铁源前驱体对钠离子电池材料Na_(2)FeP_(2)O_(7)/C的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备以蔗糖为前驱体的碳包覆NaFeP_(2)O_(7)正极材料,并通过优化铁源提升材料的电化学性能。通过调节蔗糖比例控制包覆碳的含量来改善材料的导电性。铁源为FeSO4·7H_(2)O时,前驱体蔗糖的含量不宜过高;而铁源为Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O时,则需要较高含量的蔗糖前驱体。铁源为FeSO4·7H_(2)O、Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O制备的电极材料的循环稳定性较好,以1.0 C在1.5~4.2 V循环300次后,分别能保留73 mAh/g与74 mAh/g的放电比容量,容量保持率为91.6%与95.1%。碳包覆后的材料在20.0 C下的放电比容量超过48 mAh/g,倍率性能良好。通过结构和电化学性能测试,发现以蔗糖作为碳前驱体高温烧结的碳包覆结构改善了电极的电子导电性,并提高了Na+扩散系数,从而提高了电化学性能。

Na/NiCl_2电池正极材料表面形貌对其电化学性能影响

研究以镍粉为主要原料,通过粉末烧结法制成Na/NiCl2电池用正极材料。采用扫描电子显微镜、自动压汞仪、比表面积分析仪及恒流充放电等测试手段,对此正极材料的物理性质和电化学性能进行了测试和表征。研究表明造孔剂碳酸氢铵(NH4HCO3)的含量对正极材料的表面形貌及其电化学性能有显著的影响。添加质量分数为20%的造孔剂于还原气氛下250℃保温半小时,700℃烧结1 h后所得正极,材料孔隙率高,孔径较大且一致,具有较好的充放电性能。材料的电化学性能与形貌参数有着直接联系,选用合适的造孔剂和用量可改善材料的表面形貌,进而可提高电池性能。

正极添加Na_2WO_4对镍氢电池高温性能的影响

研究了添加不同比例的Na2WO4对镍正极高温性能的影响,结果表明,Na2WO4可提高镍氢电池的高温充电效率.70℃条件下,添加1.0%(w)的Na2WO4时镍正极的充电效率达到85%以上.此外,Na2WO4的加入也可提高镍氢电池的放电容量、循环寿命和荷电保持率.研究表明:Na2WO4可以促进镍正极高温下充电正反应的进行,提高析氧过电位.

钠离子电池正极材料Na2MnPO4F的^23Na MAS NMR谱研究

Na2MnPO4F材料是一种很有发展前景的钠离子电池正极材料,本文通过非原位XRD和固体核磁共振技术研究该材料充放电结构变化(晶体结构与局域Na位).非原位XRD测试发现,充电过程在2θ为31°和36°左右出现新的衍射峰,表明钠脱出后电极上有中间相物质生成.23Na MAS NMR谱图的-209 ppm、-258 ppm和-295 ppm三个谱峰分别对应于该材料结构中Na1+Na2位、Na3位和Na4位.非原位23Na MAS NMR谱研究发现,充电过程中-209ppm处信号峰面积比例减小,表明Na1和Na2位的Na比Na3和Na4位先脱出.充电至4.2 V,-132 ppm和-330 ppm处出现中间相物质的信号峰;而放电过程则相反.

锂离子电池MLi_2Ti_6O_(14)(M=2Na,Sr,Ba)负极材料的研究进展

钛酸盐材料由于具有循环寿命长、廉价、安全性好等特点,成为锂离子电池负极材料研究开发的重点。与Li_4Ti_5O_(12)材料相比,MLi_2Ti_6O_(14)(M=2Na,Sr,Ba)负极材料具有更低的电位平台。因此,作为全电池的负极材料具有更高的工作电压和能量密度,有望成为动力锂离子电池的热门负极材料,具有更好的应用前景。介绍了MLi_2Ti_6O_(14)负极材料的结构,综述了近年来MLi_2Ti_6O_(14)负极材料的合成及掺杂改性方面的研究进展,重点对MLi_2Ti_6O_(14)负极材料的制备方法和掺杂进行了总结和探讨,并对MLi_2Ti_6O_(14)负极材料的发展前景进行了展望。

