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磷酸铁锂正极材料表面碳包覆研究进展
1
作者 张帆 张易民 +8 位作者 刘洋 刘继超 刘尧 郑晓东 林嘉伟 霍慧鑫 黄国治 任丹晖 郭鹏 《电源技术》 北大核心 2026年第1期12-19,共8页
橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO_(4))具有高安全性、长循环寿命和低成本的优势,但其晶体结构本征缺陷带来的低导电性限制了其大范围应用,碳包覆能够有效提升LiFePO_(4)导电性,是提升LiFePO_(4)电化学性能的核心策略。综述了LiFePO_(4)表... 橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO_(4))具有高安全性、长循环寿命和低成本的优势,但其晶体结构本征缺陷带来的低导电性限制了其大范围应用,碳包覆能够有效提升LiFePO_(4)导电性,是提升LiFePO_(4)电化学性能的核心策略。综述了LiFePO_(4)表面碳包覆的研究进展,并对碳包覆方法、碳源种类及碳包覆优化策略进行了总结。 展开更多
关键词 磷酸铁锂 碳包覆 锂离子电池 正极材料
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碳包覆MOF基镍钴双金属硫化物微球的制备及其长循环储钠性能
2
作者 鞠治成 付文轩 +4 位作者 王保琰 罗澳 蒋江民 史月丽 崔永莉 《无机化学学报》 北大核心 2025年第4期661-674,共14页
通过溶剂热并辅以硫化法制备了金属有机骨架(MOF)基镍钴双金属硫化物微球,并通过高温热解有机碳源盐酸多巴胺制备了痕量氮掺杂碳包覆(NC)的Ni-Co-S@NC钠离子电池负极材料。这种改性能够有效提高电极材料的导电性以及结构和界面的稳定性... 通过溶剂热并辅以硫化法制备了金属有机骨架(MOF)基镍钴双金属硫化物微球,并通过高温热解有机碳源盐酸多巴胺制备了痕量氮掺杂碳包覆(NC)的Ni-Co-S@NC钠离子电池负极材料。这种改性能够有效提高电极材料的导电性以及结构和界面的稳定性,从而提高材料的循环稳定性。其中表面包覆约5 nm碳层的Ni-Co-S@NC-0.5微球具有出色的长循环寿命,其在1 A·g^(-1)下循环1000圈后,仍有381.8 mAh·g^(-1)的放电比容量和75.2%的容量保持率,相应地每圈循环的容量衰减量仅为0.126 mAh·g^(-1);Ni-Co-S@NC-0.5||NVP/C(NVP:Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3))钠离子全电池在1 A·g^(-1)下经过100次循环后,可逆放电比容量为386.2 mAh·g^(-1),容量保持率为88.6%,库仑效率稳定在98.1%左右。动力学研究表明,Ni-Co-S@NC-0.5的储钠过程以赝电容行为控制为主,钠离子扩散系数在10^(-11)~10^(-13) cm^(2)·s^(-1)之间,同时具有相对小的电荷转移阻抗(36.7Ω)。 展开更多
关键词 钠离子电池 碳包覆 镍钴双金属硫化物 多孔微球 储钠机制
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熔盐介质对石墨碳包覆电化学性能的影响 被引量：1
3
作者 甄晓峰 尤娟 +1 位作者 曾令鹤 张念炳 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第9期198-205,共8页
为了提高锂离子电池石墨负极的容量和循环稳定性,以单颗粒石墨为原料,沥青作为碳源,采用机械混合法和熔盐法使沥青碳包覆于单颗粒石墨(AG)上,分别制备出C@AG-H和C@AG-R锂离子电池负极材料。采用熔盐作为反应介质使沥青均匀地在石墨表面... 为了提高锂离子电池石墨负极的容量和循环稳定性,以单颗粒石墨为原料,沥青作为碳源,采用机械混合法和熔盐法使沥青碳包覆于单颗粒石墨(AG)上,分别制备出C@AG-H和C@AG-R锂离子电池负极材料。采用熔盐作为反应介质使沥青均匀地在石墨表面包覆一层无定形碳,改善了AG的表面形貌,且未改变AG的晶体结构。在0.1 C的倍率条件下,C@AG-R初始充电比容量为338.47 mAh/g,优于AG(317 mAh/g),在0.2 C条件下循环100圈后还有362.52 mAh/g,具有良好的循环稳定性。 展开更多
