检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

锂离子电池碳包覆锡负极性能研究

电化学 2013年第2期19卷 169-173页

作者：刘贵昌申晓晓王立达大连理工大学化工学院辽宁大连116024

应用水热法分解葡萄糖制作锂离子电池碳包覆锡负极.充放电测试表明,添加5%(by mass)乙炔黑导电剂的该电极初始放电比容量达967 mAh.g-1,经50周循环其放电比容量仍保持362 mAh.g-1,远高于锡电极的比容量(50周循环,166 mAh.g-1).碳包覆可... 详细信息

应用水热法分解葡萄糖制作锂离子电池碳包覆锡负极.充放电测试表明,添加5%(by mass)乙炔黑导电剂的该电极初始放电比容量达967 mAh.g-1,经50周循环其放电比容量仍保持362 mAh.g-1,远高于锡电极的比容量(50周循环,166 mAh.g-1).碳包覆可防止锡粉团聚,降低锡的不可逆容量损失.而添加乙炔黑可降低碳包覆电极与电解液间的交流阻抗,改善电极内部锂离子及电子的传导通道,从而也提高了该电极的初始放电比容量.

关键词：锂离子电池碳包覆锡负极循环性能

粘结剂和真空干燥温度对纳米锡负极性能的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电池 2012年第4期42卷 216-218页

作者：申晓晓刘贵昌王立达大连理工大学化工学院辽宁大连116024

分别以聚偏氟乙烯（PVDF）或羧甲基纤维素（CMC）作为纳米锡负极的粘结剂，通过循环伏安、恒流充放电、SEM及XRD测试考察电极的性能。当真空干燥温度为150-200℃时，电极的电化学性能随着温度的升高而提升；真空干燥温度进一步升高到22... 详细信息

分别以聚偏氟乙烯（PVDF）或羧甲基纤维素（CMC）作为纳米锡负极的粘结剂，通过循环伏安、恒流充放电、SEM及XRD测试考察电极的性能。当真空干燥温度为150-200℃时，电极的电化学性能随着温度的升高而提升；真空干燥温度进一步升高到220℃，因材料颗粒的团聚及组织结构的变化，电极性能下降。在最佳真空干燥温度200℃下，制备的电极以100mA／g的电流在0．1—2．0V循环，以CMC、PVDF作为粘结剂电极的放电比容量在首次循环时分别为883mAh／g、541mAh／g，第10次循环时分别为663mAh／g、195mAh／g。

关键词：锂离子电池锡负极真空干燥温度粘结剂

自支撑三维石墨烯/锡负极的制备及其电化学性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自支撑三维石墨烯/锡负极的制备及其电化学性能研究

作者：卢仁坤哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

金属锡具有高的理论比容量(LiSn为991 m Ah g)和电子电导率(9.17×10 S m),以及适中的工作电压,可以在充放电过程中提高锂离子电池的安全性,从而成为一种极有前景的锂离子电池负极材料。然而,在充放电过程中,锡与锂的合金化过程会发生... 详细信息

金属锡具有高的理论比容量(LiSn为991 m Ah g)和电子电导率(9.17×10 S m),以及适中的工作电压,可以在充放电过程中提高锂离子电池的安全性,从而成为一种极有前景的锂离子电池负极材料。然而,在充放电过程中,锡与锂的合金化过程会发生剧烈的体积膨胀,导致活性物质出现粉碎、脱落,SEI膜不稳定,从而导致其电化学性能下降,限制金属锡作为锂离子电池负极材料的商业应用。本文设计并制备了一种具有三维多孔网络结构的自支撑三维石墨烯/锡负极材料。在这种三维结构的材料中,具有优异柔韧性的三维石墨烯(3D-r GO)可以缓冲被封装在多孔结构内的锡纳米颗粒在充放电过程的体积效应,并有效地抑制其从电极表面脱落,维持Sn纳米粒子结构的稳定。本文采用XRD、SEM等物理表征手段以及恒电流充放电法、循环伏安法等电化学测试方法,研究制备工艺时间、温度以及锡含量对三维石墨烯/锡负极结构和电化学性能的影响。研究表明,这种自支撑三维石墨烯/锡负极表现出较好的循环稳定性能(在200m A g电流密度下首次循环放电比容量为1089.4 m Ah g,第100次循环时仍保持589.0 m Ah g),同时具有较好的倍率性能。优异的电化学性能归功于三维石墨烯的三维多孔结构能有效缓冲锡纳米颗粒在充放电过程中的体积膨胀,提高材料的结构稳定性。为进一步提升三维石墨烯/锡负极材料的电化学性能,本文还采用碳纳米管掺入三维石墨烯结构,利用一维碳纳米管和二维石墨烯交织叠层自组装,制备出负载锡纳米颗粒的三维石墨烯-碳纳米管,研究了碳纳米管对三维石墨烯/锡电极材料的影响。研究结果表明,将碳纳米管用强氧化性酸处理过后掺入三维石墨烯中,对电极材料的电化学性能有所提高,在200 m A g电流密度下100个循环后放电比容量依然有625.9 m Ah g,说明酸化碳纳米管能进一步改良三维石墨烯的多孔结构,有利于提高三维石墨烯/锡负极材料的电化学稳定性。

