石墨烯在锂系二次电池中的应用：进展与展望
摘要：能源危机和环境污染不断加剧，开发绿色、高效的电化学储能器件迫在眉睫。由于锂具有很高的能量密度，锂系二次电池包括锂离子电池、锂硫电池和锂空电池等得到广泛研究和快速发展；而碳基材料是锂系二次电池重要的电极材料和关键组分。石墨烯是“至柔至薄”的碳基材料，良好的力学、热学、电学性能以及高比表面积和柔性片状的结构特征使其在锂系二次电池中展示出很大的应用潜力；作为其它sp^2杂化碳基材料的基本结构单元，石墨烯的出现也为构建高性能的新型碳电板材料提供了契机。评述了不同结构形貌的石墨烯基材料在锂系二次电池中的研究进展，并对目前存在的问题和下一步的工作方向进行了分析与展望。钒酸盐材料用于水系锂离子电池负极的研究
摘要：负极材料是目前制约水系锂离子电池的关键因素。钒酸盐材料因为较高的比容量和合适的脱嵌锂电位被广泛用于水系锂离子电池的负极。结合研究结果，对钒酸盐材料在水系锂离子电池领域的研究现状进行了综述，重点对相关材料的晶体结构、电化学性能和容量衰减机制进行了分析，提出了进一步改善水系锂离子电池电化学性能的措施。硬脂酸凝胶法制备纯相LaNi0.6Fe0.4O3粉体的研究
摘要：以硬脂酸、氧化镧、硝酸镍和硝酸铁为原料，采用硬脂酸凝胶法合成了纯相LaNi0.6Fe0.4O3粉体。为避免制备过程中产生杂相，实验采用了直接煅烧法，即先将炉内温度升至煅烧温度保持恒温，然后将凝胶置于炉内焙烧。在650℃下成功合成了LaNi0.6Fe0.4O3粉体。用差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TG）对其热处理过程进行分析，并用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜（SEM）对其结构和形貌进行表征。结果表明，合成的LaNi0.6Fe0.4O3粉体纯度高、分散性好，粒径〈1μm，且工艺过程简单，具有较好应用前景。沥青炭包覆微晶石墨用作锂离子电池负极材料的研究
摘要：针对微晶石墨振实密度低和首次库仑效率低的缺点，采用真空浸渍一炭化工艺对微晶石墨进行沥青炭包覆改性，利用XRD、拉曼光谱和SEM等分析了炭包覆前后微晶石墨的结构和表面形貌，利用比表面测试仪测试了样品的BET比表面积，利用振实密度仪测定振实密度，并通过恒电流充放电和循环伏安等测试了样品的电化学性能。结果表明，炭包覆后微晶石墨的石墨化度略有降低，拉曼R值由0．63增大至0．85；颗粒表面更光滑平整，BET比表面积降低0．9m^3／g，振实密度从0．95g／cm^3提高至1．08g／cm^3；不可逆容量损失从121mAh／g减小到44mAh／g，可逆容量从300mAh／g提高到320mAh／g，首次库仑效率从71．2％提高到87．4％，而且循环性能得到明显改善。非晶Mg65-xNi21Pr14Agx合金电极的制备及其放电性能
摘要：用铜模喷铸法制备了非晶Mg65-xNi21Pr14Agx合金，采用球磨方法细化了合金颗粒。系统研究了不同Ag含量对非晶合金电极充放电行为、放电容量、循环稳定性、高倍率放电等性能的影响规律。结果表明，Ag元素的添加改善了合金电极充／放电性能，随着Ag含量的增加，非晶合金电极的最大放电容量和循环稳定性均呈现先增大后减小的规律，其高倍率放电性能也有所提高，适量Ag的添加可明显改善非晶Mg—Ni—Pr系合金的放电性能。基于聚吡咯／氧化石墨烯电极的MEMS微电容的性能研究
摘要：MEMS微电容具有高比容量、高储能密度和抗高过载等特点，在微电源系统、引信系统以及物联网等技术领域具有广泛的应用前景。设计制作了一种三维结构的聚吡咯／氧化石墨烯电极的MEMS微电容。该微电容由三维结构集流体、功能薄膜、凝胶电解质和BCB封装构成，其三维结构集流体是基于RIE刻蚀等微加工工艺加工实现的，而功能薄膜是通过电化学沉积工艺在集流体表面沉积聚吡咯／氧化石墨烯制备而成的，具有阻抗低、容量高、循环性能好的优点。电极的结构表征表明，聚吡咯中充分掺杂了氧化石墨烯，功能材料微观结构规整。器件电化学测试结果表明，放电电流为3mA时，MEMS微电容具有30μF的电容值，比容量达到7mF／cm^2，在4000次充放电循环后，器件比容量仍保持在90％，电容量无明显衰减，具有稳定的电容性能和良好的循环性能。管状MnO2氧化制备聚苯胺纳米管及其超级电容性能