关键词 熔盐介质 碳包覆 石墨负极 电化学性能
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杂原子掺杂磷酸铁锂碳包覆层的改性研究进展
4
作者 彭朝银 姚耀春 +4 位作者 李银 陈秋霖 张克宇 胡均贤 张少泽 《材料导报》 北大核心 2025年第19期1-8,共8页
磷酸铁锂(LiFePO_(4))因生产成本低、环境友好、热稳定性好和安全性高,成为当前市场主流的正极材料。在电池技术开发中,碳包覆技术被广泛用于提高电极材料的导电性和倍率性能。然而,这一技术在实际应用中仍面临一些挑战,包括碳包覆不均... 磷酸铁锂(LiFePO_(4))因生产成本低、环境友好、热稳定性好和安全性高,成为当前市场主流的正极材料。在电池技术开发中,碳包覆技术被广泛用于提高电极材料的导电性和倍率性能。然而,这一技术在实际应用中仍面临一些挑战,包括碳包覆不均匀、碳含量过高以及碳包覆层的结构不稳定引起的能量密度和循环寿命下降。实验和理论研究的结果表明,在碳基材料的晶格中掺杂杂原子是一种有效的解决方案。杂原子通过调节碳层的电子结构增强电极的导电性,提高碳材料的石墨化程度来增强其化学稳定性。此外,杂原子的引入还能够抑制LiFePO_(4)颗粒的团聚与生长,从而改善碳包覆层的结构稳定性;这一方法在提升电化学性能的同时,有效减少了碳层对电极体积的占用,满足了能量密度的需求。本文综述了近年来关于杂原子掺杂碳包覆LiFePO_(4)的研究进展,详细总结了单杂原子、双杂原子及多杂原子掺杂碳包覆LiFePO_(4)的改性效果,指出了存在的问题并提出了未来的研究趋势。 展开更多
关键词 磷酸铁锂 正极材料 碳包覆 杂原子掺杂
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金属有机框架衍生的碳包覆二硫化钴多面体材料的电化学性能研究
5
作者 白京陇 元丽华 +3 位作者 戴怡乐 赵继威 贺艳霞 魏智强 《材料导报》 北大核心 2025年第16期1-8,共8页
本研究采用溶剂热法结合高温硫化技术成功制备了具有正十二面体结构的CoS_(2)/C复合材料。通过表征手段揭示了材料的微观结构,并展示了其较大的比表面积和丰富的介孔结构。在三电极系统测试中,CoS_(2)/C复合材料表现出良好的循环伏安特... 本研究采用溶剂热法结合高温硫化技术成功制备了具有正十二面体结构的CoS_(2)/C复合材料。通过表征手段揭示了材料的微观结构,并展示了其较大的比表面积和丰富的介孔结构。在三电极系统测试中,CoS_(2)/C复合材料表现出良好的循环伏安特性、高比电容(126.2 mAh/g,即1135.6 F/g@1 A/g)、低阻抗及优异的长循环性能。CoS_(2)/C复合材料与活性炭组装的非对称型超级电容器同样表现出色,在1 A/g下比容量达93.6 F/g。该超级电容器装置在800 W/kg功率密度下实现了33.3 Wh/kg的能量密度。研究结果表明,CoS_(2)/C材料在超级电容器电极材料领域展现出优异的电化学性能,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 金属有机框架 碳包覆 二硫化钴 超级电容器 电化学
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碳包覆改性铌钛氧化物材料的制备及储锂性能研究
6
作者 贺心一 宁凡雨 +3 位作者 赵彪 王杰蕾 于智航 刘兴江 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第8期65-69,共5页
以盐酸多巴胺为碳源,通过溶剂热法和高温煅烧处理,制备了碳包覆改性的铌钛氧化物材料(TiNb_(2)O_(7)/C),并将其作为锂离子电池负极材料。利用SEM、TEM、XRD等表征手段,研究了TiNb_(2)O_(7)/C负极材料的微观形貌和结构。TiNb_(2)O_(7)/C... 以盐酸多巴胺为碳源,通过溶剂热法和高温煅烧处理,制备了碳包覆改性的铌钛氧化物材料(TiNb_(2)O_(7)/C),并将其作为锂离子电池负极材料。利用SEM、TEM、XRD等表征手段,研究了TiNb_(2)O_(7)/C负极材料的微观形貌和结构。TiNb_(2)O_(7)/C负极材料展现出优异的电化学性能,在0.1 C倍率下,TiNb_(2)O_(7)/C材料的放电比容量为319 mAh·g^(-1),而未进行碳包覆改性的TiNb_(2)O_(7)材料比容量为270 mAh·g^(-1)。在10 C大倍率充放电下,TiNb_(2)O_(7)/C材料依然具有212 mAh·g^(-1)的放电比容量。在1 C倍率下经过500次循环后,TiNb_(2)O_(7)/C材料放电比容量仍保持在284 mAh·g^(-1),没有显著降低。 展开更多
