液相还原法结合高温烧结制备正极材料LiFePO4/C

以LiOH·H2O为锂源,草酸(H2C2O4·2H2O)为还原剂,采用液相还原法制得LiFePO4的前驱体,再结合短时间高温烧结,制备了锂离子电池正极材料LiFePO4/C.研究了不同碳源、FePO4·xH2O(x=0,2,4)以及不同烧结时间对所制备LiFePO4/C正极材料电化学性能的影响.结果表明,最佳制备条件是...     

锂离子电池混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4电化学性能研究

采用湿法球磨制备了锂离子电池用混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电测试、循环伏安测试(CV)和电化学阻抗谱测试(EIS)方法研究了混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的电化学性能。结果表明：混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的晶体结构完好,碳包覆的纳米LiFePO4颗粒较好地包覆在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2表面。含质量分数15% LiFePO4的混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4电化学性能优良,0.2C首次充放电比容量为181.40 mAh?g–1,首次充放电效率为90.79%;1.0C循环50次后放电比容量为169.89 mAh?g–1,容量保持率为97.80%;3.0C循环5次后的放电比容量为162.22 mAh?g–1,容量保持率仍有89.43%;60 ℃高温存储7 d后,容量保持率和容量恢复率分别为86.48%和97.32%。     

尖晶石型LiMn_(2-x)Ga_xO_4的合成及电化学性能研究

为了提高锂离子电池尖晶石锰酸锂正极材料的循环性能和倍率性能,采用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备了LiMn2–xGaxO4(x=0,0.02,0.05,0.07)正极材料。研究了Ga掺杂对所制材料性能的影响。结果表明:制得的LiMn2–xGaxO4具有单一的尖晶石结构。当Ga3+掺杂量为x=0.05时,LiMn2–xGaxO4首次放电比容量为117.1 mAh/g,经过95次循环后,放电容量保持率高达97.9%;在高倍率4C条件下,首次放电比容量为100.9 mAh/g,30次循环后放电比容量为102.4 mAh/g,具有优异的倍率性能。     

纳米非晶态Ni(OH)_2电极材料的稀土掺杂改性研究

为了提高镍基二次电池正极材料的电化学性能,采用微乳液快速冷冻沉淀法制备出稀土Ce掺杂纳米级非晶态氢氧化镍粉体材料.采用Raman,XRD,SEM和TEM对其结构形态进行了表征分析,采用交流阻抗谱(EIS)和充放电性能对其电化学性能进行了测试.结果发现,掺入适量的Ce可以进一步增强纳米非晶态氢氧化镍的无序性并且使颗粒细化,进而使其电化学反应的电荷转移电阻降低,电化学活性明显增强.样品作为MH-Ni电池正极材料以0.2 C充放电,终止电压为1.0 V,当掺杂Ce的质量分数为4%时,其放电比容量达到336.7 mAh/g,这明显高于晶态β-氢氧化镍电极材料289 mAh/g的理论容量,说明纳米非晶态氢氧化镍作为高活性电极材料具有很好的应用前景.     

添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷的LiFePO_4/C的制备及性能

采用固-液相球磨法,在原料中加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH—550)为分散剂和掺杂剂,制备了LiFePO4/C正极材料。用XRD,SEM及电化学综合测试仪研究了所制材料的结构、表观形貌及电化学性能。结果表明:制备的LiFePO4为标准的橄榄石型结构,添加KH—550后,颗粒无团聚现象,材料的倍率性能和循环性能明显改善:在0.1 C时,首次放电比容量达到157.9 mAh/g,,比未添加KH—550样品高出6.5 mAh/g,,5 C倍率放电时,容量保持在110.3 mAh/g。经过100次循环后,容量保持率为97.3%,比未添加KH—550样品高出6.4%。     

碳改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的电化学性能

采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4微粉,并采用热裂解法在其表面进行了碳包覆。通过XRD、SEM、TGA分析和充放电测试研究了包覆后粉体的晶体结构、形貌、包覆量和电化学性能。测试结果表明:合成的碳包覆LiMn2O4材料为单一的尖晶石型结构,碳包覆有效降低了Jahn-Teller畸变和锰在电解液中的溶解,提高了材料的电化学性能。以0.1C倍率充放电时碳包覆LiMn2O4的初始充放电比容量为123.1 mAh/g,循环20次后容量保持率为96%。     

