锂离子电池用SiO/C负极材料的制备及性能研究

选择沥青、柠檬酸和蔗糖为碳源,通过机械球磨、喷雾干燥、高温热解工艺制备了不同的SiO/C复合材料。利用XRD、TG、SEM来研究用不同碳源制备的SiO/C复合材料的微观结构与形貌,结果表明,以沥青为碳源制备的SiO/C复合材料含有最高的碳含量。电化学测试结果表明,以沥青、柠檬酸和蔗糖为碳源制备的SiO/C复合材料首次库仑效率分别为62.7%、54.6%和53.6%,100次循环后比容量分别为661.7、565.1和322.8 mAh/g。由此说明,以沥青为碳源制备的SiO/C复合材料具备最好的电化学性能,原因主要是由于其含有最高的无定形碳含量。

沥青包覆Si/G/C复合材料的制备与性能研究

以沥青为包覆剂,通过喷雾干燥和高温热解工艺制备了一系列Si/G/C复合负极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及恒电流充放电测试(CC)等手段研究了沥青热解温度对Si/G/C复合负极材料结构、形貌以及电化学性能的影响。测试结果表明,前驱体分别在900、1 000、1 050、1 100、1 150、1 200℃分解,1 050℃分解得到的复合负极材料综合电化学性能更加优异,在100 mA/g的充放电电流下,其首次放电比容量为714.9 mAh/g,首次库仑效率为84.0%,循环30周后的容量保持率为84.9%。

锂离子电池Si/C/G复合负极材料的制备及性能研究

以纳米硅粉、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、人造石墨为原料,采用喷雾干燥和高温热解制备了Si/C/石墨复合负极材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及恒电流充放电等测试方法,研究了热解温度对复合材料结构、形貌和电化学性能的影响。复合材料电极电化学测试显示,当热分解温度为600℃得到的复合材料,以电流密度为100 mA/g充放电时,电极材料首次放电比容量为953.5 mAh/g,首次库仑效率为85.3%,50次循环容量保持率为87.2%。聚乙烯吡咯烷酮热解形成碳包覆的结构,以及石墨基体能有效地改善硅基负极材料的电化学性能。

易活化TiFe系储氢合金的研究

采用真空电弧熔炼法制备了不同成分的Ti-Fe-Mn三元合金,并将其与La0.85Ce0.15Ni5合金按不同摩尔比1∶y(y=0.005, 0.01, 0.015, 0.02)构成复相结构合金,并研究了Mn及La0.85Ce0.15Ni5合金对复相合金相组成、活化性能及储氢性能的影响。实验证明Ti-Fe合金主相的晶胞常数随着Mn的增加而逐渐变大,将其与La0.85Ce0.15Ni5进行复合熔炼所制成的复相结构合金主相仍为TiFe相,但合金中出现了疑为La-Ti中间相的第二相,该相随La0.85Ce0.15Ni5添加量的增加而增多。压力-容量-温度(PCT)测试结果表明:在303 K温度下, TiFe0.8Mn0.2合金的储氢量最高,为1.71%(质量分数)。复相结构合金中y>0.1的合金在303 K下均能充分活化,而且La0.85Ce0.15Ni5添加量越多,合金的活化越容易。不过La0.85Ce0.15Ni5合金的添加会降低Ti-Fe-Mn合金的储氢容量,因此如何控制合适的合金添加量并保持良好的活化和吸放氢性能,仍需要进行深入的研究。