自蔓延-热处理工艺制备层状正极材料LiCoO_2

采用自蔓延-热处理工艺制备层状正极材料LiCoO2,研究热处理温度和热处理时间及Li/Co摩尔比对合成产物中LiCoO2的纯度、晶体结构及微观形貌的影响。利用X射线衍射仪和扫描电镜分析合成产物的相组成及其微观形貌,实验结果表明,制备LiCoO2的最佳工艺条件为n(Li)/n(Co)=1.03∶1、n(NH4NO3)/n(Co)=4∶3、n(C6H12N4)/n(Co)=4∶3、热处理温度800℃、热处理时间1.5h,所得产物中LiCoO2相纯度高达99.25%,且晶体具有较好的层状结构。     

Co掺杂改性尖晶石型Li_(1.035)Mn_(1.965)O_4的合成及其电化学性能（英文）

采用湿化学–后续热处理技术,合成了掺钴尖晶石锰酸锂材料。X射线衍射(XRD)分析结果表明,钴的掺入没有改变材料的Fd3m结构。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,所合成的材料颗粒均匀,形貌规整,粒径分布较窄。透射电子显微镜(TEM)结果表明,Li1.035Co0.035Mn1.930O4具有完好的结晶态。充放电测试结果表明,在室温下钴掺杂能够提高材料的电性能。当产物为Li1.035Co0.035Mn1.930O4时,其电性能达到最优:以0.5C充放电,首次放电容量为113 mAh/g,经过100次循环后容量保持率为93.8%,经过4C放电后仍然能够保持0.5C放电容量的76.1%;而未掺钴的Li1.035Mn1.965O4经过4C放电容量仅保持0.5C放电容量的64.8%。电化学阻抗测试结果表明,钴离子的掺杂能够提高锰酸锂材料的锂离子扩散速率。     

Co掺杂对自蔓延-热处理制备β-FeSi_2的影响

采用自蔓延-热处理工艺制备Co掺杂热电材料β-FeSi_2,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析Co含量对自蔓延高温合成产物及其热处理后的相组成及微观组织的影响,并测试了产物的电阻率。结果表明,掺杂Co对自蔓延高温合成球状共晶产物的相组成没有影响;对合成产物进一步热处理后,随着Co掺量的增加,样品中β-FeSi_2的衍射峰强度逐渐增强,但当Co添加量为0.08%时,有CoSi_2生成;对比掺杂与未掺杂Co试样的电阻率,发现前者电阻率有显著的降低,随着Co掺量的增加,在相同温度下,样品的电阻率先降低后升高,且Co添加量为0.05%时,样品纯度最高,电阻率最低。     

Co3O4对钴酸锂结构性能的影响

针对Co3O4 原料以国产替代进口后生产的钴酸锂 (LiCoO2 )电化学性能不稳的问题 ,采用SEM、XRD结构分析和实际锂离子电池评价LiCoO2 的性能 ,研究了Co3O4 原料的化学和物理性能及微观形貌对合成LiCoO2 产品的微观形貌、电化学性能的影响。通过改变烧制工艺 ,使LiCoO2 的容量从12 8提高到 138mAh/g以上 ,10 0次循环容量下降 15 %以下 ,平台下降从 2 5 %降到 16 % ,其电化学性能与使用进口原料相当     

空气氧化法制备FePO_4超细颗粒

采用空气氧化法,以硫酸亚铁和磷酸为铁源和磷源,制备FePO4.2H2O,并在空气气氛下热处理后得到不含结晶水的FePO4粉体,采用X射线衍射、扫描电镜、元素含量分析等对合成产物进行表征。结果表明,当反应原料中铁、磷元素物质的量比为1∶2,反应温度为80℃时,产物为纯FePO4.2H2O,520℃热处理后为FePO4,其他条件下所得产物均含有杂质;聚乙二醇的加入有效抑制了颗粒晶体的长大,改善了颗粒的团聚程度,得到分散均匀的类球形颗粒。     

插入型化合物作为超级电容器电极材料

制备了LiMn2O4、LiCoO2、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2,并将其与活性炭按一定比例混合的复合物作为超级电容器的正极材料,采用X射线衍射、交流阻抗、循环伏安、恒流充放电等测试方法对电极材料和电容器的性能进行了测试.结果表明,当LiMn2O4或LiCoO2含量为50%时,二者与活性炭之间存在良好的协同作用,具有双电层电容和氧化还原准电容,电容器比容量可达到40.52F/g,电压可达到3V,电容性能优于单纯的活性炭或离子插入型化合物.     

十二烷基硫酸钠对溶液燃烧合成多孔Co3O4粉体形貌及磁学性能的影响

采用盐助溶液燃烧合成法制备多孔Co3O4粉体,并对十二烷基硫酸钠(SDS)为辅助盐合成的Co3O4粉体分别在500、600和700℃进行热处理,研究其微观形貌、结构和磁学性能.研究结果表明,燃料中引入SDS作为表面活性剂,起到发泡和细化晶粒的作用,热处理对Co3O4粉体的形貌、结构及磁学性能产生明显影响.在n(Co(NO3)2·6H2O):n(SDS)=1:0.075时合成的Co3O4粉体经700℃热处理后得到了高纯度、空间网状结构好、平均晶粒尺寸为100 nm的纳米晶Co3O4粉体.经500、600及700℃热处理后Co3O4粉体的矫顽力和剩磁逐渐增大,其中700℃热处理后粉体的矫顽力和剩磁最大,矫顽力为316.8 Oe,剩磁为31.5×10-3 emu/g.     

