钛表面硅复合微弧氧化膜负极的制备及其电化学性能研究

目的提高锂离子电池TiO_(2)负极的电化学性能。方法采用微弧氧化技术在钛箔表面制备TiO_(2)膜,再通过磁控溅射技术在TiO_(2)膜上沉积Si/SiO_(2),制备出一种富含硅元素的微弧氧化复合膜。将该复合膜作为锂离子电池负极,锂片为对电极,组装电池。采用电池测试系统测量电池容量、循环稳定性等性能,通过电化学工作站获得循环伏安曲线、电化学阻抗谱等特性。结果复合膜的组成为TiO_(2)/SiO_(2)/Si,呈现多孔状形貌。TiO_(2)、SiO_(2)和Si都参与了与锂离子的氧化还原反应,在100μA/cm^(2)的电流密度下,经100圈循环后,复合膜负极的比容量保持在530(mA·h)/g左右,且在1000μA/cm^(2)的大电流密度条件下,充放电后,复合膜负极的比容量能够恢复到初始值的95%,表现出较高的比容量、良好的循环稳定性和倍率性能,复合膜负极性能明显优于以纯TiO_(2)为负极的锂离子电池。结论在钛箔表面,微弧氧化技术可高效地制备多孔状、无粘结剂的TiO_(2)负极材料,与磁控溅射技术相结合,可进一步制备出高容量的复合膜负极,具有良好的应用前景。

硫在不同碳载体材料中的电化学性能研究

为了探索碳载体材料结构对于硫的电化学性能的影响,本文通过高温固相法将升华硫与石墨烯、导电炭黑、多孔碳等三种不同结构的碳载体材料复合,制备得到硫含量相近的三种硫碳复合材料.通过电镜扫描、低温氮吸附、X射线衍射等方法,对所制备的硫碳复合材料的结构和硫的分布状态进行了表征和分析.并进一步对三种复合材料进行了电化学性能测试,结果表明,硫负载到多孔碳中的电化学性能最好,其初始放电比容量达到了1623.2 m A·h·g-1,循环100周之后,其放电比容量仍能保持在845 m A·h·g-1.这主要因为相比于石墨烯的层状结构和导电炭黑的链状结构,多孔碳材料中含有大量的微孔和介孔,负载硫后,与硫分子的接触面积大,活性物质的利用率高,从而提高了硫的电化学性能.

锂硫二次电池研究进展

锂硫电池具有理论比容量高、价格低廉、环境友好等性质,是一种高性能的新型储能电池,在电动汽车及电子设备领域具有重要意义.然而,库伦效率低、循环性能差等问题导致锂硫电池还不能达到商业化应用的要求.本文从正极材料设计、电解液体系的优化、固态电解质的采用以及锂负极保护等方面全面总结了锂硫电池的最新研究进展,并对锂硫电池未来的发展方向进行展望.

SnO2/石墨烯负极材料的制备与电化学性能

为了提高锂离子电池锡基负极材料的比容量,以SnCl4·5H2O和石墨烯为原料,通过气相沉积法和高温烧结制备了SnO2/石墨烯复合材料,并研究了不同烧结温度对SnO2/石墨烯复合材料电化学性能的影响.SnO2颗粒沉积并嵌入在石墨烯的层间,石墨烯的层状结构能够缓冲SnO2的体积膨胀,进而有效提高材料的循环稳定性.利用电子扫描显微镜、X线能谱和X线衍射等表征方法和循环伏安等电化学性能测试方法对材料进行表征和分析.结果表明:当烧结温度为400℃时,材料的电化学性能最好,在电流密度为100 mA/g时,充放电循环50周后,其放电比容量仍能保持在716.6 mA·h/g;在电流密度为1 A/g时,放电比容量为431.9 mA·h/g.因此,该材料在商用锂离子电池领域具有潜在的应用前景.

Ni/Mn_3O_4/NiMn_2O_4@RGO空心微球负极的制备及其储钠性能（英文）

采用溶剂热法制备前驱体,后经350°C热处理,首次合成了空心结构的NiMn_2O_4微球以及不同含量氧化石墨烯包覆的Ni/Mn_3O_4/NiMn_2O_4@RGO复合材料.电化学性能测试表明,复合负极材料中,含25wt%还原氧化石墨烯的材料储钠性能最佳,其在50 m A·g^(-1)电流密度下,100次循环后放电比容量保持在187.8 m Ah·g^(-1),且800 m A·g^(-1)电流密度下的可逆容量高达149.9 m Ah·g^(-1),明显优于NiMn_2O_4及其他石墨烯基复合材料.研究指出,复合材料性能的提升得益于空心微球和还原的氧化石墨烯构成的特殊结构,一方面缩短了电子/离子传输距离,缓解了体积效应,另一方面高导电网络有效增强了活性物质利用率.

碳酸丙烯酯含量对中间相炭微球负极材料电化学性能的影响

碳酸丙烯酯(PC)溶剂具有极低的熔点和较高的介电常数,因此作为锂离子电池电解液溶剂,可以有效提高锂离子电池的低温性能。但由于PC易与锂离子在石墨负极表面发生共嵌入而破坏石墨结构,从而导致电池性能急剧变差。以结构稳定的中间相炭微球为负极,利用循环伏安、充放电循环测试和交流阻抗测试方法,研究了不同PC溶剂含量电解液对中间相炭微球电化学性能的影响。结果表明,中间相炭微球结构稳定,当PC含量增加到40%时仍未发生共嵌入现象。同时,随着PC含量的增加,中间相炭微球的循环性能逐步衰减。而PC含量为10%时,中间相炭微球具有最佳的循环性能,其与在不含PC溶剂的电解液中的循环性能相比,没有明显变化,循环100次后的放电比容量为207.1 m A·h/g,容量保持率为57.5%。