石墨烯改性Li_2MnO_3的热制备及其电化学性能的研究

采用MnSO_4和KMnO_4制备前驱体MnOOH,将MnOOH、LiOH、(NH_4)_2S_2O_8与氧化石墨烯复合,用传统水热法制备Li_2MnO_3/氧化石墨及Li_2MnO_3/石墨烯的复合材料.氧化石墨、石墨烯的存在对Li_2MnO_3的晶体形貌和结构具有明显的影响.氧化石墨和石墨烯具有优良的导电性,显著提高了Li_2MnO_3材料的导电性和电化学性能.     

Li_3V_2(PO_4)_3/碳纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能研究

通过静电纺丝的方法,制备了磷酸钒锂/碳纳米纤维复合物(LVP/CNF),经不同温度的高温热处理后,样品形貌虽然发生变化,但仍保持了有序纤维状,且纤维直径随温度升高逐渐变小.通过XRD表征发现600,700,800,900℃下得到样品的结晶度不同,在600℃时没有成相,800℃和900℃时结晶性较好.在3.0~4.3 V的电压范围下,800℃和900℃煅烧得到的LVP样品的首次放电容量为134 m Ah/g和135 m Ah/g,达到了Li_3V_2(PO_4)_3的理论容量133 m Ah/g.在高倍率充放电条件下,LVP/CNF材料仍然显示出优良的电化学性能.     

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.     

以PVDF为碳源的Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2/C的电化学性能研究

以PVDF为碳源,采用溶胶凝胶法制备Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2/C正极复合材料.利用X-射线衍射(XRD)、同步热分析、扫描电子显微镜(SEM)表征合成材料的结构,利用充放电测试、循环伏安及交流阻抗测试系统地研究了碳包覆对材料电化学性能的影响.研究表明,合成的材料具有a-Na Fe O2层状结构且碳均匀包覆在Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2颗粒表面.相比于Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2/C表现出更好的倍率性能和循环稳定性.电化学性能测试表明,碳表面修饰层增强了活性材料颗粒之间的电导性能,有效缓解电解液中HF对活性材料的腐蚀,降低电荷跃迁电阻(Rct),从而有效提高了材料的电化学性能.     

镧掺杂对富锂锰基正极材料电化学性能的影响

高能量密度富锂锰基正极材料是非常有前景的锂离子电池正极材料,然而差的倍率性能和长循环过程中严重的电压衰减制约其商业化应用.通过少量镧对Li_(1.2)Mn_(0.75)Ni_(0.25)O_2正极材料进行了掺杂改性.电化学测试结果表明,少量的镧掺杂Li_(1.2)[Mn_(0.75)Ni_(0.25)]_(0.99)La_(0.01)O_2材料具体优秀的倍率性能,当电流密度为5 C时,Li_(1.2)[Mn_(0.75)Ni_(0.25)]_(0.99)La_(0.01)O_2电极仍然可提供185.5 mAh g^(-1)放电比容量.在0.5 C倍率循环100次后容量保持率为76.5%.此外,循环过程中电压衰减也得到了有效的缓解.电化学性能的改善与镧掺杂后减少的晶格氧释放和扩大的锂层间距密切相关.因此,镧掺杂改性是改善富锂锰基正极材料结构稳定性和电化学性能的一种非常有前途的方法.     

新型锂离子正极材料Li_2Ru_(0.5)Co_(0.5)O_3的结构及其电化学性能

利用高温固相反应法制备了新型锂离子电池正极材料Li2Ru0.5Co0.5O3.通过X射线衍射技术和电化学性能测试对Li_2Ru_(0.5)Co_(0.5)O_3的微观结构及其电化学性能进行了表征.研究结果表明,该新材料为六方层状结构,空间群为R-3M;电化学性能测试表明,该材料具有良好的比容量和循环性能,在电压范围2.5V～4.8V内,以16mA/g的电流密度,其初始充电比容量达240mAh/g,初始放电比容量为175mAh/g,40次循环后容量保持率为78%.     