超声沉淀-热分解二步法制备棒状Co3O4纳米粒子

以CoCl2·6H2O和H2C2O4·2H2O为原料,运用超声沉淀法制备前驱体CoC2O4·2H2O,然后在300℃下煅烧前驱体制得棒状Co3O4纳米粒子.结合TG-DSC热分析,X射线衍射仪和透射电子显微镜等表征手段研究了最终产物的结构和形貌.结果显示产物为棒状立方相Co3O4,其直径大约为100nm,长度范围为0.4-2.0μm,并讨论了棒状Co3O4粒子的形成机理.     

钴的价态对Co/Mo/MgO催化剂制备碳纳米管的影响

用溶胶凝胶煅烧法制备的Co/Mo/MgO催化剂中,除了形成Mg(Co)MoO4固溶体,一部分Co元素随着煅烧温度的提高,从Co3O4转变为CoO。在不同钴价态的催化剂上,用CVD法制备了碳纳米管。X射线衍射、电子显微镜、拉曼光谱和TGA表征显示,单壁碳纳米管可能是在Co3O4上生长的,多壁碳纳米管可能是在Mg(Co)MoO4上生长的,而在此场合下CoO并不是制备碳纳米管的有效催化剂。     

α-Al2O3含量对Ni-P复合化学镀层结构及性能的影响

为改善镍磷复合化学镀层的性能,利用X射线荧光光谱、X射线衍射等分析方法研究了α-Al2O3在镀层中的含量对镀层硬度、耐磨性、孔隙率及镀层结构的影响.结果表明:镀液中α-Al2O3加入量小于1 g/L时,随镀液中α-Al2O3浓度的增大,镀层中α-Al2O3的含量提高,镀层硬度与耐磨性增大,孔隙率略有增加;当镀液中α-Al2O3含量为1 g/L时,镀层中α-Al2O3的含量达到最大值4.8%,镀态硬度达到750 HV,约为Ni-P镀层的1.5倍,耐磨性约是Ni-P镀层的5.0倍;镀态镀层为Ni-P非晶与α-Al2O3晶体组成的复合镀层,经400℃热处理1 h后,镀层晶化为Ni3P晶体、Ni基固溶体,表面生成NiO晶体,镀层中α-Al2O3的结构不变.     

Synthesis and Properties of Layered Oxides LiCo_(1-x)Ni_xO_2

The mechanism of LiCo1-xNixO2(x=0, 0.5, 1) synthesis from carbonates or hydrates was studied by thermogravimetric analysis and X-ray diffraction to identify the medium and final products. The synthesis process from carbonates can be divided into two steps. Below 300℃cobalt carbonate and/or nickel carbonate decompose forming oxides. Over 300℃ Li2CO3 decomposes and reacts with Co and/or Ni oxides gradually, as a result Co++ and/or Ni++ areoxidized to Co+++ and/or Ni+++, finally LiCo1-xNixO2 forms. The proportion of cobalt tonickel in the starting mixture and atmosphere during synthesis affects the structure of products.LiCo1-xNixO2(x≤0.5) can be synthesized in air or oxygen and characterized by solid solutionof LiCoO2 and LiNiO2. LiNiO2 can be obtained only from hydrates and in oxygen atmosphere.LiNiOz and LiCo0.5Ni0.5O2 have higher first charge capacity than that of LiCoO2. Their discharge capacity reaches a level with that of LiCoO2 and has reasonable reversibility.     

微波合成锂离子电池正极材料LiCoO2的研究

为了研究锂离子电池的正极材料LiCoO2的新型制备方法,考查了反应原料配比、微波输出功率、微波合成温度和微波加热时间对LiCoO2结构和性能的影响.以LiOH·H2O和Co2O3为反应原料的最佳合成条件:Li/Co摩尔比为1.05∶1,微波输出功率为360W,反应时间为14min,合成温度为800℃.所合成LiCoO2样品均采用XRD和SEM进行表征,结果表明,采用微波合成的LiCoO2样品为单一相层状结构且晶体结构发育良好;样品的充放电循环性能良好,首次循环放电容量为130mAh/g.     

控制结晶法制备球形锂离子电池正极材料的研究进展

球形材料具有堆积密度大、体积比容量高、加工性能好等突出优点. 球形化是锂离子电池正极材料的重要发展方向. 控制结晶法是制备球形材料的理想方法. 本文介绍了控制结晶法的原理, 综述了采用控制结晶法制备球形锂离子电池正极材料---LiCoO₂、LiNi_0.8Co_0.2O₂、LiMn₂O₄、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiFePO₄的研究和发展, 并对球形材料在锂离子电池中的应用前景进行了分析.     

