽的离子扩散通道,低的电荷迁移电阻和稳定的结构,因此具有优异的储能特性.在1 A·g~(-1)的电流密度下,MoO_3/C复合物的比容量为331 F·g~(-1);10 A·g~(-1)时,比容量保持率达到71%.除此,该材料还具有良好的循环稳定性,在1 000~10 000圈的循环过程中比容量基本无衰减.优异的倍率性能使该电极材料具有高功率密度(12.0 k W·kg~(-1))和能量密度(41.2 Wh·kg~(-1)).