维生素C溶解废旧锂离子电池正极材料锰酸锂的研究

探求废旧锂离子电池正极材料锰酸锂溶解在维生素C溶液中的溶解条件,并进一步采取溶胶-凝胶法制备新的锰酸锂正极材料.对废旧锂离子电池正极材料锰酸锂在维生素C溶液中的溶解条件研究的结果表明:适宜的溶解条件为维生素C浓度为1.00mol·L-1、溶解温度为20℃、料液比为45g·L-1、搅拌溶解时间为10min,在此条件下正极材料锰酸锂在维生素C溶液中的溶解率超过99%.采取溶胶-凝胶法制备的新的锰酸锂正极材料具有优异的电化学性能.     

纳米锰酸锂的制备及在水系锂离子电池中的电化学性能研究

通过球磨结合高温固相法成功制备了锰酸锂纳米粉体.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)测试表明,尖晶石结构的锰酸锂纳米颗粒大小为50～100nm,粒径分布均匀.制备的纳米锰酸锂作为水系锂离子电池正极材料时呈现出了优异的电化学性能.在0.1C电流密度下的首周可逆放电比容量可以达到122.5mAh g-1,首周库伦效率可达90.4％.1.0C充放电循环测试100周后,纳米锰酸锂材料的放电容量仍然维持在93.1mAh g-1.     

富锂正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的微波合成及电化学性能研究

采用共沉淀制备前驱体,微波高温固相烧结制备富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2.通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描SEM、循环伏安(CV)、充放电性能等材料结构的表征和电化学性能测试,研究了不同烧结时间(微波3 min、5 min、7 min、15 min)对材料结构电化学性能的影响.发现较佳的合成条件所合成的富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5 Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2结构是α-Na Fe O2型,为二维层状结构.在2.0~4.8 V的截止电压范围、17 m Ah·g-1的电流密度,首次放电容量为284.6 m Ah·g-1,20个循环容量的保有率为75.6%.通过微波高温烧结合成正极材料,研究了制备工艺对材料结构和电化学性能的影响,并探讨了该体系的应用前景.     

Li3V2（PO4）3正极材料的研究现状与发展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂（Li3V2(PO4)3）具有更高的Li+扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一,且被认为是新一代的高容量产业化电池材料。综述了近年来Li3V2(PO4)3的主要合成方法、充放电机理及其改性的研究现状,并且对Li3V2(PO4)3的发展趋势进行了展望。采用球磨辅助碳热还原法制备锂离子正极材料Li3V2(PO4)3,并通过金属离子掺杂技术对Li3V2(PO4)3进行改性。实验结果表明：掺杂少量的Fe后,材料放电容量增大且循环性能更好。     

Li_7La_3Zr_2O_(12)表面包覆层对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能改善研究

采用共沉淀方法合成锂电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的前驱体,进而高温固相反应生成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(LNCM),由于所得正极材料含有的Ni、Mn元素与电解液发生微量副反应,导致材料电化学性能降低.为改善LNCM材料的循环性能和倍率性能,采用导电性能优良的快离子导体Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2进行表面修饰,制得几种不同表面包覆比例的LLZO@LNCM材料.研究发现,LNCM和LLZO@LNCM材料在0.1 C倍率下的首次放电容量相似,而LLZO@LNCM的循环性能和倍率性能则有明显改善.     

xLiMnPO_4·yLi_3V_2(PO_4)_3/C复合正极材料制备及电化学性能

采用固相法合成xLiMnPO4·yLi3V2(PO4)3(x/y=1:0、2:1、1:1和1:2)复合正极材料.利用X-射线衍射、扫描电镜、恒流充放电测试和循环伏安测试对材料物相、微观形貌和电化学性能进行表征.结果表明,复合材料中LiMnPO4和Li3V2(PO4)3两相共存;在2.4~4.8V电压范围,随着Li3V2(PO4)3含量的增加,复合材料放电容量逐渐增大.0.1C倍率下LiMnPO4·2Li3V2(PO4)3/C的放电容量达到147mAhg-1.复合Li3V2(PO4)3能显著改善LiMnPO4充放电可逆性.     

Li1-xNaxV3O8电极在硫酸锂-水-乙醇体系中的电化学性能

A series of Li_(1-x)Na_xV_3O_8 materials was prepared by solution reaction followed by calcination method and their electrochemical performances in 2 M Li_2SO_4-water-ethanol solution as negative electrodes for aqueous electrolyte lithium ion battery were studied and compared each other.X-ray diffraction analysis revealed that partially substituting sodium for lithium in LiV_3O_8 could increase the interlayer distances of (100) plane.Cyclic voltammetric experiments have demonstrated that the Li~ insertion and extraction kinetics of Li_(0.7)Na_(0.3)V_3O_8 is superior to that of LiV_3O_8.Charge/discharge results showed that the discharge specific capacity of Li_(0.7)Na_(0.3)V_3O_8 electrode is higher than that of LiV_3O_8 electrode.     