钠电池用Na/β″-Al_2O_3固体电解质制备技术研究进展

Na/β″-Al2O3具有高Na+传导性、较小的电子电导性、耐化学反应腐蚀和足够的机械强度而成为最受关注的固体电解质之一。综述了固体电解质Na/β″-Al2O3的基本生产工艺、原料选择和杂质控制及影响,介绍了关键生产工艺如粉末制备、成型技术和烧结工艺的最新进展,并展望了Na/β″-Al2O3固体电解质的未来应用和发展方向。

新型钠离子电池正极材料Na(Ni_(0.5)Mn_(0.5))O_2的制备和电化学性能

以C H 3C O O N a,N i（ C H 3C O O ）2 ,4 H 20 和M n （ C H 3C O O ）2 ,4 H 20 为原料,经过溶解、干燥和焙烧,得到产物N a （ N i0.5M n 0.5） 0 4 . 利用X R D ,S E M 对材料进行了结构和形貌的分析,结果显示产物含有少量的N iO 相,呈片状形貌,颗粒小于5μm ,有一定程度的团聚. 对材料进行了不同倍率的充放电性能测试,产物展示了较好的电化学性能,0. 1 ,0 . 2 , 0 . 5 ,1 和5 倍率时的放电容量分别为1 24,1 21,1 1 6 .7 ,110. 1 和7 3 .8 m A . h /g .产物在2. 0 - 4. 0 V 电压区间充放电循环3 0 次后,室温和55 t 下的容量保持率分别为94. 8 % 和91. 1% ,显示具有较好的髙温性能,可以作为钠离子电池正极材料.

Na_2HPO_4添加剂对Zn-Ni蓄电池负极性能的影响

为提高Zn-Ni蓄电池的电化学性能通过物理混合的方法在锌负极活性物质中掺入Na2HPO4,并以恒电流充放电测试和循环伏安测试对比研究了不同Na2HPO4添加量对Zn-Ni电池充放电特性、内阻、放电容量、循环寿命和循环伏安性能的影响。实验表明:Zn-Ni电池锌负极中添加适量Na2HPO4可明显减少充放电极化和内阻,提高负极活性物质利用率,延长电池循环寿命、有利于锌负极上还原反应的进行。以在锌负极中添加1.0%wt～1.5%wtNa2HPO4的电池的电化学性能最佳。

正极添加剂对NiCl_2体系热电池性能的影响

研究了NiCl2粉体中不同的添加剂对该体系热电池性能的影响。通过扫描电子显微镜法(SEM)对NiCl2正极形貌进行观察,其主要由粒径为10μm左右的粉体组成。研究结果表明,在NiCl2粉体中添加质量分数20%的羰基Ni粉和质量分数为10%的LiF-LiCl-LiBr三元熔盐可以有效改善该正极材料的导电性能。与LiSi/FeS2体系电池的性能对比结果表明,NiCl2体系是高比容量、高比功率热电池的首选正极材料。其成功应用可开创高电压热电池正极材料的新时代。

钠离子电池聚丙烯腈复合Na2SiO3固态电解液研究

针对水系Na电池性能问题,提出了一个新的替代方案。采用聚丙烯腈(PAN)为载体,通过复合无机盐Na2SiO3,使用相转移法制备固态电解质材料,并对新电解液体系的电化学性能通过交流阻抗、循环伏安法、充放电循环等方法进行了测试。结果表明,相转移法可以将钠盐复合于聚合物中,且其中的钠离子可以完成传输,与水系电解液相比,2种电池性能相近,因此,PAN复合Na2SiO3完全可以作为水系钠电池的替代体系,并解决了水溶剂在高电压下分解的问题,具有很好的应用前景。

热电池NiCl2薄膜正极中添加剂对放电性能的影响

采用丝网印刷薄膜化工艺制备了NiCl2薄膜正极,研究了薄膜正极中添加单种粘结剂、共混粘接剂以及不同导电剂对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,NiCl2薄膜正极中共混粘结剂在粘结性能以及放电性能方面表现优秀,最佳共混比例为MgO与SiO2的质量分数比为90:10,此外,添加10%的活性炭导电剂可以提高薄膜正极的导电性,从而提高电池的放电性能。