关键词 铌钛氧化物 负极材料 锂离子电池 碳包覆 电化学性能
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LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)三元氧化物正极材料碳包覆策略
7
作者 张可翔 王泽 +3 位作者 唐淑璟 彭洪亮 闫二虎 孙立贤 《稀有金属》 北大核心 2025年第4期565-579,共15页
锂离子电池作为一种高能量密度可充放电电池,其应用的广度和深度导致其需求量持续递增,特别是在新能源汽车中的规模化应用,使人们对其性能和安全性提出了更高的要求。作为锂离子电池的重要组成部分,正极材料的优劣极大地影响了电池的整... 锂离子电池作为一种高能量密度可充放电电池,其应用的广度和深度导致其需求量持续递增,特别是在新能源汽车中的规模化应用,使人们对其性能和安全性提出了更高的要求。作为锂离子电池的重要组成部分,正极材料的优劣极大地影响了电池的整体性能。LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)三元氧化物正极材料因高容量及优异的倍率性能而被深入研究,展现出巨大商业应用前景。然而,阳离子混排、结构稳定性差以及与电解液发生反应而导致的容量衰减和循环性能变差成为制约其应用的不利因素。对正极材料进行表面包覆改性是改善上述问题的简便有效方法之一。可用来包覆的材料种类繁多,碳包覆是其中一种简单、低成本改性策略。本文综述了近年来碳包覆LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)正极材料方面的相关研究进展,在简要介绍LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)正极材料结构及性能特点、主要失效机制的基础上,重点阐述了碳包覆策略的原理、包覆方法与工艺、包覆的碳源种类等,未来碳包覆LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)正极材料的发展方向将主要集中在多层复杂包覆以及碳材料与正极材料之间的相互作用机制研究。 展开更多
关键词 LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2) 正极材料 表面改性 碳包覆 锂离子电池
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碳包覆膨胀珍珠岩基硫氧镁水泥复合储热材料的性能研究
8
作者 赵昱鑫 董金美 +6 位作者 郑卫新 李儒光 文静 常成功 王德荣 李元瑞 安生霞 《盐湖研究》 2025年第1期64-73,共10页
相变潜热存储技术因其良好的储热性能可以提高建筑物的热舒适性,在节能建筑领域具有广阔的应用前景。文章利用碳包覆膨胀珍珠岩(EP/C)、十二醇(DD)和硫氧镁水泥材料,制备了一种高导热的新型镁基相变储热水泥,并对其导热性能、力学性能... 相变潜热存储技术因其良好的储热性能可以提高建筑物的热舒适性,在节能建筑领域具有广阔的应用前景。文章利用碳包覆膨胀珍珠岩(EP/C)、十二醇(DD)和硫氧镁水泥材料,制备了一种高导热的新型镁基相变储热水泥,并对其导热性能、力学性能、微观结构和物相进行了研究。结果表明,随着EP/C-DD掺量的增加,镁基相变水泥的导热系数和储热性能增大,抗压和抗折强度降低,EP/C-DD与MOS之间只是简单的物理混合,并未发生化学反应。当EP/C-DD掺量达到MgO质量的15%时(TESCs-15),虽然TESCs-15相应的抗压和抗折强度分别下降到54.2和3.5 MPa,较MOS净浆分别降低了36%和44.4%,但导热系数达到了最大值0.7155W/(m·K),较MOS净浆增长了42.4%,熔化/凝固温度范围为4.56~38.74℃,潜热值范围在为7.65~40.89 J/g,可作为储热材料有效地调节室内温度波动,起到节能降碳的作用。 展开更多
