锂离子电池正极材料LiNixCo1-xO2的合成

本文采用高温固相法合成锂离子电池正极材料LiNixCo1-xO2,主要探讨了x值及烧成温度对LiNixCo1-xO2的影响。通过XRD、SEM及电化学性能测试(恒流恒压充放电)等对其进行表征。结果表明:焙烧温度为760℃、x=0.8时制备的锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2的结构和电化学性能最好。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状

本文综述了锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的国内外研究现状,在分析尖晶石型LiMn2O4结构和其作为正极材料相关理论的基础上,阐述了合成技术,包括制备方法、合成温度、材料粒径等对LiMn2O4材料性能的影响;并就掺杂改性分析了选择合适的掺杂离子、掺杂量、合成工艺等对材料性能的影响。     

PVP辅助LiMn_2O_4包覆LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料的制备及其电化学性能

采用湿法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助尖晶石型LiMn204包覆LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2复合正极材料(LMO@NCM)。以X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜技术对正极材料的晶体结构、形貌进行表征。采用充放电测试、电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)研究正极材料的电化学性能。结果表明,乙酸锰添加量为1.0%(质量分数)的LMO@NCM正极材料具有高容量、良好的倍率与循环性能。该样品0.2C首次放电容量达182.7 mAh/g,在0.5C倍率下循环50次后其容量保持率为83.7%。PVP辅助的尖晶石型LiMn_2O_4包覆层提高材料的电子导电率,抑制了电极界面的副反应,进而提高了材料的电化学性能。     

Preparation and Electrochemical Property of Li_（1.05）Co_（0.05）VxMn_（1.95-x）O_4 as Cathode Material for Lithium Ion Batteries

采用溶胶-凝胶法合成制备了分子式为Li1.05Co0.05VxMn1.95-xO4（x=0.02、0.05、0.08）的固溶体样品。利用XRD、SEM对材料进行结构形态表征,并以合成的材料为正极材料进行循环伏安（CV）和恒电流充放电测试,结果显示：固溶体Li1.05Co0.05VxMn1.95-xO4具有较好的尖晶石结构,且颗粒分布均匀,晶面光滑。电化学测试结果显示：其具有较好的充放电性能和良好的循环性能,在室温0.5 C充放电倍率下,Li1.05Co0.05V0.05Mn1.9O4材料的初始放电比容量为110.7 mAh/g,且50次循环后,容量保持率为94.6%。     

尖晶石LiCo1+xMn1-xO4（x=0,0.05,0.1）材料的制备及电化学性能的研究

采用固相法制备锂离子正极材料LiCoMnO4尖晶石,其结构属于立方晶系Fd3m空间点群的面心立方结构。研究表明:制得的尖晶石LiCo1+xMn1-xO4粒径较小,且分布均匀,材料电化学性能良好;当x=0、0.05和0.1时,材料的首次放电容量分别为87.0、84.8、77.9 mAh.g-1,20周循环后容量保持率分别为72.3%、76.2%和75.8%,即在LiCoMnO4中以Co部分取代Mn会使得容量略为降低,但可提高其循环性能;同时,可以提高5 V放电平台所占容量的比例,改善尖晶石LiCoMnO4的电化学性能,例如提高了锂离子在材料的扩散速度(LiCoMnO4和LiCo1.05Mn0.95O4的锂离子的扩散系数D分别为2.18×10-6和2.44×10-6 cm2.s-1)。     

锂离子电池阴极材料LiCo_xMn_(2-x)O_4的研究

以甘氨酸为配合剂,用溶胶-凝胶法制备了掺钴的锂离子电池阴极材料LiCoxMn2-xO4,用XRD、SEM等方法研究了掺钴量、烧结温度等因素对LiCoxMn2-xO4的结构、表面形貌及电化学性能的影响,实验结果表明,烧结温度为750℃,x=0.12时,LiCoxMn2-xO4的电化学性能最佳。     

溶胶-凝胶法合成LiMn2O4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子蓄电池正极材料尖晶石结构的LiMn2O4粉体.考察了烧结温度对其结构及电化学性能的影响.随着烧结温度的升高,尖晶石型结构越来越完整,初始放电比容量增大,但循环性能却逐渐变差.在700 ℃下烧结10 h得到了性能较好的LiMn2O4粉体,在电流密度0.1 mA/cm2,截止电压3.5～4.4 V时首次放电比容量为126 mA · h/g,稳定放电比容量达110 mA · h/g,适合作为锂离子电池的正极材料.     

