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2012年 第18卷 第4期 刊出日期:2012-08-28
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化学电源近期研究专辑(武汉大学 杨汉西教授主编)
NaF-M(M=Fe, Cu)钠离子电池转换正极材料的研究
李婷, 陈重学, 曹余良, 杨汉西
2012, 18(4): 291-294. doi:
10.61558/2993-074X.2918
摘要
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3931
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(1246KB) (
1877
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参考文献
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计量指标
以纳米TiN为研磨剂,采用机械球磨技术制备了NaF-M(M = Fe, Cu)纳米复合物,探索了这类复合物作为钠离子电池转换正极材料的可能性. 电化学测试表明,NaF-Fe和NaF-Cu纳米复合物电极在钠离子电解液中能实现与Na
+
的逆向转换反应,其可逆放电容量达150 mAh.g
-1
以上,并具有较好的循环寿命. 只要创造了适合相转变反应进行的微区结构,钠离子的转换反应也可以通过可逆的电化学转换反应实现,并从起始的富钠放电态直接充电至贫钠的荷电态. 本工作为开发高容量钠离子电池正极材料提供了新途径.
纳米MnO
2
的制备及其电化学性能研究
吴雯, 周丹丹, 侯孟炎, 夏永姚
2012, 18(4): 295-300. doi:
10.61558/2993-074X.2919
摘要
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3063
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(3185KB) (
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参考文献
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计量指标
加入不同浓度的十二烷基磺酸钠表面活性剂(SDS)改变微乳液溶液介质,用苯胺还原高锰酸钾,制备了不同颗粒大小的纳米片状MnO2材料. 采用X射线粉末衍射、氮吸附比表面测试和扫描电镜及透射电镜表征观察合成材料. 电化学测试表明,0.2 mol•L
-1
SDS所合成的纳米MnO2比表面约为228.2 m2•g
-1
, 在1 mol•L
-1
Li
2
SO
4
电解液中,该电极比电容达到237 F•g
-1
(0.1 A•g
-1
),350 ºC煅烧MnO2电极还可发生可逆Li+嵌脱反应增加其比电容.
碳纳米管负载Ni
2
P作为染料敏化太阳能电池对电极的性能研究
窦衍叶, 晏南富, 李国然, 高学平
2012, 18(4): 301-305. doi:
10.61558/2993-074X.2920
摘要
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3338
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计量指标
本文以碳纳米管(CNTs)与Ni
2
P纳米晶制备CNTs-Ni
2
P复合材料,首次研究其染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光阴极材料性能. 采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测定材料结构和观察其形貌. 结果表明,复合材料由碳纳米管和六方结构的磷化镍构成,无其它磷化物杂相,磷化镍纳米晶(10 nm左右)分散于CNTs表面. 交流阻抗(EIS)测试显示,与CNTs和Ni2P对电极相比,CNTs-Ni2P对电极的电荷转移电阻和扩散阻抗较低,接近Pt-FTO对电极水平. CNTs-Ni
2
P对电极的DSSCs光电流达12.9 mA.cm
-2
,能量转化效率达5.6 %,接近Pt-FTO对电极的DSSCs能量转化效率(5.9 %). 这归因于高电催化活性的磷化镍纳米晶与高电导CNTs的协同效应.
LiFePO
4
电极放电曲线的阻抗模拟
王铭, 李建军, 何向明, 白鹏, 吴扞, 万春荣, 田光宇
2012, 18(4): 306-309. doi:
10.61558/2993-074X.2921
摘要
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3432
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(933KB) (
1739
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计量指标
建立了磷酸铁锂(LiFePO
4
)电极材料放电曲线的阻抗模型,将不同倍率放电的电位分为欧姆电位降、电荷转移电位降与扩散阻抗电位降三部分,通过电极交流阻抗谱图,结合理论分析,推导出不同倍率电极电位的表达式. 通过模拟,其值与实验曲线较好地吻合.