正极材料LiFe0.8Mn0.2-xLaxPO4/C的制备及其电化学性能研究

采用固相法制备了LiFe0.8Mn0.2-xLaxPO4/C(x=0,0.025,0.050)复合材料.通过XRD、SEM和恒流充放电测试对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行研究.结果表明少量的La掺入并未影响到LiFe0.8Mn0.2PO4/C的晶体结构,但显著改善了材料的电化学性能.LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在0.1C,0.5C,1C,2C和5C倍率下的首次放电比容量分别为154.7,145.0,135.3,125.4和118.1mAh/g,此外,材料还表现出较好的循环性能,LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在1C倍率下循环30次后,容量保持率为99.5％.     

正极材料LiFe0.8Mn0.2–xLaxPO4/C的制备及其电化学性能研究

采用固相法制备了LiFe0.8Mn0.2–xLaxPO4/C(x=0,0.025,0.050)复合材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明少量的La掺入并未影响到LiFe0.8Mn0.2PO4/C的晶体结构,但显著改善了材料的电化学性能。LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在0.1C,0.5C,1C,2C和5C倍率下的首次放电比容量分别为154.7,145.0,135.3,125.4和118.1 mAh/g,此外,材料还表现出较好的循环性能,LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在1C倍率下循环30次后,容量保持率为99.5%。     

流变相辅助碳热还原法制备LiFePO_4/C

以Fe2O3、LiH2PO4为原料,蔗糖为碳源,草酸为添加剂,采用流变相辅助碳热还原法制备了LiFePO4/C复合材料。研究了草酸添加量、烧结温度以及碳含量对所制LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。结果表明:通过适量草酸可有效提高LiFePO4/C的电化学性能,并且当草酸添加量为LiH2PO4摩尔量的1.5倍、烧结温度为700℃、碳质量分数在8.8%左右时,所制材料表现出最佳电化学性能:其0.2C倍率下放电比容量可达154 mAh/g;5.0C高倍率下具有约120 mAh/g的可逆放电比容量;1.0C倍率下循环充放电1 000周容量保持率达98%。     

LiFePO4涂层厚度对锂离子电池电化学性能的影响

以LiFePO_4为正极材料制备不同电极涂层厚度的扣式半电池,利用恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等测试手段对电池电化学性能进行了测试,探讨了涂层厚度对电池充放电性能、循环性能、阻抗等的影响,并结合阻抗谱图拟合分析Li~+在极片内的扩散速率,揭示了涂层厚度影响电化学性能的作用机制。研究结果表明:涂层厚度增加,一方面使得锂离子的传递距离加长,另一方面在同等压实压力作用下得到的涂层孔隙率有所增加,造成实际传质路径减小,因此存在最佳厚度以实现最优电化学性能。在实验研究范围内,当涂覆湿膜厚度为120μm时,锂离子表观扩散系数达1.76×10~(-12 )cm~2/s,表现出最优的电化学性能,1C的充放电倍率下,首次放电比容量可达145.8 mAh/g。     

PSS掺杂对PEDOT电化学性能的影响

以聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)为掺杂剂,三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,通过化学氧化法制备了PEDOT/PSS复合物。利用傅里叶红外光谱表征了所制复合物的组成,通过循环伏安、交流阻抗及恒电流充放电测试研究了反应物摩尔比r(EDOT:PSS)对产物比容量的影响。实验结果表明适量添加PSS可以改善复合物的电容性能。在0.5 mol/L的Na2SO4水溶液中,纯PEDOT材料的比容量可达60 F/g,但其在快速充放电条件下有明显衰减,而摩尔比r(EDOT:PSS)=1:0.5时制备的复合材料比容量则能保持较好的稳定性。当摩尔比r(EDOT:PSS)增大至1:2时所得复合物电容性能下降。     

