球磨时间对球磨-喷雾干燥法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的影响

采用球磨-喷雾干燥-固相反应法合成了锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒流充放电研究了原料球磨时间对合成材料结构、形貌和电化学性能影响。实验结果表明,合成材料的结晶度、颗粒球形度、放电比容量均随球磨时间增加呈先增大后减小。球磨时间为6 h时合成材料的1 C放电比容量为171 mAh/g,循环50次容量保持率为91%,具有较好的电化学性能。

钠锰比对Na_xMnO_2的性能和钠离子脱嵌过程的影响

采用高温固相法合成了Na_xMnO_2,并用X-射线衍射、X-射线光电子能谱、场发射扫描电镜、循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电技术研究了钠锰比对材料的形态结构、电化学性能和钠离子脱嵌过程的影响.结果表明,Na_xMnO_2主要由Na_(0.7)MnO_2和Na_(0.91)MnO_2组成,且Na_(0.91)MnO_2的量随着钠锰比的增加而增加.随着钠锰比的增加,SEI膜扩散、界面电化学反应和固相扩散的活化能先减少后增大,而材料的放电比容量则先增大后减少.当钠锰比为0.80时,合成的材料1C倍率下首次放电比容量为152.8 m Ah·g-1,50次循环容量保持率为80.6%,5C大倍率下放电比容量为88.3 m Ah·g-1,表现出了良好的循环性能和倍率性,相应的SEI膜扩散、界面电化学反应和固相扩散过程的活化能分别为68.23、40.07和57.62 k J·mol-1.

微通道反应器共沉淀法制备钴掺杂一氧化锰及其储锂性能

以乙酸锰、乙酸钴、草酸为原料,采用微通道反应器共沉淀法合成了花朵状的钴掺杂氧化锰(Mn1-xCoxO)锂离子电池负极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对电极材料的结构、形貌和元素状态进行了表征。采用恒流充放电测试和电化学工作站研究了钴不同掺杂量对一氧化锰负极材料电化学性能的影响。研究发现,随着钴掺杂量逐渐增加,Mn1-xCoxO由棒状演变为花朵状结构,比容量随着钴掺杂量增加先增加后下降。合成的Mn0.95Co0.05O在5C倍率下循环200次后放电比容量为496.7 mA·h/g,与未掺杂的一氧化锰相比其比容量提高约40.0%,显示出较好的电化学性能。

烧结时间对溶剂热法合成Na2Ti3O7性能的影响

采用氯化胆碱/乙二醇体系溶剂热法成功合成了微/纳米片状Na2Ti3O7负极材料,分析了烧结时间对材料的结构、形貌及电化学性能的影响。随着烧结时间的延长,材料的片状大小逐渐变小,并发生团聚现象。当烧结时间为7 h时,材料的形貌均匀,堆积紧实,且具有较好的电化学性能,以1 C在0.01~2.50 V循环100次后,放电比容量仍保持在122. 1 mAh/g。

反应温度对低共熔溶剂合成NaTi_(2)(PO_(4))_(3)/C的性能影响

在氯化胆碱/三乙醇胺低共熔溶剂中制备钠离子电池负极材料NaTi_(2)(PO_(4))_(3)/C,并用X射线衍射、扫描电镜、循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电技术研究反应温度对所得NaTi_(2)(PO_(4))_(3)/C的结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明:不同反应温度制备的材料均是单相介孔NaTi_(2)(PO_(4))_(3)/C,合成材料的放电比容量随着反应温度的增大先增大后减小。其中140℃合成的NaTi_(2)(PO_(4))_(3)/C在10 C倍率下循环500圈后放电比容量为116 mAh/g,具有较好的倍率性能和循环稳定性。