具有(113)优势晶面的钠离子电池正极材料Na3V2(PO4)3/C

通过简单的溶胶-凝胶辅助静电纺丝法得到(113)晶面优势导向的Na_3V_2(PO_4)_3/C钠离子电池正极材料,并通过对比最佳纺丝条件下分别用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚氧化乙烯(PEO)作为晶面导向剂制备的两种Na_3V_2(PO_4)_3电极材料的电化学性能,证明静电纺丝有利于实现Na_3V_2(PO_4)_3(113)晶面择优取向。在相同的电流密度(0.1 C)下,NVP-PVP和NVP-PEO的首周放电比容量分别为112.5 m A·h/g和96.3 m A·h/g,电池循环50周后,NVP-PVP仍然有98.1 m A·h/g的可逆容量保持,NVP-PEO仅仅只剩下34 m A·h/g的可逆容量保持,而即使循环100周后,NVP-PVP的可逆容量仍然在88.2 m A·h/g。结果表明,PVP静电纺丝有利于构建特定的纳米纤维结构和均一的导电碳网络骨架,进而提升主体材料Na_3V_2(PO_4)_3的电化学性能。

溶胶-凝胶法合成Li(1-x)NaxMn2O4及其作为水系锂离子电池正极材料的电化学性能

用溶胶凝胶法合成了Na+离子掺杂的Li_(1-x)Na_xMn_2O_4(x=0,0.01,0.03,0.05)。X射线衍射图表明Na+取代Li+进入Li_(1-x)Na_xMn_2O_4晶格中,扫描电镜图看出产物是粒径为100~300 nm的颗粒。恒流充放电测试结果表明,Li_(0.97)Na_(0.03)Mn_2O_4在2C倍率下循环100圈后放电容量保持率比未掺杂的LiMn_2O_4从51.2%提升到84.1%。循环伏安测试表明Na+离子掺杂降低了材料极化且增大了锂离子扩散系数。10C倍率下Li0.97Na0.03Mn2O4仍有79.0 m Ah·g-1的放电容量,高于未掺杂样品的52.1 m Ah·g^(-1)。Na+离子掺杂可以稳定材料结构并提高锂离子扩散系数,从而提高LiMn_2O_4的电化学性能,是一种可行的改性方法。

水热-溶胶-凝胶法合成多壁碳纳米管-Na_3V_2(PO_4)_3复合物及其作为锂离子电池正极材料的性能（英文）

采用水热和溶胶-凝胶相结合的方法,制备了具有良好电化学性能的新型多壁碳纳米管-Na3V2(PO4)3(MWCNT-NVP)复合材料(MWCNT的质量分数为8.74%).通过场发射扫描电子显微镜表征可知,MWCNT分散在NVP纳米颗粒之间,并起到"电子导电线"的作用.与纯Na3V2(PO4)3相比,MWCNT-NVP具有更高的比容量和更优异的循环性能.在0.2C(35.2 mA·g-1)的电流密度下,3.0-4.5 V的电压范围内,MWCNT-NVP的初始比容量为82.2 mAh·g-1.循环100次以后,比容量为72.3 mAh·g-1.在1.0-3.0 V充放电时,MWCNT-NVP的初始容量为100.6 mAh·g-1.100次循环以后,其容量保持率高达90%.同时,交流阻抗测试表明,由于MWCNT的存在,MWCNT-NVP的导电性有了显著的提高.以上结果表明,MWCNT-NVP是一种良好的锂离子电池电极材料.

热电池用NiCl_2薄膜正极的制备研究

;采用溶液法在NiCl_2中添加不同导电剂,与电解质混合后涂覆在泡沫镍基体上,制成NiCl_2薄膜正极。实验中添加石墨烯、碳纳米管和高比表面积活性炭都可提高放电电压,其中采用此三种混合导电剂可使450℃恒温,100 mA/cm2恒流放电电压达2.36 V,截止电压1.8 V时,放电比容量达211.8 mAh/g。热电池样机室温1 A放电,单体电压可达2.53 V,激活时间0.33 s。初步研究表明,NiCl_2中添加含碳导电剂不但提高了电导率,还缩短了激活时间。

熔盐法合成Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2@C钠离子电池正极材料及其电化学性能

本文采用熔盐法合成了三维碳网负载二元氧化物Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2复合材料(NNM@C)用作钠离子电池正极材料。对材料的结构、形貌及成分进行了分析。对组装的钠离子电池进行了恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试,并与Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2纯相(NNM)进行了对比。结果表明,NNM@C和NNM以0.2C倍率在2~3.9V电压范围内充放电,放电比容量分别为93.18mA·h·g^(-1)和94.85mA·h·g^(-1);在100次循环后,NNM@C容量保持率高达87%,比未进行碳负载的纯相二元氧化物Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2(49%)电化学性能有明显提高。

