Li2 MnO3正极材料中掺杂Co、Ni的电化学性能研究

分别以金属Co和Ni替代Li_2MnO_3中的部分Mn,并采用高温固相合成法制备Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3和Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3正极材料,通过SEM分析和X射线衍射观察材料的微观形貌和晶体结构,循环伏安法、交流阻抗测试和恒流充放电实验,测试材料的电化学性能.结果表明:Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3材料的首次放电比容量为308.9 mAh·g~(-1),库伦效率为92.1%,循环40圈时容量保持率为93.7%,Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料的首次放电比容量为282.6 mAh·g~(-1),库伦效率为98.2%;循环50圈时放电比容量为332.6 mAh·g~(-1),充放电性能较好;Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料锂离子扩散电阻小,氧化还原峰极化小,展现出良好的循环稳定性.由此得出结论,Co掺杂所得Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料相比于Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3材料,不仅具有更完好的晶型结构,还有更高的放电比容量、更长的循环寿命以及良好的循环稳定性.     

钠离子电池用石墨烯/硬碳复合材料的制备

针对硬碳材料在钠离子电池中循环、倍率性能不佳的问题,提出石墨烯包覆改性的策略。实验结果表明石墨烯的存在引入了更加丰富的孔道结构,有效地改善硬碳材料的导电性,提升电子传导效率。电化学表征结果显示石墨烯/硬碳复合材料(HCG)表现出优异的倍率以及循环稳定性：在2 A g^-1的电流密度下分别循环2000次其容量保持率分别为83.8%和24.2%。     

氢氟醚电解液在锂金属电池中的应用研究

无负极锂金属电池存在容量损失快和循环寿命短的缺点。本文设计制备一种氢氟醚电解液,探究其在无负极锂金属电池中的应用。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行分析,结果表明该氢氟醚电解液对高面容量银碳基无负极锂金属电池的循环性能有着优良的改善作用。氢氟醚电解液减少了锂枝晶的产生,提高了沉积锂的致密性,在大于3 mAh/cm2的高面容量下,银碳基无负极锂金属电池在0.5C的倍率下50次循环后仍保持96.2%的平均库伦效率,展现了优良的循环性能和良好的倍率性能,1C倍率下容量保持率≥85%。     

LiCoO_2脱锂材料作锂原电池正极材料研究

本文采用电化学方法制备了LiCoO_2的脱锂材料,并利用SEM、XRD、TG对产物进行形貌、物相、热稳定性能的表征。将其作为正极材料,组装成Li-Li_(1-x)CoO_2原电池,开路电压达4.18V。在0.1C倍率下放电,截止电压为2.75V时,放电比容量达114.3mA.h/g。证实了LiCoO_2的脱锂材料从电池中分离以后,性能稳定并且具有电化学活性。     

铁钼氧化物电极材料的制备及在锂离子电池中的应用

以六水合氯化铁、磷钼酸、氧化石墨烯和富马酸为原料,采用水热法合成Fe_2(MoO_4)_3纳米材料,并将其用作锂离子电池负极材料.探讨不同煅烧温度对样品形貌和锂电性能的影响,利用SEM、XRD和EDS等分析技术对样品的形貌和结构进行表征,并对其进行电化学性能测试.结果表明:Fe_2(MoO_4)_3纳米材料是颗粒状的结构,在煅烧温度为550 ~oC时,制备的样品具有良好的电化学性能,当电流密度为100 mA·g~(-1),首次放电比容量为1 343.5 mAh·g~(-1),循环充放电50次时,放电比容量仍达915 mAh·g~(-1),表现出良好的循环性能和倍率性能.Fe_2(MoO_4)_3负极的首次不可逆容量损失,主要与电解液的分解和SEI膜的形成有关.     