苯胺-邻硝基苯胺共聚物—高比容量锂二次电池新型正极材料
赵瑞瑞, 朱利敏, 钱江锋, 杨汉西
2012, 18(4): 310-313. doi:
10.61558/2993-074X.2922
摘要
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3265
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计量指标
null
颗粒粒径与硫酸处理对竹碳电极电化学性能影响的研究
姚煜, 余爱水
2012, 18(4): 314-317. doi:
10.61558/2993-074X.2923
摘要
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(934KB) (
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计量指标
将竹碳进行球磨和硫酸处理,比较颗粒粒径和硫酸处理时间对竹碳电极电化学性能的影响. 结果表明,5 μm平均粒径的竹碳电极具有较好的充放电效率,而硫酸处理可有效提高材料的放电容量,18 h硫酸处理的竹碳电极首次放电比容量可达328.2 mAh?g-1,50次循环后其比容量仍保持302.3 mAh?g-1,显示出优异的循环寿命.
球磨微波法制备Li
3
V
2
(PO
4
)
3
/C及其电化学性能表征
唐致远, 毛文峰, 闫继, 袁威, 张新河
2012, 18(4): 318-321. doi:
10.61558/2993-074X.2924
摘要
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2505
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(1711KB) (
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参考文献
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计量指标
采用球磨微波法合成锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C,并研究了微波辐射时间对样品电化学性能的影响. 结果表明,640 W微波辐射18 min合成的材料,其结晶度高、粒径小而均匀. 该电极5C倍率下首次放电比容量达101.3 mAh?g-1,300周期循环,其放电比容量仍保持100.8 mAh?g-1,展示出良好的应用前景.
YF
3
包覆Li(Li
0.22
Ni
0.17
Mn
0.61
)O
2
正极材料的性能
冯欣, 李国然, 叶世海, 高学平
2012, 18(4): 322-327. doi:
10.61558/2993-074X.2925
摘要
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3634
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PDF
(1931KB) (
1880
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参考文献
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计量指标
富锂层状氧化物作为锂离子电池正极材料具有高比容量优势. 采用草酸盐共沉淀法制备Li(Li
0.22
Ni
0.17
Mn
0.61
)O
2
,并用YF
3
包覆电极. 采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线能谱分析(EDS)表征材料结构、观察材料形貌. 研究结果表明,材料颗粒尺寸在100 ~ 200 nm范围,YF3包覆不会改变材料结构和形貌. 电化学恒流充放电测试表明,YF
3
包覆Li(Li
0.22
Ni
0.17
Mn
0.61
)O
2
电极的比容量,尤其倍率比容量,明显提高. 60 mA.g
-1
电流密度包覆电极材料30周循环后其比容量保持在220 mAh.g
-1
以上,1500 mA.g
-1
电流密度其比容量仍可达150 mAh.g
-1
. 电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,YF
3
包覆电极电荷转移电阻和扩散阻抗均明显降低,电化学性能改善.
Sn-Co-M-C(M = Zn, Fe)负极材料的制备及性能研究
方国清, 刘伟伟, 贺诗词, 张茜, 郑军伟, 李德成
2012, 18(4): 328-331. doi:
10.61558/2993-074X.2926
摘要
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3627
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(2160KB) (
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计量指标
以金属氧化物和蔗糖为原料,经混合球磨,高温碳热还原制备Sn-Co-M-C(M = Zn, Fe)复合负极材料. 采用XRD、SEM测试样品结构、观察样品形貌. 电化学性能测试表明,Sn-Co-Zn-C电极其首次嵌锂比容量571 mAh.g
-1
,45次循环后其比容量369 mAh.g
-1
,其比容量、循环寿命好.
高容量正极材料0.08LiCo
0.75
Al
0.25
O
2
-0.92LiNiO
2
的合成与电化学性能研究
王茹英, 邱天, 毛冲, 杨文胜
2012, 18(4): 332-336. doi:
10.61558/2993-074X.2927
摘要
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3388
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(1734KB) (
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计量指标
在恒定pH值下将层状钴铝双羟基复合金属氧化物(CoAl-LDH)均匀包覆在球状Ni(OH)
2
表面,与LiOH.H
2
O混合均匀后,经高温煅烧制得钴铝酸锂包覆镍酸锂0.08LiCo
0.75
Al
0.25
O
2
-0.92LiNiO
2
正极材料. 电化学测试表明,0.08LiCo
0.75
Al
0.25
O
2
-0.92LiNiO
2
正极比容量高,具有良好的倍率性能和循环寿命,其0.1C放电比容量为211 mAh.g
-1
,0.5C放电比容量为195.6 mAh.g
-1
,3C放电比容量为161 mAh.g
-1
,0.5C 30周期循环后容量保持率为93.2%,明显优于LiNiO2和钴酸锂包覆镍酸锂0.08LiCoO
2
-0.92LiNiO
2
正极.