熔融碳酸盐燃料电池LiCoO2涂覆阴极的微观结构和性能

采用溶胶-凝胶技术，制备了LiCoO2涂覆的熔融碳酸盐燃料电池NiO阴极．研究了LiC002涂覆阴极的微观组织和在Li2CO3-K2CO3熔融碳酸盐中的溶解特性，并对其电化学性能进行了测试．结果表明LiCoO2涂层有效地降低了NiO在Li2CO3-K2CO3熔盐电解质中的溶解度和溶解速率，对单电池的性能有所改善，并在一定程度上抑制了Ni在电解质基板中的沉淀．     

沉积时间对LiCoO2晶须有序阵列电极的影响及其电化学性质

在溶胶溶液中通过PAA模板沉积不同时间制备出LiCoO2品须有序阵列．电子显微镜结果显示，沉积较长时间，所得晶须长度较长，分布更均匀，并且结晶程度更好．XRD分析表明得到了层状的LiCoO2结构，电化学测试表明LiCoO2晶须有序阵列电极具有很好的电化学可逆性和较高的容量。     

Co(3)O(4) nanoparticles produced by mechanochemical reactions

Co(3)O(4) nanoparticles have been produced by mechanochemical reactions involving cobalt carbonate, sodium oxide and sodium carbonate. The mechanochemical reactions are carried out during milling at room temperature and the nanoparticles have been obtained without the need for any thermal treatment after the milling operation. The CoO phase is produced in the first 30?min of the mechanochemical process, followed by a second stage of oxidation to Co(3)O(4) which lasts for several hours. Under proper milling conditions the final products were soft agglomerates of ultrafine particles with average sizes between 15 and 20?nm.     

钴镍掺杂锰酸锂的电化学性能研究

采用固相烧结法分别制备了钴掺杂和镍掺杂锰酸锂锂离子电池正极材料,同时制备了纯相锰酸锂进行比较.用电感耦合等离子发射光谱仪、X射线衍射仪、电子扫描电镜和电池性能测试系统对产物的组成、结构特征、微观表面形貌和恒流充放电性能进行了表征.结果表明:所制备的掺杂锰酸锂LiMn0.9 Ni0.1O2、LiMn0.9 Co0.1O2的结晶度高,无杂质相,材料颗粒的粒径均匀、表面光滑;首次放电比容量分别为114.7mAh/g和110.8mAh/g(0.5mA/cm,2.8~4.4V,vs.Li+/Li);50次循环后,放电比容量为107.2mAh/g和103.3mAh/g,50次循环比容量保持率分别达到94.1%和95.4%.     

Er~(3+)掺杂透明微晶玻璃光谱性质的研究

通过高温熔融法和热处理制备了含有-γBi2WO6纳米晶的Er3+掺杂透明硼铋酸盐微晶玻璃.根据X射线粉末衍射结果和Scherrer公式计算得到-γBi2WO6晶粒大小约为15 nm.由于部分Er3+离子取代Bi3+进入-γBi2WO6纳米晶相中,使得Er3+离子在1.5μm的有效发射带宽由78 nm增加到85 nm,同时Er3+离子在4I13/2能级的荧光寿命由0.67 ms增加到1.43 ms.此外,与原始玻璃相比,在Er3+掺杂硼铋酸盐微晶玻璃中观察到强烈的绿光上转换发光,其上转换发光机制可以归为双光子过程.     

A polyol-mediated synthesis of titania-based nanoparticles and their electrochemical properties

Ti-based nanoparticles were prepared in polyol mediums of EG (ethylene glycol) and TEG (triethylene glycol), with heating treatment. Ti-based materials of dried power and heated samples showed average sizes of 4, 10, 3, and 8 nm with spherical shapes and monodispersed state, respectively. The XRD patterns of TiO2 and Li4Ti5O12 materials of dried powder and heated samples were indexed to anatase phase TiO2 (space group: I4(1)/amd) and the spinel phase (space group: Fd3m) except for the dried powder sample of Li4Ti5O12, which was corresponded with amorphous-like characteristics from the X-ray diffraction and electron diffraction pattern of Field emission-TEM analysis. The TiO2 and Li4Ti5O12 samples after heat-treated at 500 degrees C exhibited excellent high rate capabilities at a current density of 0.4 mA/cm2 during extended cycles due to their electrochemically beneficial highly crystalline characteristics, nano-sized (approximately 10 nm), and uniform distributions state.     

Pt元素添加提高LiCoO2的电化学性能

研究了Pt掺杂对LiCoO2电化学性能的影响．以氧化物形式将少量Pt元素引入到LiCoO2中，发现形成了LiCoO2-Li2PtO3-Pt混合化合物系统．比较了纯LiCoO2和该LiCoO2基复合材料的电化学性能，结果显示复合材料具有比纯LiCoO2材料优秀得多的倍率性能，表明Li离子在该复合化合物中有更快的扩散速率，恒电流滴定实验结果也证明了这一点．