Li_(1.02)Mn_(1.92)Al_(0.02)Cr_(0.02)Mg_(0.02)O_(4-x)F_x尖晶石正极材料的研究

采用溶胶-凝胶法合成了复合离子掺杂的尖晶石型锰酸锂Li1.02Mn1.92Al0.02Cr0.02Mg0.02O4-xFx(x=0,0.06)正极材料,并用XRD、CV、EIS和充放电测试等研究了其结构和电化学性能。结果表明,F与金属离子(Li、Al、Cr、Mg)的复合掺杂不仅提高了材料的比容量,还增加了尖晶石结构的稳定性,改善了材料的循环性能和可逆性能;充放电测试结果表明,Li1.02Mn1.92Al0.02Cr0.02Mg0.02O3.94F0.06具有优越的循环性能,常温下,以1/3C充放电的首次放电容量及50个循环后的容量保持率分别为117.9 mAh/g,96.9%。     

尖晶石型Li_(1.02)Ni_(0.05)Mn_(1.93)O_(4)正极材料的合成及电化学性能EI北大核心CSCD

采用无焰燃烧法在500℃燃烧反应3 h并在700℃二次焙烧3、6、9 h和12 h合成了尖晶石型Li_(1.02)Ni_(0.05)Mn_(1.93)O_(4)(LNMO)正极材料,研究了焙烧时间对LNMO正极材料结构、形貌、电化学性能以及动力学性能的影响。制备的所有样品均具有LiMn2O4的尖晶石型结构,并且随着焙烧时间的延长,样品的颗粒尺寸逐渐增大,结晶性逐渐增强。焙烧时间为6 h样品(LNMO-6)展现出较为优异的电化学性能,在1 C,该样品的首次放电比容量为118.7 m A·h/g,经200次充放电循环后其容量保持率为87.0%,甚至在5 C和10 C高倍率下循环1000次后仍具有76.3%和75.5%容量保持率。循环伏安和电化学阻抗测试结果表明:样品LNMO-6具有最大的Li+扩散系数(3.74×10^(-15) cm^(2)/s)以及最低的表观活化能(22.72 k J/mol)。     

阴阳离子复合掺杂型Li_(1+x)Mn_(2-x)O_(4-y)F_y的合成机理研究

以LiNO3、LiF和醋酸锰为原料,采用柠檬酸络合法,通过控制原材料配比,在750℃下,制备出尖晶石型系列Li1+xMn2-xO4-yFy电极材料。运用等离子体发射光谱法和电位分析法相结合的分析手段测定材料的实际组成,通过分析试样的IR和XRD谱图参数、氟和锂掺杂量与锰的平均氧化数以及材料晶胞常数的变化关系,研究了氟的掺杂取代机理,并得出掺杂的氟取代λMnO2骨架中氧的结论;结合合成材料前驱体的TGA DTA谱图,阐述了Li1+xMn2-xO4-yFy的形成过程。     

Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx复合材料制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法在长余辉发光材料(Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+)的表面包覆TiO2-xNx。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的结构,形貌进行了表征;并研究了Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx复合材料对甲基橙的光催化降解性能。     

熔铁催化剂活性与其母体铁氧化物形态和组成的关系(Ⅰ)母体铁氧化物活性次序

以磁铁矿和还原剂为原料采用高温熔融法分别制得Fe_3O_4、FeO和二者不同比例的混合物,研究了FeO的非化学整比性、氧化性和亚稳定性以及以这些氧化物为母体的熔铁催化剂的活性。发现铁氧化物还原后催化合成氨的活性次序为Fe_(1-x)O＞Fe_3O_4＞Fe_2O_3＞任何两种氧化物的混合物。     