不同碳源包覆LiFePO_4正极材料的合成及电化学性能

采用单一碳源和复合碳源,以固相反应法合成了碳包覆型LiFePO4正极材料。借助ECT、XRD、SEM和循环伏安仪对LiFePO4正极材料进行了表征,研究了不同包覆碳源对所制LiFePO4正极材料电化学性能的影响。结果表明,与使用其他碳源相比,在使用六次甲基四胺与蔗糖作为复合碳源时,LiFePO4正极材料的包覆碳量降低了40%左右;首次可逆放电容量提高了20%左右,达到141mAh/g;循环20次后的容量保持率提高了2%左右。由该种LiFePO4正极材料制作的锂离子电池具有较好的自我修复能力。     

Sr_(1-x)Ba_xBi_4Ti_4O_(15)铁电陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了Sr1–xBaxBi4Ti4O15(x=0～1.0)铁电陶瓷,研究了Ba取代量对其烧结性能和介电性能的影响。结果表明,适量Ba取代促使陶瓷样品烧结温度由1240℃降至1130℃左右,tanδ降至20×10–4,体积电阻率ρv提高一个数量级,同时居里峰显著展宽,居里温度tC下降。当x=0.7时,在1130℃烧结6h获得的陶瓷样品综合介电性能较好:εr≈150,tanδ=53×10–4,ρv=1.7×109Ω·m,tC≈430℃。     

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池体系的性能研究

采用高温固相法合成了锂离子电池用正极材料LiNi0.5Mn1.5O4和负极材料Li4Ti5O12。通过XRD和SEM分析,并借恒电流充放电和循环伏安法测试了LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12电池体系的电化学性能。结果表明:LiNi0.5Mn1.5O4和Li4Ti5O12均为尖晶石结构,LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12电池具有良好的充放电循环可逆性,以0.5C倍率充放电,首次放电比容量可达124.31mAh·g–1,充放电循环50次后,放电比容量在116mAh·g–1以上,容量保持率为93.32%。     

Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷的合成与性能研究

利用醇盐溶胶-凝胶法合成（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4陶瓷（x=0.1-0.9）。差热分析结合XRD分析表明（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4的成相温度在800℃附近,1 150℃预烧粉体后,获得粒径为40-50 nm的Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷粉末。复相陶瓷的最佳烧结温度在1 250℃-1 300℃,烧结过程中,部分组分产生了MgSiO3杂相。当x=0.6时,在1 250℃烧结后陶瓷的介电性能最优如下：εr=6.66,Q×f=174 800 GHz,τf=-38.7 ppm/℃,是一种有望应用于毫米波频段的新型介质陶瓷材料。     

Ba_5(Nb_(1-x)Sb_x)_4O_(15)微波介电陶瓷的低温烧结

添加质量分数为1%的H3BO3为助烧剂。研究了Ba5(Nb1–xSbx)4O15(0≤x≤0.2)陶瓷的烧结特性、显微结构和微波介电性能。结果表明:当x≤0.15时,该类陶瓷可在900℃附近烧结,并伴有少量BaSb2O6和BaB2O4相;随着x从0增加到0.2,εr和τf均有较大幅度下降;Q.f先升后降。在900℃烧成温度下,x为0.15的陶瓷获得较好的微波介电性能:εr为29.21,Q.f为13 266 GHz,τf为11×10–6℃–1,并能与Ag电极很好相容,基本满足LTCC工艺的要求。     

Nb掺杂对Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷铁电性能的影响

采用固相反应法制备了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2(x=0～0.090,BTN)铁电陶瓷,研究了Nb掺杂量对BTN陶瓷铁电性能的影响。结果表明,适量的Nb掺杂可显著提高材料的剩余极化强度Pr,一定程度上降低矫顽场强Ec,并减小BTN陶瓷的平均晶粒尺寸(1～2μm)。当x=0.045时,陶瓷的综合性能较好,即有较高的2Pr(0.27×10–4C/cm2)和较小的2Ec(7.43×104V/cm),其剩余极化强度与未掺Nb的Bi4Ti3O12陶瓷相比,提高了近3.8倍。     

sol-gel法制备镉掺杂铁酸镧气敏材料

研究了气敏材料的制备条件、相组成、电导和气敏性能。结果表明:固溶体La1–xCdxFeO3(0≤x≤0.15)呈典型的p型半导体。270℃操作温度下,掺杂x(Cd2+)为25%的LaFeO3材料(700℃下热处理4h)对浓度为4.5×10–5mol·dm–3的C2H5OH的灵敏度达81.5。有望开发为一类新型的酒敏传感器。