关键词 碳包覆技术 复合相变材料 硫氧镁水泥 热性能 力学性能
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两步固相碳包覆法制备磷酸锰铁锂正极材料的研究
9
作者 苗普 罗晓强 +2 位作者 侯翠红 阮浩博 薛灵伟 《无机盐工业》 北大核心 2025年第11期36-42,共7页
为了进一步提升磷酸锰铁锂正极材料的性能,改善材料颗粒团聚,采用两步固相碳包覆的制备方法来提高材料的电化学性能。实验结果表明:两步固相碳包覆方法未改变材料的橄榄石结构,同时与传统固相法制备的材料相比两步固相碳包覆法制备的材... 为了进一步提升磷酸锰铁锂正极材料的性能,改善材料颗粒团聚,采用两步固相碳包覆的制备方法来提高材料的电化学性能。实验结果表明:两步固相碳包覆方法未改变材料的橄榄石结构,同时与传统固相法制备的材料相比两步固相碳包覆法制备的材料颗粒粒径较小且更加分散,其中LMFP/C-2材料具有较好的结晶度;在电化学方面,两步固相碳包覆法制备的3种材料LMFP/C-1、LMFP/C-2、LMFP/C-3在0.1C(1.0C=170 mA·h/g)倍率下首次放电比容量分别为147.4、151.2、142.5 mA·h/g,循环50次后容量保持率分别为94.7%、95.3%、94.3%,通过对比,LMFP/C-2材料的电化学性能表现最佳;而传统材料在0.1C倍率下首次放电比容量仅为137.6 mA·h/g,循环50次后容量保持率为93.2%。与传统材料相比LMFP/C-2材料在0.1C倍率下首次放电比容量从137.6 mA·h/g提高到151.2 mA·h/g,循环50次后容量保持率从93.2%提高到95.3%,表明两步固相碳包覆法制备的LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_(4)/C材料具有较好的循环性能和较高的初始容量。烧结温度和烧结时间对磷酸锰铁锂晶体具有影响,较低的温度和较短的时间会导致晶体形成不完整,影响电化学性能;较高的温度和较长的时间会导致晶体过度生长,电镜下颗粒团聚明显。研究表明,第一阶段在390℃下烧结5 h,第二阶段在650℃下烧结6 h制备的正极材料电化学性能最佳。 展开更多
关键词 磷酸锰铁锂 两步固相法 正极 碳包覆
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无溶剂法低温制备双碳包覆多孔硅碳负极材料及储锂性能研究
10
作者 易国刚 吴耀应 俎喜红 《无机材料学报》 北大核心 2025年第12期1379-1386,共8页
针对锂离子电池硅碳负极体积膨胀大、循环稳定性差、导电性不佳、能耗高等问题,本研究以纳米硅为活性物质、石墨为导电载体、沥青为碳前驱体、氯化钾为造孔模板剂,采用绿色节能的无溶剂法在较低温度下制备了多孔硅碳负极材料P-Si@G@C,... 针对锂离子电池硅碳负极体积膨胀大、循环稳定性差、导电性不佳、能耗高等问题,本研究以纳米硅为活性物质、石墨为导电载体、沥青为碳前驱体、氯化钾为造孔模板剂,采用绿色节能的无溶剂法在较低温度下制备了多孔硅碳负极材料P-Si@G@C,并研究了其作为锂离子电池负极的性能,对比分析了不同结构硅碳负极的性能差异,阐明了构效关系。结果表明,用石墨载体锚定硅纳米颗粒(Si@G),有利于提高电极材料整体导电性,加快电子传输速率,并抑制纳米硅的体积膨胀;在Si@G表面包覆多孔碳壳层,大大减少了硅的体积膨胀,并加快了锂离子和电子的传输速率。相比Si@G和未造孔的Si@G@C硅碳负极材料,P-Si@G@C负极材料所构建的电池呈现出更优异的电性能。电池的首次库仑效率高达85.8%;在0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 A·g^(–1)电流密度下,电池比容量分别高达1403.6、1291.7、1206.1、1093.6、868.4和609.5 mAh·g^(–1),且比容量恢复率达98.3%,倍率性能优异;在1.0 A·g^(–1)下循环200圈仍具有770.7 mAh·g^(–1)的比容量,表现出优异的长循环稳定性。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅碳负极 双碳包覆 多孔壳层 储锂机制