摘要：以管状二氧化锰（MnO2）为氧化剂和模板剂在酸水体系中化学氧化制备了聚苯胺（PANI）纳米管。采用能谱仪、扫描电镜、透射电镜、红外光谱、循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等测试手段对其结构和电化学性能进行测试；研究不同苯胺单体（ANI）的用量对PANI结构和电化学性能的影响。结果表明，制备的聚苯胺为内径约90nm，外径约350nm，长约2μm的纳米管；在m（Mn02）：m（ANI）=9：25时，合成的PANI管状结构比较丰富，在1mol／LH。SO。电解液中比电容达到473F／g。添加Si对La-Mg—Ni系A2B7型电极合金循环稳定性的影响
摘要：为了改善La-Mg-Ni系A2B7型电极合金的电化学循环稳定性，在合金中添加少量Six采用真空感应熔炼制备了La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Six（x=0～0．2）电极合金，并将部分合金在真空条件下，温度为900、950、1000和1050℃下进行了退火处理。用XRD、SEM分析了铸态及退火态舍金的微观结构，测试了铸态及快淬态合金的电化学循环稳定性。结果表明，铸态及快淬态合金均具有多相结构，包括两个主相（La，Mg）2Ni7和LaNi5及一个残余相LaNi3。添加Si使LaNi5相增加而（La，Mg）2Ni7相减少。合金的电化学循环稳定性随Si含量的增加而增加，当Si含量x从0增加到0．2时，铸态合金100次充放循环后的容量保持率（S100）从64．2％增加到73．1％，而950℃退火态合金的S100值从80．3％增加到93．7％。NiO／La2Mo2O9介电和表面势研究
摘要：固体氧化物燃料电池（SOFC）阳极材料得失电子能力和氧扩散性能影响其催化性能。对Ni0体积含量分别为20％和40％的NiO／La2Mo2O9复合材料（N／L28和N／L46）的介电行为以及得失电子能力进行了研究。N／L28和N／L46样品的介电温度谱中按照损耗峰出现的温度从低到高的顺序依次发现与NiO相和La2Mo2O9相氧短程扩散有关的损耗峰，833K处观察到的介电损耗的突变与αLa2Mo2O9-13La2M0209相变有关。N／L46样品在500～813K范围内的一个宽化的损耗峰可用一个具有弛豫性质的峰和两个非弛豫性质的峰进行拟合。表面势测量结果表明，样品失去电子所需能量由大到小的顺序为La2Mo2O9，N／L28，N／L46，NiO。水热法制备花状纳米片簇Li4Ti5O12及其储锂性能
摘要：以氢氧化锂和钛酸四丁酯为原料，采用水热法制备出花状纳米片簇Li4Ti5O12粉体，研究了不同原料配比对产物晶体结构的影响。采用XRD、SEM对Li4Ti5O12的晶体结构和形貌进行了分析，结果表明所得产物是由Li4Ti5O12纳米片层组成的花状微球，所得晶体为尖晶石型结构。恒电流充放电实验表明，Li4Ti5O12在充放电倍率为0．1、1和2C下首次放电比容量分别为160、141和128mAh／g。一种新型氧化还原活性凝胶电解质在超级电容器中的应用
摘要：以2-巯基吡啶（PySH）为氧化还原活性介质，以聚乙烯醇（PVA）为聚合物基体，采用溶液共混法制备了PVA—H2SO4-PySH凝胶电解质，研究了Py—SH添加量对凝胶电解质离子电导率的影响，并组装了活性炭电极超级电容器，利用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗谱和自放电等测试对超级电容器电化学性能进行了表征。结果表明，PySH的引入提高了凝胶电解质的离子电导率，同时也改善了超级电容器的电化学性能，在相同电流密度下，超级电容器电极比电容由137F／g提高为394F／g，能量密度由3．6Wh／kg提高到12．4Wh／kg，经过3000次充放电循环后比电容保持率为89％。锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1．5O4的固相法制备及性能研究
摘要：以Ni（CH3COO）2·4H2O和Mn（CH3COO）2·4H2O为原料，分别在400、500℃分解3、7h得到镍锰复合氧化物前驱体，再与锂源Li2CO3混匀，在800℃煅烧12h，600℃退火24h得到LiNi0.5Mn1．5O4正极材料。XRD、SEM、EIS和恒流充放电测试结果表明，在400℃、7h制备的前驱体与Li2CO3合成的LiNi0.5Mn1．5O4性能最佳。室温下以0．1C倍率充放电，首次放电比容量达到141．5mAh／g，循环30次后容量保持率为98．55％；以1C倍率充放电，首次放电比容量为120．34mAh／g，循环30次后放电比容量为112．09mAh／g。超级电容器用掺杂聚苯胺纳米材料的乳液聚合法及电容性能研究
