高容量锂离子电池负极材料ZnMn_2O_4/Fe_2O_3的制备

采用简单的溶剂热法合成了纯相锰酸锌(ZnMn_2O_4),通过原位生长和共生长两种方式将ZnMn_2O_4负载在多面体Fe2O3上,形成ZnMn_2O_4/Fe2O3复合负极材料。Fe2O3相当于一个机械性能良好的载体,可以缓冲ZnMn_2O_4充放电时较大的体积变化,抑制ZnMn_2O_4的团聚,缩短了锂离子扩散距离,从而获得了稳定、高性能的锂离子电池负极材料。首次放电比容量高达1852mAh/g,经过50次循环后仍保持1197mAh/g的高水平,远高于纯ZnMn_2O_4以及商用碳负极。

纳米银的制备及纳米银/GO复合物在电化学方面的应用研究

采用不同的制备方法以及控制反应条件制备出不同形貌、尺寸的纳米银,并采用透射电子显微镜对纳米银进行表征。研究结果表明:采用传统溶胶-凝胶法较成熟稳定,制得的纳米银为球形粒子,尺寸均匀,粒径60nm左右。将纳米银与氧化石墨烯(GO)复合后掺杂到磷酸铁锂(LiFePO_4)中,制得的LiFePO_4-纳米银/GO复合物的首次放电比容量达到158.6mAh/g,具有良好的电化学性能。

LiFePO_4/CuO/Ag/RGO四元复合材料的制备与电化学性能研究

采用水热法、化学沉积法、有机溶剂还原法,逐步合成了择优生长、石墨烯基复合材料包覆改性的锂离子电池四元复合正极材料LiFePO_4/CuO/Ag/RGO。分别采用XRD、TEM和循环充放电等手段对材料进行性能表征。结果表明,包覆后的LiFePO_4呈橄榄石型结构,包覆材料未对LiFePO_4结构和晶型产生影响。所制备的材料呈现择优生长的棒状结构,石墨烯基复合材料将LiFePO_4包覆,构成稳定的导电网络。电化学性能测试表明,改性后的复合材料在0.2C倍率下首次充放电比容量最高达到166mA·h/g。即使在50C高倍率下首次放电比容量依然达到87.9mA·h/g,表现出优良的的倍率和循环稳定性。

共沉淀法制备ZnMn2O4/Ag/RGO复合物及其电化学性能研究

采用共沉淀法和高温煅烧结合的方式,制备出介孔棒状结构的锰酸锌(ZnMn2O4,简写为ZMO),其首次放电比容量为1423mAh/g。为进一步优化ZMO的电化学性能,通过改进传统方法制备了纳米银粒子,通过Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再利用盐平衡法,合成了Ag/GO复合物。基于共沉淀法,高温下GO被还原成还原氧化石墨烯(RGO),进而形成ZMO/Ag、ZMO/Ag/RGO复合物。纳米银粒子的添加提高了ZMO的电导率,改善了其倍率性能。GO的添加提高了ZMO的比容量且循环性能、倍率性能都有了不同程度的改善。Ag/GO复合物的添加,进一步提高了ZMO的比容量和电导率。ZMO/Ag/RGO复合物首次放电比容量高达1637mAh/g,在电流密度1000mA/g条件下,其平均放电比容量高达710mAh/g。