微反应器不同陈化时间制备MnO/C的性能

以MnSO_4·H_2O和(NH_4)_2C_2O_4·H_2O为原料,葡萄糖为碳源,通过T形微反应器用直接沉淀法合成多孔碳(C)包覆一氧化锰(MnO)复合材料,并研究陈化时间对材料结构、形貌及电化学性能的影响。随着陈化时间的延长,前驱体及MnO/C由棒状演变为团聚块状体,前驱体及MnO/C材料的结晶度增加,MnO/C的比表面积减小,电化学性能变差。陈化时间为0时,合成的MnO/C以2 C在0.01~3.00 V循环100次,放电比容量为844 m Ah/g,5 C放电比容量为699 m Ah/g。

基于X（X=Sc,Ce,Pr,Sm）单质原位球磨合成的NaAlH4储氢性能

为改善铝氢化钠(NaAlH4)的储氢性能,以过渡元素和稀土元素X单质(X=Sc,Ce,Pr,Sm)、NaH和Al为反应物,基于预球磨和加氢球磨两步制备方法,原位合成被掺杂的NaAlH4。XRD分析结果显示NaAlH4合成效果很好,放氢也很彻底。吸放氢性能测试显示,添加Sc情况下首次放氢量最高(达5.2 wt%,达到理论容量的99%),并且有最好的吸氢动力学。添加稀土单质时的容量保持率都明显高于添加Sc的情况,其中添加Sm情况最好;添加Ce情况下起始放氢温度(90℃)最低,吸氢动力学是3种稀土元素中最好的,但其最大放氢量最低。这4种单质没有一种能在所有性能都位居最优。基于本文所采用低剂量单质掺杂剂原位合成的NaAlH4表现出良好的储氢性能,主要是因为球磨过程中单质添加剂能与基体产生反应,原位产物能与基体形成紧密耦合,甚至从体内激活基体,从而获得良好的催化效果。

超声辅助共沉淀法制备富锂锰基正极材料

采用超声辅助共沉淀法制备了富锂锰基正极电极材料,研究了不同的超声时间对材料形貌、结构和电化学性能的影响。研究发现,超声辅助能够使材料颗粒更加均匀,结构更合理,有利于材料电化学性能的提升。当合成前躯体材料超声时间为8 h时,复合材料的放电比容量最好,在0.1 C的初始放电比容量为327.8 mAh·g^-1,高于未超声的复合材料的265.2 mAh·g^-1,1 C下循环50次后放电容量为181.6 mAh·g^-1,保持率为84.8%。通过循环伏安法测试和电化学交流阻抗测试,发现超声后的复合材料还原氧化峰电流更大,电荷转移阻抗更小,具有较好的倍率性能。

还原氧化石墨烯负载次氯酸镧纳米复合物催化增强Mg-Al合金储氢性能

在氩气保护下采用热处理并结合机械合金化制备Mg-Al合金,同时以氧化石墨烯(GO)、LaCl3以及NaOH作为原材料,通过化学还原法制备还原氧化石墨烯负载次氯酸镧(LaClO@rGO)纳米复合物,并通过扫描电镜(SEM)、压力-成分-温度(PCT)、差示扫描量热仪(DSC)等手段表征LaClO@rGO纳米复合物的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响。研究表明Mg-Al合金主要由Mg17Al12和Mg组成,Mg-Al合金的初始吸/放氢温度分别为150.3和277.4℃,添加LaClO@rGO复合材料后,合金的初始吸/放氢温度下降到97.0和206.8℃,比纯Mg-Al合金初始吸放氢温度分别下降了53.3和70.6℃,且Mg-Al-LaClO@rGO复合材料在250℃即可实现可逆吸放氢。此外,在LaClO@rGO纳米材料的催化作用下,在温度为150℃时,Mg-Al-LaClO@rGO吸氢速率相当于Mg-Al合金吸氢速率的6.37倍;在温度为275℃时,Mg-Al-LaClO@rGO复合材料的脱氢速率相当于Mg-Al合金脱氢速率的3.0倍。显然,LaClO@rGO纳米复合材料的添加,不仅能提高Mg-Al合金的可逆储氢性能,还能提高Mg-Al合金的吸放氢动力学性能。