富羧基复合粘结剂对高载量硫化聚丙烯腈电极性能的影响

硫化聚丙烯腈材料作为锂硫电池体系中循环寿命较长的材料备受关注,为面向工业化应用,在高载量硫化聚丙烯腈电极设计上有很大的研究需求.设计了一种富羧基复合粘结剂,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)进行分析,结果表明该粘结剂对高载量硫化聚丙烯腈电极的制备有优良的改善作用,减少了极片微裂纹的产生,保证电极完整性.大于7 mg/cm2的S@PAN电极在0.1C的倍率下80次循环后仍保持89.8％的充放电比容量,进而保证了优良的循环性能.同时具有良好的倍率性能,2C倍率放电保持65.2％的优异倍率性能.     

Ti/PbO_2+Co_3O_4复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

采用溶胶凝胶法制备纳米Co_3O_4粒子,通过复合共沉积法将Co_3O_4嵌入沉积在Ti基体的PbO_2镀层中,制备得到PbO_2+Co_3O_4复合电极材料.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)等对纳米粒子和复合电极材料的组成、结构和形貌进行表征.结果表明:该复合电极材料由β-PbO_2和尖晶石结构的Co_3O_4组成,随着纳米Co_3O_4含量的增加,复合材料的表面粗糙度和孔隙率逐渐增大.通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在1 mol/L NaOH溶液中的赝电容性能进行了研究.结果表明:该复合电极材料的比电容值可达215 F/g,表现出了良好的赝电容性能.     

Ag3PO4/Bi2O3异质结光催化剂的制备及其光催化性能研究

通过水热共沉淀法制备了Ag_3PO_4/Bi_2O_3异质结光催化剂,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等测试方法对制备的催化剂进行表征,并以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究了Ag_3PO_4/Bi_2O_3的可见光催化活性和稳定性.结果表明,Ag_3PO_4粒子均匀地沉积在Bi_2O_3表面,两者结合形成了异质结.Ag_3PO_4/Bi_2O_3异质结对RhB具有良好的可见光催化活性,60 min内可催化降解85%的RhB,在循环使用4次之后对RhB的降解率仍然高达80%左右.Ag_3PO_4/Bi_2O_3在可见光下催化降解RhB过程中的电荷转移和光催化增强机理是:Ag_3PO_4导带的光生电子转移到Bi_2O_3导带,光生空穴从Bi_2O_3价带转移到Ag_3PO_4价带上,有效地促进了光生电子-空穴对的分离,聚集在Ag_3PO_4价带上的空穴直接氧化RhB.     

TiO_2/Au/WO_3三明治复合薄膜光电化学性能

采用电子束热蒸发镀膜技术,制备TiO_2/Au/WO_3三明治复合薄膜.借助X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、吸收光谱仪(UV-Vis)和电化学工作站对薄膜相结构、表面形貌以及光电化学性能进行了研究.研究结果表明:相比较于纯TiO_2薄膜以及TiO_2/WO_3复合薄膜,TiO_2/Au/WO_3复合薄膜的光电流密度有所增加.当Au的厚度是2nm时,复合薄膜在全光谱下和紫外光的照射下光电流最大,金属的作用是电子陷阱,并抑制了载流子的复合.当Au薄膜的厚度增加到4nm时,在可见光的作用下TiO_2/4nm-Au/WO_3光电流达到了3.5μA/cm2,这主要是由于Au颗粒的表面等离激元共振效应(LSPR).     

Pt/SDB疏水催化剂的制备及其用于水相消氢

将疏水催化剂应用于水相消氢可以提高电解水制氧装置的氧气纯度.本文以聚苯乙烯 - 二乙烯基苯(SDB)树脂为载体制备了高度分散的Pt/SDB疏水催化剂,并将其应用于水相消氢实验中.结果表明,6%的Pt/SDB催化剂消氢活性最高.在H2/O2空速(GHSV)10 000 h-1,水流量30 L/h,温度60 ℃时,氢气消除率达到了80%.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、热重分析仪对制备的催化剂进行了表征.分析发现,制备的催化剂具有良好的疏水性,Pt已被还原为0价态并以高度分散态存在,平均粒径小于5 nm.