锂氧电池双功能还原石墨烯-LaFeO3复合纳米催化剂的制备及性能

制备具有氧还原(ORR)与氧释放(OER)双功能催化活性的特殊孔道结构电催化剂是锂氧电池研究的挑战之一。本文以氧化石墨烯、硝酸铁、硝酸镧、柠檬酸为原料,结合溶胶凝胶和水热合成方法,制备出还原氧化石墨烯(RGO)与铁酸镧(LaFeO_3)复合的双功能催化剂(RGO-LaFeO_3)。X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和Raman光谱分析结果确认该复合催化剂由纯相钙钛矿结构LaFeO_3和还原氧化石墨烯组成,扫描电子显微镜(SEM)观察到LaFeO_3纳米颗粒均匀地负载在RGO片层表面。锂氧电池测试结果指出,相对于LaFeO_3纳米粒子(NP-LaFeO_3),RGO-LaFeO_3催化剂具有更好的ORR和OER催化活性,归因于RGO特殊的三维导电多孔结构与LaFeO_3纳米粒子的协同催化作用。以RGO-LaFeO_3作为阴极催化剂的锂氧电池在限1000 m Ah?g^(-1)比容量、100 m A?g^(-1)电流密度条件下,可实现36周稳定的充放电循环,展示出良好的应用前景。

富锂Li_(1.23)Ni_(0.09)Co_(0.12)Mn_(0.56)O_2材料的水溶-蒸发法合成及其初始1.5周充放电过程的原位XRD研究

采用水溶-蒸发法成功合成了锂离子电池Li1.23Ni0.09Co0.12Mn0.56O2正极材料.通过扫面电镜(SEM)、非原位X射线衍射(XRD)、原位XRD观察材料形貌、表征材料结构,并测试电极电化学性能.结果显示,材料为粒径330nm的多边形结构,是层状的固溶体—Li2MnO3结构,该正极0.1C首周期放电比容量250.8 mAh·g-1,40周期循环容量保持率86.5%.通过原位XRD可确证电极在首周期放电过程产生少量Li0.9MnO2新相,在其后多周期循环过程电极层状结构趋于向尖晶石结构发生转变致使电极电化学性能恶化.此外,晶格参数c首周期充电过程先增后减在4.54 V左右保持稳定,放电与第2周期充电过程其值逐渐下降;晶格参数a则经历了下降平稳再升高的过程,该数值的变化均对应于相应电化学行为.