关键词：锡负极三维石墨烯三维多孔网络结构锂离子电池

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

锂离子电池锡基和硅基负极材料的研究

锂离子电池锡基和硅基负极材料的研究

作者：王炤东天津大学

学位级别：硕士

随着人们对电池续航能力需求的提高,突破现有的锂离子电池能量密度成为了研究者们的研究重点。在负极材料方面,硅和锡的理论比容量高,合金化电位低,可以为全电池提供较高的工作电压。但循环过程中,硅和锡的体积变化较大。随着充放电的循... 详细信息

随着人们对电池续航能力需求的提高,突破现有的锂离子电池能量密度成为了研究者们的研究重点。在负极材料方面,硅和锡的理论比容量高,合金化电位低,可以为全电池提供较高的工作电压。但循环过程中,硅和锡的体积变化较大。随着充放电的循环,材料体积会反复的膨胀收缩,从而引发活性物质的粉化和脱落,造成容量的迅速衰减。随着消费者对电池轻薄化要求的提升,锂离子电池薄膜负极成为了研究的热点。薄膜负极材料是指直接将活性物质沉积在集流体上而制成的电极,相比于传统的涂布式电极,薄膜电极中不存在粘结剂和导电剂,活性物质的含量高,研究薄膜负极材料对全固态电池,微型电池,可穿戴设备的发展具有重要的意义。本文采用连续化学镀锡法以铜箔为基体制备了Sn薄膜负极。通过改变反应时间和镀液浓度,对电极进行了研究。反应时间和镀液中SnCl的浓度并未改变镀液的组成,但影响了镀层的重量,形貌和循环性能。由于镀层致密,无法抑制巨大的体积效应,因此循环性能的衰减比较严重。在此基础上,本文采用置换法制备了CuSn/Sn薄膜电极,通过改变反应时间和SnCl浓度研究了电极形貌,组成,含量和电化学性能的变化情况。相比于连续镀锡制成的薄膜,该方法所制电极的性能有了很大提升。当反应时间为30 min,SnCl浓度为6.5 g L时的循环性能最好,循环70次后的容量为0.84 mA·h·cm。这是因为该电极可以有效地为体积效应预留出足够的空间,而且相对紧密的堆积方式可以防止颗粒从集流体上脱落。另外,为了得到更高锡沉积量的3D电极,本文以比表面积高的泡沫铜为基体,采用置换法制备了Cu-Sn电极,该电极循环100次后的容量为0.71 mA·h·cm。本文采用化学镀法以不同规格的硅粉作为基体进行了表面镀镍和镀锡处理,并进行了一系列物理和电化学表征。随着化学镀时间的延长,材料的循环性能在逐渐提升。其中纳米硅粉镀镍15 min时材料循环100次后的容量为391.1mA·h·g。另外本章也对硅表面镀锡材料进行了初步研究,结果发现,在硅镀锡反应中,化学镀法常用的Pd活化步骤不是反应的必要过程;另外,在镀液中加入了CTAB后,材料的团聚和结块现象明显减少,循环性能也得到了一定提升。

关键词：锂离子电池锡负极硅化学镀浸镀

高熵焦绿石型锂离子电池负极材料的制备及性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

高熵焦绿石型锂离子电池负极材料的制备及性能研究

作者：吴非常州大学

学位级别：硕士

锂离子电池(LIB)因其比功率高、安全性和可靠性而成为在便携式电子设备和电动汽车(EV)等电化学储能领域的关键储能器件。电极材料是决定电池性能的关键因素之一,现阶段负极材料的研究主要集中在碳材料、硅基、锡基和过渡金属氧化物等材... 详细信息