Na3V2(PO4)3/C正极材料制备与储钠性能综合实验教学设计

设计了“常温预还原-热处理法制备钠离子电池正极材料磷酸钒钠”综合性研究实验,探究了原料种类和热处理温度对Na₃V₂(PO₄)₃/C的物相、晶体结构、晶粒尺寸、微观形貌及电化学性能的影响。研究表明,NH₄VO₃中的V⁵⁺更易被草酸常温还原,机械活化后所得前驱体为无定形结构,由该前驱体热处理制备的Na₃V₂(PO₄)₃/C结晶度更高,且电化学性能更优。通过优化合成温度,发现在700℃下合成的Na₃V₂(PO4₎₃/C具有最高的比容量、最优的倍率性能和最佳的循环性能。在实验中,学生通过材料制备、结构及形貌表征、电池制作与电化学性能分析等环节,能够达到强化理论知识、提高实验技能、激发创新性思维的目的。     

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.     

守恒法巧解选择题

例1.某金属元素X的正磷酸盐含金属质量为38.7％,已知该金属的原子量为40,则该盐的分子式可表示为()。 A.XPO_4 B.X_3PO_4 C.X_3(PO_4)_2 D.X(PO_4)_2 解析由磷酸根化合价总值必等于X元素化合价总值原则得:38.7/40×A=61.3/95×3(A为金属元素的化合价),整理得A=2,故选C。例2.用足量的CO还原W克灼热的含有SiO_2杂质的Fe_2O_3,反应完全并冷却至室温后,经称量固体质量为N克,生成CO_2为P     

碳基柔性正极制备的综合性实验研究

通过一步水热法将MnO₂纳米颗粒生长在碳布上,得到可用于锌离子电池正极的柔性电极材料,并将所得电极材料用于组装柔性锌锰电池进行性能测试。改变MnO₂的沉积速率和碳布的预处理方式,探究所得样品的形貌和性能变化。结果表明,采用酸浸的方式处理碳布和MnO₂沉积速率为15 r/min时,得到的碳布-MnO₂柔性正极材料性能优异。将此条件下得到的柔性电极材料作为柔性锌锰电池的正极,结果显示柔性电池具有优异的能量储存能力和抗弯曲变形性能。该实验方法成本低、环保、易操作,为柔性锌离子电池正极材料的制备和性能优化提供了有效途径。     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成

以共沉淀氢氧化物Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和LiOH·H2O为原料,采用流变相反应法(简称RPR法)在950℃煅烧15 h合成了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站、充放电仪等设备测试了材料的结构和电化学性能,XRD表明,合成的材料具有良好的α-NaFeO2层状结构.     

不同原料对锂离子电池正极材料LiCoO_2的结构和性能的影响

在空气气氛下,采用高温固相法,用不同的锂源(Li2CO3、LiOH.H2O)和钴源(自制的-βCo(OH)2、CoOOH)分别合成了LiCoO2样品,通过XRD和电化学性能测试等方法,研究了不同原料对锂离子电池正极材料LiCoO2的结构和电化学性能的影响.结果表明:以LiOH.H2O为锂源,CoOOH为钴源,制备出的锂离子电池正极材料LiCoO2,其结构和电化学性能均较好.     

Ag/g-C3N4复合光催化材料的研究进展

石墨型氮化碳(g-C_3N_4)和纳米金属银(Ag)都具有良好的可见光吸收性能,在光催化领域有着重要的应用.以g-C_3N_4和纳米Ag构建的复合型光催化材料,既可以克服g-C_3N_4导电性差,光生电子和空穴复合几率高的缺点,又能利用纳米Ag的局域等离子体共振效应进一步拓宽可见光吸收范围,或通过g-C_3N_4和纳米Ag界面处的肖特基势垒抑制光生电子和空穴的复合,从而提高Ag/g-C_3N_4复合材料的光催化性能.文章对近年来Ag/g-C_3N_4复合光催化材料的制备与可见光催化性能研究进展进行综述,并对纳米Ag负载增强g-C_3N_4的光催化性能的机理进行阐述.