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多功能碳包覆Na_(2)MnPO_(4)F材料的制备及其储钠性能研究
11
作者 李佳洺 汪大中 +3 位作者 张凌豪 夏琦博 孙俊杰 杨叶锋 《浙江理工大学学报(自然科学版)》 2025年第6期774-785,共12页
为解决Na_(2)MnPO_(4)F(NMPF)聚阴离子型化合物电子电导率差和离子扩散速率低的问题,开发高性能钠离子电池正极材料,采用两步球磨法制备了碳包覆的NMPF正极材料,通过优化碳源添加量和分配方式对碳与NMPF进行均匀复合与包覆,并分析不同... 为解决Na_(2)MnPO_(4)F(NMPF)聚阴离子型化合物电子电导率差和离子扩散速率低的问题,开发高性能钠离子电池正极材料,采用两步球磨法制备了碳包覆的NMPF正极材料,通过优化碳源添加量和分配方式对碳与NMPF进行均匀复合与包覆,并分析不同碳源添加量和分配方式对NMPF正极材料电化学性能的影响。结果表明:通过两步球磨法分步等量添加碳源,碳源与锰源比例为4∶1时制备得到的碳包覆复合正极材料(NMPF-4/1),在0.05 C下初始放电容量达121 mAh/g, 150次循环后容量保持率达50%,0.10 C下倍率性能测试可逆容量为100 mAh/g。该研究为开发高性能钠离子电池正极材料提供了新思路,有望推动钠离子电池在储能领域的广泛应用。 展开更多
关键词 钠离子电池 正极材料 锰基聚阴离子型 球磨法 碳包覆
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聚阴离子型钠离子电池正极材料钛梯度取代协同碳包覆研究
12
作者 韩影 裴柳 +4 位作者 王义飞 黎扬 宋登峰 董静静 王新东 《电池工业》 2025年第6期455-462,共8页
电化学储能中的钠离子电池,因资源丰度及成本优势,是大规模储能系统极具产业化潜力的技术之一。其正极材料的聚阴离子型材料因稳定结构和诱导效应展现出优异的循环稳定性和电压平台特性,其中Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(NVP)正极材料被广... 电化学储能中的钠离子电池,因资源丰度及成本优势,是大规模储能系统极具产业化潜力的技术之一。其正极材料的聚阴离子型材料因稳定结构和诱导效应展现出优异的循环稳定性和电压平台特性,其中Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(NVP)正极材料被广泛研究。本文构筑了钛(Ti)梯度取代与双相碳包覆(原位无定形碳和碳纳米管网络)协同优化的NASICON型Na_(3-x)V_(2-x)Ti_(x)(PO_(4))_(3)@C(0≤x≤1)正极材料,系统揭示了Ti取代对晶体结构演化与电化学性能的协同调控机制。Rietveld精修结合能量色散光谱法(EDS)证实,Ti成功进入晶格并诱导晶格参数收缩,从而有效拓宽钠离子传输通道。通过液相包覆法构建的原位无定形碳与高度石墨化的碳纳米管复合构建三维导电网络,显著提升电子电导率。经筛选得到最佳Ti取代比例和最优碳包覆涂层制备方法,电化学测试表明NVP-Ti_(0.2)@C在01 C下放电比容量达11501 mAh/g,10 C高倍率下放电比容量达9098 mAh/g,1 C倍率下循环320周后容量保持率为95%。该方法为聚阴离子型钠电正极材料的体相-界面协同优化提供了新策略。 展开更多
关键词 Ti取代 碳包覆 Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3) 钠离子电池
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碳包覆强化PB矿粉还原行为
13
作者 郝素菊 武怡昊 +2 位作者 蒋武锋 刘政 万文 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第3期222-229,共8页