锂离子电池(LIB)因其比功率高、安全性和可靠性而成为在便携式电子设备和电动汽车(EV)等电化学储能领域的关键储能器件。电极材料是决定电池性能的关键因素之一,现阶段负极材料的研究主要集中在碳材料、硅基、锡基和过渡金属氧化物等材料上。其中,锡基氧化物由于其远高于传统石墨负极的性能而备受关注(781 m Ah g)但其循环过程中的将近300%的体积膨胀效应非常严重,会导致结构坍塌,使得其循环寿命降低。本文将高熵焦绿石体系引入锡基氧化物中,构造出了具有稳定单相结构的(Ce,Y,Dy,Nd,La)SnO锡基负极材料。基于结构开放性的概念,焦绿石得以耐受体积的变化。同时,由于多种金属元素的协同作用,提高了对单一金属氧化物的活性和导电性。此外,多种稀土元素可作为缓冲基质,抑制内部膨胀。主要研究内容如下:(1)通过传统固相法制备出(Ce,Y,Dy,Nd,La)SnO高熵焦绿石粉体,通过XRD分析得出,样品在1300℃时能得到均匀的单相固溶体,基本无杂相。将其作为锂电池负极材料进行扣式电池组装,同时为了研究不同粘结剂对这种新型负极材料的影响,选用CMC和PVDF两种粘结剂体系对其进行电化学性能研究。当选用CMC体系的时候,焦绿石电池的性能最优,首次放电比容量为766.9 m Ah g,首圈库伦效率(ICE)为60.6%,在经过100圈循环过后,放电比容量能够保持在396 m Ah g。这是由于CMC表面拥有的丰富的羟基和羧基等极性官能团,使得导电剂等材料更容易牢固地粘附在粉体表面所导致的。(2)分别通过传统固相法和快速共沉淀法制备出两种(Ce,Y,Dy,Nd,La)SnO高熵焦绿石粉体,用快速共沉淀法制备出(Y,Dy,Nd,La)SnO中熵焦绿石粉体,通过XRD分析可知,三种粉体分别在1300℃、800℃和900℃的最低焙烧条件下得到具有焦绿石结构的粉体,此外,快速共沉淀法在800℃下具有少量的Sn O杂相,其余两种粉体基本无杂相。将800℃焙烧高熵液相法粉末在下组装为扣式电池后具有1236.6 m Ah g的放电比容量,ICE为28%。而中熵液相法在900℃下首次放电达到了1459 m Ah g,ICE为54%。高熵法较低的ICE来源于制备过程中存在的Sn O杂相发生体积膨胀所致。(3)对液相法制备的高熵焦绿石粉体进行碳包覆处理,采用水热法进行葡萄糖包覆,葡萄糖的量分别为0、0.25 mol、0.5 mol、1 mol,得到(Ce,Y,Dy,Nd,La)SnO@mol C粉体。在180℃下水热3 h结束后在550℃的氩气气氛下碳化5 h得到焦绿石负极材料。在对其进行性能测试后得到,当葡萄糖的量为0.25 mol时具有最佳的电化学性能,其首次放电为1460m Ah g,ICE为60.9%。这主要是碳包覆后有效提高了材料的导电性,防止颗粒的聚集和缓冲颗粒的体积膨胀。(4)为了更精确的控制葡萄糖的量,对液相法制备的高熵焦绿石粉体采用油浴搅拌法进行葡萄糖包覆,葡萄糖的量分别为0、10%、50%、100%,得到(Ce,Y,Dy,Nd,La)SnO@C%粉体。搅拌结束后在550℃的氩气气氛下碳化5 h得到焦绿石负极材料。在对其进行性能测试后得到,当葡萄糖的量为50%时具有最佳的电化学性能,其首次放电为1382 m Ah g,ICE达到62.5%。这主要是碳包覆后有效提高了材料的导电性,防止颗粒的聚集和缓冲颗粒的体积膨胀。

关键词：锂离子电池锡负极高熵焦绿石碳包覆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

碳纳米管-锡复合电极材料的制备及性能研究

电源技术 2016年第2期40卷 259-262页

作者：彭美玲雷维新潘勇马增胜成娟娟湘潭大学材料科学与工程学院低维材料及其应用技术教育部重点实验室湖南湘潭411105

为了改善锂离子电池锡负极的循环性能,将碳纳米管与锡负极复合,以铜片为基底,采用复合电沉积的方式制备了含有不同直径碳纳米管的Sn-CNTs复合电极,并对其表面形貌,成分与结构分别进行了扫描电子显微镜法（SEM）、X射线衍射光谱法（XRD... 详细信息

为了改善锂离子电池锡负极的循环性能,将碳纳米管与锡负极复合,以铜片为基底,采用复合电沉积的方式制备了含有不同直径碳纳米管的Sn-CNTs复合电极,并对其表面形貌,成分与结构分别进行了扫描电子显微镜法（SEM）、X射线衍射光谱法（XRD）、能量散射光谱（EDS）分析。最后,组装模拟电池并测试其电化学性能。结果表明：制备的电极表面不规则,可明显观察到CNTs与Sn颗粒,且当CNTs直径为10~20 nm时,其在镀层内含量最高,制备的Sn-CNTs复合电极循环性能最佳,经过50次充放电循环后,其比容量仍能达到420 m Ah/g。