钠离子电池Na_2MnSiO_4正极材料的合成、结构及其电化学性能研究

首次采用溶胶-凝胶法制备Na2MnSiO4/C纳米复合正极材料.X射线衍射（XRD）和Rietveld结构精修结果表明,合成的Na2MnSiO4材料为单斜晶系、Pn空间群.红外光谱（FTIR）结果证实材料中不含有Na2SiO3和SiO2等杂质.电化学测试结果表明,该材料在1 mol·L-1NaClO4/PC电解液中,电流密度为14 m A·g-1、电压范围为1.5~4.2V（vs.Na＋/Na）测试条件下,其首次可逆放电比容量高达113 m Ah·g-1.

碳布负载的缺氧型Na_2Ti_3O_7纳米带阵列作为高性能柔性钠离子电池负极材料（英文）

作为锂离子电池的理想替代品,钠离子电池因具有能源储备丰富、成本低廉等优点而受到人们的广泛关注。柔性便携式电子产品的发展亟需柔性储能器件的研制。因此,发展一种廉价、高性能的柔性钠离子电池负极材料成了科研工作者的共同目标。在此项工作中,我们通过简单的水热合成和热还原法发展了一种以柔性碳布为基底,与缺氧型的Na_2Ti_3O_7纳米带(NTO)构成三维阵列结构的新型柔性钠离子电池负极材料。复合材料(R-NTO/CC)的导电性和活性位点得到提高,电化学性能也大幅提升,在200 m A·cm^(-2)的电流密度下,实现100 m Ah·cm^(-2)的面积比容量,且经过200次循环后仍保留最初电容值的80%。此外,这种电极还具有优良的倍率性能,当电流密度提高到400 m A·cm^(-2)时,仍保持69.7m Ah·cm^(-2)的面积比容量,是未引入氧空位材料的三倍之多。这种三维缺氧的电极材料可有效提高载流子浓度,缩短离子传输通道,从而大幅提升电极的电化学性能。此工作为设计合成高储钠性能的新型的负极材料提供了一种实用有效的策略。

以废旧锰酸锂正极为原料制备Li0.25Na0.6MnO2钠离子电池正极材料的研究

随着锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)在众多储能领域更大规模的广泛应用,废旧LIBs正在大量地产生,若不进行任何处理而随意丢弃,必将给人类赖以生存的生活环境造成极大的危害,而且也是一种资源浪费。本课题组对废旧LIBs中的锰酸锂正极进行回收和收集,并以此为主要原料,通过球磨和高温烧结相结合的过程,成功合成了钠离子电池(sodium-ion batteries,SIBs)正极材料Li0.25Na0.6MnO2(LNMO),并对其的电化学性能、动力学特性和离子脱嵌导致的相变过程进行了研究。结果显示,LNMO表现出较高的比容量(131.5 mA·h/g)以及优异的倍率性能(容量保持率97.9%),该电极的表观离子扩散系数为10^-12 cm^2/s数量级,表现出快的离子脱嵌能力和动力学过程,是它表现出优异倍率性能的主要原因之一。对废旧锰酸锂材料回收并应用于下一代低成本SIBs中,具有同时实现“废旧LIBs有效回收”和“解决SIBs原料来源”的重要意义。

Na2S2O3对镍钴电池负极材料电化学性能的影响

通过向镍钴电池的电解液中加入不同浓度Na2S2O3,并研究了其对镍钴电池负极材料电化学性能的影响,采用SEM和XRD分析了沉淀产物的微观形貌和结构。结果表明,通过对钴电极的充放电性能测试发现,当Na2S2O3浓度为0.04mol/L时,Co电极的最大放电容量高达411.1mA·h/g,当Na2S2O3浓度0.02mol/L时,Co电极的循环稳定性最好,其容量保持率为86.16%,比未加Na2S2O3时的容量保持率高出30.71个百分点。结合循环伏安特性曲线(CV)和交流阻抗图谱(EIS)分析得知,Na2S2O3能够有效抑制CoOOH的形成,提高活性物质的利用率,从而实现放电容量和循环稳定性的提高。