静电纺丝法制备SnSbCuFeZn高熵合金/碳纳米纤维复合负极材料

采用静电纺丝技术,结合煅烧工艺,将SnSbCuFeZn高熵合金纳米颗粒均匀地锚定在导电互联的碳纳米纤维中,成功制备了SnSbCuFeZn@CNFs锂离子电池复合负极材料。结果表明,煅烧温度对材料的物相组成和形貌特征有重要影响,且直接影响SnSbCuFeZn高熵合金纳米颗粒的晶相、尺寸和分布,决定SnSbCuFeZn@CNFs电极的电化学性能。其中SnSbCuFeZn@CNFs-900电极展现出优良综合性能:0.1 A/g时,初始放电比容量达1232.8 mA/g,循环200次后可逆放电比容量保持在786.0 mA/g;1.0 A/g时,循环500次后放电比容量仍有433.8 mA/g;2.0 mV/s扫描速度下,赝电容贡献率高达93.37%。

碳基GaSn合金负极材料的制备及其电化学性能

为解决锂离子电池负极材料体积膨胀导致电化学性能严重下降的问题,将镓锡(GaSn)液态合金与碳纳米纤维网络相结合作为锂离子电池负极材料。分别通过物理吸附和静电纺丝两种方式将GaSn合金约束或包覆在纳米纤维导电网络中,对材料的形貌、结构以及性能进行表征和分析。结果表明:GaSn液态合金通过超声空化效应形成亚微米级合金微球。将GaSn合金吸附在碳纳米纤维膜基底上,合金团聚成大颗粒嵌在纳米纤维网络表面,导致其余合金无法渗透到内部,影响GaSn合金在电化学性能方面的发挥。而将GaSn合金混合静电纺丝、炭化后,大量合金被碳膜包覆,均匀分布在纳米纤维网络中,粒径大小均一,材料在循环过程中由于液态合金良好的自愈合性、流动性以及灵活性,可修复脱嵌锂时产生的破损以及充分紧附纳米纤维导电网络,提高锂离子传输效率。从第2圈充放电循环至100圈后,容量保持率高达93.6%。

锂离子电池合金负极材料的研究进展

本文综述了锂离子电池合金负极材料的研究现状,对比了各种合金负极材料的制备方法,并指出了合金负极材料目前面临的主要问题及现有的解决方案,最后提出纳米锂合金复合物将是合金负极材料发展的最终出路。

海水介质中高活性镁合金负极的电化学性能

研制了一种新型镁合金负极材料 ;用电化学方法测定了镁合金负极在人造海水介质中的电化学性能 ,用浸泡法测定了材料在人造海水介质中的自腐蚀速度 ,用扫描电子显微镜观察了镁合金腐蚀后的表面形貌 ,并与AP65合金和纯镁进行了比较。结果表明 ,新研制的镁合金在人造海水介质中的开路电位增加 ,自腐蚀速度降低 ,稳定工作电位提高 ,电极表面腐蚀均匀 ,可开发用于高电性能电池的负极材料。

电沉积制备的锂离子电池Sn-Cu合金负极及性能研究

采用电沉积方法直接在铜集流体上沉积一层可与锂反应的活性金属锡,在氩气气氛中烧结处理后作为锂离子电池的负极.扫描电镜和X射线衍射分析及模拟电池的电化学性能测试结果表明:电沉积工艺制备的锡电极与传统的涂浆法制备的锡电极相比,其首次循环的放电比容量有很大提高,即由442mAh·g-1提高到747mAh·g-1;烧结处理前后电极表面结构、组成和粒度大小不同,锡晶粒粒度分别为102.4、121.0nm;烧结处理后,虽然首次循环的比容量下降为409mAh·g-4,但库仑效率有很大提高,达到92％,30次循环的容量保持率达到58％.

锂离子电池中纳米Cu-Sn合金负极材料的制备与性能研究

将反相微乳液工艺用于制备纳米储锂合金,成功地制备出了具有非晶结构的Cu-Sn合金纳米颗粒,避免了电极的粉化问题,改善了合金负极的循环性能．但纳米合金表面固体电解质膜(SEI膜)的成膜反应造成了较大的不可逆容量．纳米颗粒之间的接触电阻导致了电极导电性较差．实验证明,纳米Cu-Sn合金的颗粒尺寸与电极中导电剂含量的匹配问题对电极的电化学性能有较大的影响,当导电剂含量为40％时,粒径范围在50-60 nm的Cu-Sn合金具有最佳的电化学性能．