关键词：锂离子电池锡负极碳纳米管复合电沉积

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Sn/TiC锂离子电池负极材料制备及性能

电源技术 2021年第11期45卷 1416-1419页

作者：施琦黄昊张贵锋大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室辽宁大连116024

采用直流电弧等离子体法制备了Sn/TiC复合纳米粒子锂离子电池负极材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析Sn/TiC复合纳米粒子的组成和结构。Sn/TiC复合纳米粒子的形貌呈球状颗粒,粒径分布在20~70 nm,TiC与Sn两相均匀分布避... 详细信息

采用直流电弧等离子体法制备了Sn/TiC复合纳米粒子锂离子电池负极材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析Sn/TiC复合纳米粒子的组成和结构。Sn/TiC复合纳米粒子的形貌呈球状颗粒,粒径分布在20~70 nm,TiC与Sn两相均匀分布避免了Sn纳米粒子发生团聚,同时抑制Sn电极的体积变化,提高其电化学性能。随着复合材料中TiC含量的逐渐增加,其电化学性能也逐渐提高。其中Sn/TiC(36%)和Sn/TiC(45%)电极表现出最佳的循环性能(100次循环后比容量分别稳定在380.0和377.1 mAh/g)和倍率性能。

关键词：锂离子电池锡负极复合纳米粒子电化学性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

纳米结构修饰的铜集流体电化学性能研究

纳米结构修饰的铜集流体电化学性能研究

作者：姜建洋电子科技大学

学位级别：硕士

传统能量储存和转化器件,例如锂离子电池和超级电容器,采用的是将粉体材料涂布在集流体上来制备器件,整体的能量密度,功率密度都会受到非活性材料,例如粘结剂和导电剂的限制。将材料直接生长在集流体上拥有突出的优势,包括较大的表面积... 详细信息

传统能量储存和转化器件,例如锂离子电池和超级电容器,采用的是将粉体材料涂布在集流体上来制备器件,整体的能量密度,功率密度都会受到非活性材料,例如粘结剂和导电剂的限制。将材料直接生长在集流体上拥有突出的优势,包括较大的表面积,材料与基底牢固的结合且可实现高面容量和比容量,且能够为材料提供快速电子/离子传输,对于体积膨胀材料来说,存在的空间能够缓解体积膨胀。因此,对于能量转换系统来说,自支撑材料是解决上述存在限制的有效方法之一。本文基于这一出发点,通过生长纳米结构的方法来修饰铜集流体,测试了锂离子电池和超级电容器性能。主要研究内容如下:(1)在铜箔表面上通过模板法和电沉积法生长铜纳米线阵列,然后通过对模板的精心处理,分别得到三种不同结构的Cu-Sn合金,用于负极材料。其中Cu-Sn纳米管材料因其具备的中空结构,能够有效的在内外方向上缓解Sn的体积效应,起到局部限域的作用,展现出最为优异的性能。1193 m Ah g的高容量能在0.8 A g的电流密度下,循环400圈后保持,此外与磷酸铁锂正极材料匹配组装成为全电池,能够展现出148.8 Wh kg的高能量密度。(2)上一工作中采用模板法生长铜纳米线,能够得到较为均匀的纳米线,但是存在制备繁琐和去除模板的问题,无法快速高效的制备材料。于是将基底转换为泡沫铜,并通过无模板电沉积和之后的水热法在泡沫铜上生长自支撑纳米片包覆纳米线结构的CuO@Ni(OH)/Zn(OH)复合纳米线阵列。CuO纳米线骨架增强了结构稳定性,提供了从活性氢氧化物纳米片到集流体之间高效的电子传导途径。优越的倍率性能体现在2和50 m A cm的电流密度下,有较高的面积电容6.56和4.18 F cm;长循环性能优异,10000圈后,循环稳定性保持在97.3%。与活性炭组装半固态混合超级电容器(quasi-solid-state hybrid supercapacitor,qss HSC),器件在2 m A cm时的电容为693.24 m F cm,循环5000次后的保留率为93.6%。该qss HSC的最大能量密度可达100.20 Wh kg。在最高功率密度为16.26 k W kg时,仍可得到43 Wh kg的能量密度。最后,一个qss HSC能在不同弯曲程度下点亮14个红色发光二极管,展现良好的柔性储能器件应用前景。

关键词：铜集流体锂离子电池锡负极超级电容器氢氧化物