为探索强化矿粉还原和解决矿粉黏结的方法,以皮尔巴拉混合矿粉(PB矿粉)为原料,以葡萄糖为碳源,采用水热炭化法对PB矿粉进行碳包覆,研究碳包覆对矿粉还原行为的影响.结果表明:还原60 min后,碳包覆PB矿粉还原产物中出现Fe的温度为700℃,P... 为探索强化矿粉还原和解决矿粉黏结的方法,以皮尔巴拉混合矿粉(PB矿粉)为原料,以葡萄糖为碳源,采用水热炭化法对PB矿粉进行碳包覆,研究碳包覆对矿粉还原行为的影响.结果表明:还原60 min后,碳包覆PB矿粉还原产物中出现Fe的温度为700℃,PB矿粉还原产物中出现Fe的温度为800℃,碳包覆PB矿粉的还原温度更低;在1000℃下还原15 min后,碳包覆PB矿粉还原产物的成分仅为Fe,而还原60 min后,PB矿粉还原产物的成分仅为Fe,碳包覆PB矿粉的还原进程更快,还原时间更短;700℃下还原60 min后,碳包覆PB矿粉还原产物的金属化率为40.8%,而PB矿粉还原产物中尚未出现金属Fe,碳包覆PB矿粉还原产物的金属化率更高;分别在900℃和1000℃下还原60 min后,碳包覆PB矿粉还原产物的黏结程度明显小于PB矿粉还原产物的黏结程度. 展开更多
关键词 碳包覆 PB矿粉 还原行为 黏结 金属化率
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碳包覆型铁基非均相催化剂制备及其湿法氧化再生脱硫富液性能
14
作者 陈鸿元 张顺昆 +5 位作者 王雪凝 李星 牟星 黄杨 罗秀彬 邱奎 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第5期1277-1284,共8页
为了解决天然气高含硫脱除工艺中硫磺沉积并堵塞管道问题,开发出一种非均相催化剂,将其加入脱硫富液中,在通入氧气条件下进行湿法氧化再生,可有效避免在吸收高浓度H2S阶段产生硫磺堵塞问题。探究碳源比例、焙烧温度对催化剂催化性能的影... 为了解决天然气高含硫脱除工艺中硫磺沉积并堵塞管道问题,开发出一种非均相催化剂,将其加入脱硫富液中,在通入氧气条件下进行湿法氧化再生,可有效避免在吸收高浓度H2S阶段产生硫磺堵塞问题。探究碳源比例、焙烧温度对催化剂催化性能的影响,以及催化剂用量对脱硫富液再生催化性能的影响。结果表明:最佳碳源质量比mY/mF为1/1(Y表示间苯二酚,F表示甲醛水溶液)、最佳焙烧温度为550℃所制备的催化剂具有良好的催化氧化效果;该催化剂最佳用量为0.1 g时对脱硫富液再生的效果最好。经过3次重复再生实验,脱硫溶液的脱硫时间均大于未添加催化剂的空白实验组。空白实验组脱硫时间仅为4 min,而添加催化剂的实验组脱硫时间为12~24 min。实验结果证实了碳包覆型铁基催化剂可以作为一种应用到湿法氧化再生脱硫富液工艺中的非均相催化剂,为解决脱硫阶段硫磺堵塞设备问题提供了思路。 展开更多
关键词 碳包覆 H2S 催化剂 湿法氧化再生 脱硫富液
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高空气耐受性碳包覆Li_(2)NiO_(2)的制备及正极补锂性能
15
作者 王凯 王国贤 +5 位作者 胡成志 黄超仁 宋晨 黄嗣杰 徐汶宇 陈章贤 《电源技术》 北大核心 2025年第12期2509-2516,共8页
Li_(2)NiO_(2)具有高首次充电比容量优势,且脱锂电压与多数正极材料相匹配,因此成为正极补锂领域的研究热点之一。然而Li_(2)NiO_(2)极易与空气中的H_(2)O、CO_(2)发生反应而变质,使其失去补锂剂作用。低空气耐受性为Li_(2)NiO_(2)正极... Li_(2)NiO_(2)具有高首次充电比容量优势,且脱锂电压与多数正极材料相匹配,因此成为正极补锂领域的研究热点之一。然而Li_(2)NiO_(2)极易与空气中的H_(2)O、CO_(2)发生反应而变质,使其失去补锂剂作用。低空气耐受性为Li_(2)NiO_(2)正极补锂剂的存储与极片涂布、干燥等电池制造工程增加了难度。首次采用多巴胺干混结合后续高温煅烧流程制备了碳包覆Li_(2)NiO_(2)补锂剂,有效地抑制了空气对其侵蚀,副产物Li_(2)CO_(3)、LiOH显著减少。在空气中暴露24 h后,Li_(2)NiO_(2)的首次充电比容量衰减幅度由51.9%大幅降至14.2%。将碳包覆Li_(2)NiO_(2)作为NCM9055正极材料的补锂剂时,全电池的首次放电比容量提升了14.9%,150次循环后的容量保持率提升了11.5%。 展开更多
关键词 Li_(2)NiO_(2) 补锂剂 碳包覆 锂离子电池 正极材料
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碳包覆量对硅碳复合负极材料性能的影响