大功率LiFePO
4
/C复合材料的简易合成
张鹏, 孔令斌, 罗永春, 康龙
2012, 18(4): 337-341. doi:
10.61558/2993-074X.2928
摘要
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2985
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(1684KB) (
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计量指标
本文应用碳热还原法,以廉价的FeCl
3
.6H
2
O、LiOH.H
2
O和NH
4
H
2
PO
4
为原料,以淀粉为还原剂和碳源,经600
o
C烧结制备了LiFePO
4
/C复合材料,方法重现性好且易规模化. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)测试材料结构,观察材料形貌. 结果表明,经600
o
C烧结10 h所得产物具有纯相的橄榄石型晶体结构、良好的结晶性和规整的球状形貌,粒径为60 ~ 100 nm,包覆LiFePO4晶粒的碳层厚度为2 nm左右,碳含量为5%(by mass). 材料的振实密度高达1.3 g.cm
-3
,在0.2C倍率下首次放电比容量为162 mAh.g
-1
,在0.5C、1C、2C、5C和10C倍率下首次放电比容量分别为143、135、127、116和105 mAh.g
-1
,10C倍率下500周期循环,其比容量仍有81 mAh.g
-1
.
锂离子电池负极材料Li
4
Ti
5
O
12
的半固相法制备及碳包覆改性
刘金龙, 卢周广, 任扬, 朱雅洁, 胡姗姗, 彭忠, 钱东, 唐有根
2012, 18(4): 342-347. doi:
10.61558/2993-074X.2929
摘要
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3190
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计量指标
由半固相法制得锂离子电池负极材料Li4Ti5O12,并研究了Li4Ti5O12的碳包覆改性. 采用XRD、SEM、TEM以及HRTEM观察分析产物的相结构与形貌. 使用恒流充放电、循环伏安法和交流阻抗技术测试了材料的电化学性质. 结果表明,Li4Ti5O12电化学性能因颗粒团聚严重下降,该电极在0.1C和0.5C首周期放电容量分别为121.7和87.6 mAh?g-1;碳包覆Li4Ti5O12/C材料呈球形分布,能抑制颗粒团聚,该电极倍率<0.5C的放电比容量大于180 mAh?g-1,超过Li4Ti5O12的理论放电比容量(175 mAh?g-1);在1C、5C和10C倍率下,其容量仍保持在136、79.9和58.3 mAh?g-1,碳包覆改性材料具有优异的循环寿命和高倍率性能.
研究论文
聚吡咯/氧化石墨烯层状复合材料的制备及其在超级电容器中的应用(英文)
许思哲, 周雪皎, 吴坤, 杨永强, 吴海霞
2012, 18(4): 348-358. doi:
10.61558/2993-074X.2930
摘要
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4518
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(4495KB) (
1786
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计量指标
论文通过将吡咯单体在低温下与氧化石墨烯进行原位聚合,获得聚吡咯/石墨烯(Ppy/CRGO)复合材料. 采用场发射电子显微镜(FESEM)、红外 (FT-IR)和热重 (TGA)对复合物的表面形貌、结构进行表征. FESEM结果表明,通过控制氧化石墨烯(GO)和吡咯单体的质量比例,可以对复合物的层状和厚度进行调控. FT-IR和TGA结果表明聚吡咯(Ppy)是通过化学键合的方式与氧化石墨烯复合在一起。通过机械冷压法将粉末状Ppy/CRGO复合物压成圆片电极,并探讨了石墨烯和聚吡咯复合比例、反应时间、烘干温度、孔隙率等因素对Ppy/CRGO复合物电极的电学和电化学性能的影响. 结果表明,Ppy与CRGO质量比为10:1所制得的Ppy/CRGO复合物的电容量为421 F?g-1,通过在电极中引入孔隙,电容量能进一步提升为509 F?g-1.