摘要：以二氧化锰（MnO2）为氧化剂，通过乳液聚合法室温条件下制备了十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十二烷基磺酸钠（SDS）、曲拉通（T—X100）掺杂的聚苯胺（PANI—SDBS、PANI—SDS、PANI—T—X100）。并采用扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FT—IR）以及X射线衍射（XRD）对其结构和形貌进行了表征。以掺杂PANI为活性物质制备电极，1．0mol／LH2SO2水溶液为电解液组装超级电容器，用循环伏安法（CV）、电化学阻抗（EIS）和恒电流充放电技术分别测试了掺杂PANI电化学性能。结果表明，以PANI—SDBS、PANI—T—X100为电极材料的超级电容器在5mA／cm。放电电流下的比电容为393、339F／g，均高于未掺杂PANI的比电容（228F／g），1000次循环后的比电容仍高于未掺杂PANI。其中PANI—SDBS纤维纳米材料具有较高的比容量和良好的循环性能。不同染料吸附状态下染料敏化太阳能电池电化学阻抗谱研究
摘要：研究了TiO2表面染料的吸附状态不同时，染料敏化太阳能电池（DSC）的光电转换性能，并采用电化学交流阻抗技术（EIS）考察了不同染料吸附状态下DSC中的电子界面复合效应。结果表明，在非饱和吸附染料状态下，通过调整TiO2薄膜表面染料分子吸附量，可以降低界面电荷复合效应，使电子在TiO2薄膜的传输过程中寿命增加，从而提高DSC的填充因子。超级电容器用石墨烯极片的制备和性能
摘要：以石墨粉为原料，通过简便的氧化还原法制备了石墨烯。将石墨烯极片在有机电解液体系中组装成超级电容器。利用XRD、SEM对制备的石墨烯电极进行物相和形貌分析。采用恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗对所制备超级电容器的电容性能进行了研究。结果表明，石墨烯电极超级电容器比天然石墨制备的超级电容器的比电容有了明显的提高；在电流密度为200mA／g，电压区间为1.25～2．5V下循环888次后比电容保持在45．5F／g，容量保持率在85．5％，表明石墨烯材料制备的电容器具有较好的充放电循环性能。新型超级电容器电极材料NaxCo2O4的制备及电性能研究
摘要：采用溶胶一凝胶法制备得到NaxCo2O4（x=1．0、1．2、1．4、1．6、1．8和2．0）样品，并首次将其应用于超级电容器电极材料；经XRD、SEM和电性能研究得出，制备出的NaxCo2O4晶体均为层状结构，x=1．6时样品电容性能最好，在6mol／LNaOH电解液中，0．25～0．7V电压范围内，以50mA／g的电流密度进行恒流充放电，比电容高达413F／g。葡萄糖酸亚铁原位碳化LiFePO4／c的制备及电化学性能研究
摘要：以葡萄糖酸亚铁为碳源和部分铁源，采用固相法制备了LiFePO4／C复合正极材料。利用XRD和SEM对所得样品进行了结构与形貌表征。以LiFe—PO4／C作锂二次电池正极组装电池，用电化学工作站和充放电测试系统对样品进行电化学性能测试。当碳包覆量为4．75％，650℃烧结10h时所制备的LiFe—PO4／C复合材料在0．1、0．2和1C倍率下最高放电比容量分别为161．6、147．2和123．3mAh／g。1C倍率下经50次循环材料的放电比容量无衰减。实验结果表明，由于葡萄糖酸根和铁离子之间较强的化学键，阻止了葡萄糖酸根热解过程中在材料内部的不均匀扩散，其热解后在材料颗粒表面形成均匀导电碳层，并在颗粒之间形成丝状无定形碳，有效抑制了晶粒的生长，提高了活性物质利用率，形成了完整的导电网络，增强了材料的综合电化学性能。La和F复合掺杂对LiMn2O4高倍率性能的影响
摘要：采用分段高温氧化固相法合成了掺杂La^3＋、F^-的锂离子电池正极材料LiLaxMn2-xFO4-x（X=0、0．01、0．02和0．05）。结果发现，在小于等于1C时，掺杂与否对其放电容量影响不大；在2～10C时，掺杂可明显改善倍率性能；在15C时，掺杂量也显示出重要影响，未掺杂的LiMn2O4的高倍率放电能力仅为4％，而掺杂x=0．02的达到56％。XRD物相、CV循环伏安和EIS电化学阻抗分析支撑了倍率性能的实验结果，当不出现第二相时，随掺杂量增加，电荷转移电阻、阳极和阴极反应极化逐渐减小，反应可逆性逐渐增大，但当x=0．05出现第二相时，电荷转移电阻、阳极和阴极反应极化又开始增大。