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作者 邵丹 梁俊超 +2 位作者 王媛 李福通 梁慧轩 《电池》 北大核心 2025年第4期751-756,共6页
在硅纳米颗粒表面包覆碳层是锂离子电池硅基负极材料的较好改性方法。碳包覆量对硅@碳(Si@C)复合负极材料的热稳定性和电化学性能的影响有待深入研究。采用水热法,以葡萄糖作为碳源,在硅纳米粒子存在下,制备Si@C复合负极材料,并进行碳化... 在硅纳米颗粒表面包覆碳层是锂离子电池硅基负极材料的较好改性方法。碳包覆量对硅@碳(Si@C)复合负极材料的热稳定性和电化学性能的影响有待深入研究。采用水热法,以葡萄糖作为碳源,在硅纳米粒子存在下,制备Si@C复合负极材料,并进行碳化,调节葡萄糖与裸硅的质量比来控制碳包覆量,研究碳包覆量对材料微观结构、热稳定性和电化学性能的影响。对于直径为50~100 nm的硅纳米颗粒,当碳包覆层厚度约为15 nm时,Si@C电极表现出最佳的循环性能和热稳定性。以400 mA/g电流在0.01~1.50 V循环100次,仍能稳定提供755 mAh/g的比容量,且在加热时具有较低的总热释放量(37.56 J/g)。研究可为实际应用中高性能锂离子电池电极的设计提供技术支持。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅@碳复合材料 负极材料 碳包覆 电化学性能 热稳定性
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碳包覆氮化钒/碳(VN/C)复合纳米材料的制备以及作为超级电容器电极的应用
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作者 高兆辉 唐茂勇 +1 位作者 迟建卫 章天歌 《材料导报》 北大核心 2025年第19期26-32,共7页
以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)同时作为模板剂和碳源,通过碳化-氨解还原法成功制备了碳包覆氮化钒/碳(VN/C)复合纳米材料。研究结果表明,当NH_(4)VO_(3)与CTAB物质的量比为4∶1时,制备的VN/C4∶1复合材料具有最优结构:VN颗粒表面形成厚... 以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)同时作为模板剂和碳源,通过碳化-氨解还原法成功制备了碳包覆氮化钒/碳(VN/C)复合纳米材料。研究结果表明,当NH_(4)VO_(3)与CTAB物质的量比为4∶1时,制备的VN/C4∶1复合材料具有最优结构:VN颗粒表面形成厚度1~10 nm的均匀碳包覆层,比表面积达244 m^(2)/g,并富含2~6 nm的介孔。该复合材料兼具双电层电容特性和赝电容特性,在100 mA/g电流密度下展现出406.7 F/g的高比电容;即使电流密度大幅提升至5 A/g,比电容仍能保持281.4 F/g,表现出优异的倍率性能。进一步地,以VN/C4∶1为负极、NIO_(x)为正极组装成VN/C4∶1∥NIO_(x)非对称超级电容器。该器件最高比电容达118 F/g,在39.7 Wh/kg能量密度下,功率密度约为502 W/kg;当功率密度提升至3120 W/kg时,能量密度仍维持在21.5 Wh/kg。尤为突出的是,该非对称超级电容器展现出卓越的循环稳定性,经10000次充放电循环后,比电容保持率仍高达88.9%。 展开更多
关键词 碳包覆 氮化钒/碳(VN/C) 复合纳米材料 超级电容器 电极材料
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碳包覆纳米材料应用于电催化氧还原反应研究进展
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作者 薛景伟 张云阁 +1 位作者 吴耿煌 荣峻峰 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第2期518-531,共14页