锂离子电池锡基合金体系负极研究

综述了锂离子电池锡基金属间化合物和复合物负极的研究进展。介绍了锡基合金体系作锂离子电池负极的优势,指出了锡金属负极的不足,提出了采用锡基合金及其复合物是克服锡金属负极主体材料尺寸稳定问题的解决办法。概述了各种锡基合金和其复合物的结构、电化学性能、相应的加工方法和某些反应机理,总结了这些材料的优点和缺点,提出了改进这些材料性能的一些建议,如采用分散形态的纳米颗粒结构或用非晶合金并控制形态结构的转变,着重指出多相锡基锂合金复合物是最有前景的负极材料。

锡镍合金负极材料Li嵌入性质的平面波赝势方法研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,对锡镍合金Ni2Sn和LiNi2Sn的电子结构进行计算。结果表明:负极材料Ni2Sn在脱嵌锂后,大量的镍原子将以团聚形式游离出来缓冲体积膨胀,体积膨胀率为8.418%,同时部分镍原子与锡原子形成较强共价键稳定基体骨架,抑制体积效应从而提高循环性能。这与实验规律一致。

锂离子电池Sn-Co合金负极材料的研究进展

锡基合金有望替代碳成为新一代高容量锂离子电池的负极材料。Sn-Co合金是研究最为广泛的锡基合金负极材料之一,但该材料存在首次不可逆容量大、循环稳定性差等问题,限制了其实际应用。Sn-Co合金的电化学性能主要受Sn/Co比例、活性材料结晶形态、颗粒尺寸和电极结构等因素影响,纳米材料可提高电极循环稳定性,但易导致较大的首次不可逆容量,而多孔结构的Sn-Co活性材料或多孔结构的电极集流体,有利于电极综合性能的提高。Sn-Co合金中引入碳可明显改善电极的循环容量和循环稳定性。同时综述了Sn-Co合金负极材料的制备方法及其优缺点,并对锡基合金负极材料的发展方向进行了展望。

碳包覆纳米SnSb合金作为高性能钠离子电池负极材料

采用喷雾热解法合成了碳包覆的SnSb/C合金复合材料,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对产物的物相和形貌进行了表征,其中SnSb/C颗粒为10 nm左右的复合材料(10-SnSb/C)作为钠离子电池负极时,表现出优异的循环和倍率性能。首圈放电达到722.1 mAh·g^−1,首圈库仑效率86.3%,在100、1000、3000 mA·g^−1下比容量分别为607.7、645.4、452.2 mAh·g^−1,在1000 mA·g^−1电流下循环200周后可逆容量达到623 mAh·g^−1,容量保持率为95%。SnSb/C复合材料出色的储钠性能源于其完全被碳包裹的纳米结构,该结构可以有效提高活性物质的利用率,促进电子、离子的传导,并且抑制纳米粒子在长循环过程中的粉化和团聚。

锂离子电池用Sn-Ni合金负极的研究

以机械合金法制备了Sn Ni合金粉,并对合金电极的电化学性能进行了研究。结果发现:当合金的颗粒度小到纳米级,团聚现象很明显,但它对合金电极循环性能没有太大的影响;电极的热处理温度在200℃以下对电极的循环性能提高没有多大作用,而经300℃热处理2h的电极具有良好的循环性能;电极压制的压力对电极的循环性能有不同的影响,经5MPa压制的电极循环性能最好。

电沉积法制备锂离子电池用复合锡基合金负极

采用倒相法在Cu箔上制得与Cu箔结合牢固的PAN与石墨多孔复合膜。以其作阴极、纯Sn作阳极进行脉冲电沉积,Sn通过多孔复合膜的微孔沉积在铜箔上,然后在氩气气氛中热处理,得到具有复合结构的Sn基合金电极(碳膜隔离的Cu-Sn合金),用作Li离子电池的负极．SEM和EDS能谱分析以及模拟电池的电化学性能测试结果表明:与通常的在裸Cu箔上直接电沉积Sn并热处理的Sn电极相比,这种具有复合结构的Sn电极热处理后具有更好的循环性能和更高的循环容量,首次放电容量达到538．3mA．h/g,50次循环后充电(Li离子的脱出)循环容量保持率仍有85．5%．