表面硅烷化铜箔的电化学腐蚀与防护研究
苗伟俊, 张余宝, 古宁宇, 刘峰
2012, 18(4): 359-364. doi:
10.61558/2993-074X.2931
摘要
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3185
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(1697KB) (
2034
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计量指标
用γ-氨丙基三甲氧基硅烷(γ-APS)溶液对铜箔表面硅烷化处理,采用动电位极化和电化学交流阻抗研究不同pH的γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶液自组装铜箔电极在0.1 mol.L
-1
NaCl溶液的腐蚀防护效果,采用扫描电子显微镜观察γ-氨丙基三甲氧基硅烷自组装膜的表面形貌.结果表明,γ-氨丙基三甲氧基硅烷自组装铜箔有较好的腐蚀防护效果,其中pH=7的γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶液自组装膜的抗腐蚀效果最佳.
基于BCNTs/GC电极的鸟嘌呤与腺嘌呤电化学行为及其同时检测
夏雅淋, 邓春艳, 向娟
2012, 18(4): 365-370. doi:
10.61558/2993-074X.2932
摘要
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2999
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(2176KB) (
1436
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计量指标
利用掺硼碳纳米管(BCNTs)/GC电极研究了鸟嘌呤(G)和腺嘌呤(A)的电化学氧化行为. 与GC和CNTs/GC电极相比,BCNTs/GC电极具有更强的电催化活性,且响应电流明显增加. 两混合样品在BCNTs/GC电极上的氧化峰间隔较大,可实现对A和G的同时检测.
基于新型聚钙羧酸修饰电极的甲胎蛋白电化学免疫传感器研究
林晓, 翁少煌, 周剑章, 刘爱林, 林新华, 游勇基
2012, 18(4): 371-376. doi:
10.61558/2993-074X.2933
摘要
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2691
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(1650KB) (
1371
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计量指标
通过电聚合制得新型聚钙羧酸修饰电极并用于构建检测甲胎蛋白(AFP)的高灵敏电化学免疫传感器. 采用扫描电镜(SEM)、电化学交流阻抗(EIS)观察、表征修饰电极和AFP单克隆抗体(Ab1)固定前后的差异. 固定Ab1的电极与一定浓度的AFP、辣根过氧化物酶联AFP单克隆抗体(HRP-Ab2)反应,形成夹心型免疫复合物. 辣根过氧化物酶(HRP)催化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)底物产生电流信号,实现AFP浓度的测定. 本检测方法灵敏度高,重现性好.
Mb/AuNPs/MWNTs/GC电极对H
2
O
2
电催化性能的研究
黄郑隽, 彭花萍, 查代君, 刘爱林, 陈伟, 林新华, 游勇基
2012, 18(4): 377-382. doi:
10.61558/2993-074X.2934
摘要
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3295
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(1297KB) (
1820
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计量指标
采用还原法制备了AuNPs/MWNTs复合材料,并构建了氧化还原蛋白质的固定化和生物传感界面AuNPs/MWNTs/GC电极. 以肌红蛋白(Myoglobin,Mb)为例,研究了固定化蛋白质在AuNPs/MWCNTs/GC电极上的直接电化学. 结果表明,AuNPs/MWCNTs复合材料不仅能有效地促进Mb与电极表面的直接电子转移,而且能很好地保持固定化Mb的生物催化活性. Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H2O2具有良好的电催化还原性能,其线性响应范围为1 ~ 138 μmol.L-1,检测下限为0.32 μmol.L-1(S/N=3),并具有较低的米氏常数(0.143 mmol.L-1). 该电极操作简单,响应迅速,稳定性和重现性好,有望用于蛋白质的固定化及第三代生物传感器的制备.
电化学会议年历
2012, 18(4): 383-384.
摘要
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1792
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(196KB) (
1236
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