电催化氧还原反应是燃料电池等清洁能源技术的关键反应,工业上目前普遍采用的是Pt/C催化剂,但Pt/C催化剂存在成本高、稳定性差等问题,亟需开发低成本、稳定高效的氧还原催化剂。碳包覆纳米材料在催化过程中碳壳可以保护金属纳米颗粒,避... 电催化氧还原反应是燃料电池等清洁能源技术的关键反应,工业上目前普遍采用的是Pt/C催化剂,但Pt/C催化剂存在成本高、稳定性差等问题,亟需开发低成本、稳定高效的氧还原催化剂。碳包覆纳米材料在催化过程中碳壳可以保护金属纳米颗粒,避免金属纳米颗粒出现腐蚀、脱落以及团聚等情况,表现出优异的稳定性,已经被广泛应用于催化加氢和电催化氧还原等反应。概述了碳壳与金属内核之间的相互作用,包括碳壳的保护作用、碳壳与金属内核之间的电子作用。梳理了近年来碳包覆非贵金属/贵金属纳米材料应用于电催化氧还原反应的研究进展,着重介绍了提高催化活性的优化策略,主要包括杂原子掺杂、内核金属合金化以及结构优化。最后,对碳包覆纳米材料当前存在的问题进行了归纳,同时指出精确调控碳壳、探索碳包覆多元合金的制备以及优化碳包覆材料的制备方法是碳包覆材料未来的发展方向。 展开更多
关键词 碳包覆材料 稳定性 氧还原反应 非贵金属催化剂 Pt基催化剂
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碳包覆KTiOPO_(4)单晶材料的结构、形貌及储钾性能
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作者 金苏 柏玲 +1 位作者 李子全 黄镇东 《广州化学》 2025年第2期45-51,I0003,共8页
以KTiOPO_(4)为研究对象,为解决其电子电导率低、储钾性能差等关键问题,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为碳源,通过球磨辅助固相烧结法制备了亚微米级碳包覆的KTiOPO_(4)单晶复合材料,以实现同时提高KTiOPO_(4)的电子电导率和电化学储钾性能目... 以KTiOPO_(4)为研究对象,为解决其电子电导率低、储钾性能差等关键问题,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为碳源,通过球磨辅助固相烧结法制备了亚微米级碳包覆的KTiOPO_(4)单晶复合材料,以实现同时提高KTiOPO_(4)的电子电导率和电化学储钾性能目标。利用X射线衍射、扫描和透射电子显微镜、X射线光电子能谱等表征测试了所制复合材料的结构、形貌及元素组成;研究了不同碳化温度下制备的碳包覆KTiOPO_(4)复合材料在5.0 M KFSI电解液中的电化学储钾性能,结果表明,550℃下制备的单晶复合材料展现先出了最为优异的电化学性能。该材料在1 A/g的电流密度下循环500圈,放电容量保持为141.5 mAh/g,容量保持率为95.2%,库伦效率始终维持在99%以上,相较于Pure KTOP材料,循环性能提升了73.9%。 展开更多
关键词 钾离子电池 聚阴离子钛基磷酸盐 负极材料 磷酸氧钛钾 碳包覆
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激光-感应复合加热法制备碳包覆纳米铝粉 被引量：21
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作者 张小塔 宋武林 +2 位作者 郭连贵 胡木林 谢长生 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期333-336,共4页
为了探索固体火箭推进剂的新型燃烧剂,采用激光-感应复合加热法在CH4气和Ar气的气氛下制备了碳包覆铝纳米粒子。对这种纳米粒子进行了X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)的物相、形貌和结构分析,结果表明,该... 为了探索固体火箭推进剂的新型燃烧剂,采用激光-感应复合加热法在CH4气和Ar气的气氛下制备了碳包覆铝纳米粒子。对这种纳米粒子进行了X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)的物相、形貌和结构分析,结果表明,该纳米粒子具有明显的核壳结构。差热分析(DTA)表明了碳包覆纳米铝粉在氧气氛中540℃左右剧烈氧化。简要讨论了碳包覆铝纳米颗粒的形成过程,即碳原子没有溶解在纳米铝颗粒内部,而是在铝颗粒的表面成核长大。 展开更多
关键词 固体推进剂 燃烧剂 碳包覆 纳米铝粉 激光-感应复合加热法
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