Li(B)合金负极在热电池中的应用研究

研究了锂的质量百分数为61%的Li(B)合金和15%的LAN负极(Li-Ni)。结果表明,Li(B)合金与LAN负极电极电位相同。Li(B)合金负极具有好的脉冲放电特性,脉冲电压ULi(B)>ULAN。在大电流密度放电条件下,Li(B)合金与LAN负极都具备快速激活能力,性能相近。在各种电流密度下放电,Li(B)合金的利用率都比LAN负极高。Li(B)合金中吸附的金属锂能够全部放电,而且组成Li-B化合物纤维基体的锂有超过30%的锂也可以放电。如果负极结构设计合理,用Li(B)合金和LAN的热电池可在径向2048.2m/s2离心力作用下正常放电。Li(B)合金的各种物理性能和抗氧化性优于LAN,Li(B)合金的相对成本只有LAN(Li-Ni)负极的60%。

以多孔铜为集流体制备Cu_6Sn_5合金负极及其性能

以氢气泡为动力学模板电沉积获得多孔铜,并通过热处理增强其结构稳定性.进一步将多孔铜作为基底通过电沉积制备Cu-Sn合金负极.XRD结果给出其组成为Cu6Sn5合金,扫描电子显微镜(SEM)观察到Cu6Sn5合金电极为三维(3D)多孔结构.充放电结果指出,Cu6Sn5合金电极具有较好的充放电性能,其首次放电(嵌锂)和充电(脱锂)容量分别为735和571mAh·g-1,并且具有较好的容量保持率.运用电化学阻抗谱研究了Cu6Sn5合金电极在商业电解液中的界面特性.

合金元素Ga、X对镁基负极材料电性能的影响

采用熔炼法制备了Ga、X镁合金,对合金样品进行了电性能测试,并采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对X影响机理进行了分析。实验结果表明:合金元素Ga的加入可以提高镁合金析氢过电位,减小镁合金自腐蚀;合金元素X的加入可以减小镁合金的阳极极化,但同时会加快其自腐蚀;Mg-Ga-X三元合金具有阳极极化小,析氢量低,腐蚀产物易脱落,成泥少的特点,可开发为高性能的镁负极材料。

锂离子电池锡基合金及其复合物负极研究进展

综述锡基合金及其复合物负极材料的研究现状,概述了锂离子电池负极材料的开发历程及其发展趋势,介绍了各种锡基合金的结构、电化学性能及其主要制备方法,分析了各类锡基合金的优势及存在的问题,最后指出纳米合金复合物与三维纳米多孔集流体的组合是当前合金负极实际应用的发展方向。

锂离子蓄电池用Cu-Sn合金负极的制备及改性

用机械合金化法经20h、50h和100h球磨制备了3种Cu-Sn合金,由合金制备的电极经300℃、500℃和700℃热处理后具有良好的电化学性能,其中经300℃热处理5h的电极具有最优的循环性能:电极循环50次后放电容量为205mAh·g-1以上,库仑效率为99.5%;电极循环100次后放电容量还有152mAh·g-1左右,库仑效率仍能维持在约99.5%,并且电极自放电率很小。

锡锑合金/石墨复合材料作为锂离子电池负极的研究

通过球磨的方法制备了锡锑合金/石墨复合材料,应用XRD、SEM和电化学方法对锡锑合金/石墨复合材料的微观结构和电化学性能做了研究。复合材料的首次可逆容量达到416mAh/g,锡锑合金/石墨复合材料的循环稳定性相比于锡锑合金有了很明显的改善。对锡锑合金含量与复合材料吸放锂性能的研究表明,含锡锑合金50%的锡锑合金/石墨复合材料循环稳定性最好,到第20个循环时,容量保持率为88%(锡锑合金为81%),是有希望的锂离子电池负极材料。

Ni-MH电池负极材料贮氢合金的表面处理

综述了Ｎｉ－ＭＨ电池负极材料贮氢合金的表面处理方法。包括它们对合金电极（或Ｎｉ－ＭＨ电池）性能的影响。

镍氢电池负极用低成本储氢合金的研究

研究了AB5型储氢合金在低Co含量条件下 ,随B组元替代元素Co ,Al ,Si等含量的变化对合金电化学性能的影响规律 ,同时研究了A组元中不同La Ce比对合金电化学性能的影响情况。结果表明 ,随合金中Co含量的降低 ,合金的活化性能和放电容量得以改善 ,但合金的循环寿命下降也比较明显 ;在试验范围内 ,随Al元素的加入 ,合金的循环寿命得以改善 ,但材料的放电容量和活化性能均有所下降 ;随合金La Ce比的降低 ,合金的放电容量略有下降 ,但其循环寿命和放电电压平台有较大提高。