溶胶-凝胶法制备镍锌铁氧体及其电磁损耗性能

以Zn(NO3)2×6H2O, Ni(NO3)2×6H2O, Fe(NO3)3×9H2O及柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备前驱体,在1200℃下对其煅烧3 h,合成了NixZn1-xFe2O4(x=0, 0.3, 0.5, 0.7)铁氧体. 产品表征结果表明,所有NixZn1-xFe2O4均属立方晶系尖晶石结构,结晶完整,在580 cm-1附近均具有铁氧体的红外吸收特征峰,晶粒大小均在100 nm左右. 在0.2~1.8 GHz测试频率范围内,Ni0.7Zn0.3Fe2O4和Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体对电磁波的吸收损耗性能相对较好,Ni0.7Zn0.3Fe2O4的电磁损耗角正切值tgd为0.67~1.59, Ni0.5Zn0.5Fe2O4为0.37~1.51,随Ni含量增加,其电磁损耗逐渐增强.     

单分散GdxY2-xO3：Eu^3＋纳米颗粒的制备及其荧光性能

本文采用均相沉淀法制备了单分散GdxY2-xO3:Eu3 纳米颗粒,并利用SEM,TEM,XRD和荧光光谱对产品的形貌,晶体结构和荧光性能进行了表征.结果发现适量Gd3 的加入对Y2O3:Eu3 的发光具有显著的增强作用.同时达到最大荧光强度所需的价格较贵的Gd3 用量,也从燃烧法的80%大幅减少到20%.另外,本文还进一步研究了Eu3 浓度对纳米颗粒荧光性能的增强效果.     

碳包覆对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4电化学性能的影响

以蔗糖为碳源,采用溶液沉积-真空热解法制备了LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/C复合材料。用热重与差热分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析及电化学测试等手段对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/C的微观结构、表面形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,蔗糖热分解后在LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4颗粒的表面包覆形成了一层无定形碳。无定形碳可以有效阻止LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4颗粒的聚集,增加电极的导电面积,降低电池极化,从而改善LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的电化学性能。与未包覆的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4粉末相比,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/C复合材料具有更高的可逆容量、更稳定的循环性能和更好的倍率性能。0.2C放电时,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/C复合材料的首次放电容量达到144.8mA.h.g-1,经60次循环后平均每次循环的容量损失仅为0.0081%。而1.0C和2.0C放电时,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/C复合材料的首次放电容量分别保持在131.9mA.h.g-1和122.4mA.h.g-1。     

掺杂型尖晶石LiMn_(2-x)Mg_xO_(3.97)F_(0.03)(x=0.05,0.1)的合成与性能研究

采用"熔融浸渍法"合成了Mg和F共掺杂的不同温度下的锂离子电池正极材料Li Mn2-xMgxO3.97F0.03(x=0.05,0.1);煅烧温度为700,750和800°C。通过XRD对样品进行测试,样品为单一尖晶石结构的物相;并用SEM测试,对样品进行了形貌研究。用所制备的材料作为正极材料组装了模拟锂离子电池;在室温下进行恒电流充-放电性能测试,测试条件为3.3~4.3 V和0.2mA/cm2电流密度。随着材料制备温度的升高,电池的初始放电容量有逐渐增加的趋势,但充放电循环的容量损失也逐渐增加;氟掺杂量一定,镁掺杂量较多时,对应温度下煅烧的样品的结晶程度较好,样品的电化学性能也较好。在800下°C样品Li Mn1.9Mg0.1O3.97F0.03初始容量高达108 mAh/g,60次充放电循环后,其容量保持率高达81%,具有优良的循环稳定性能。     

锰锌铁氧体空心纤维的制备及其磁性能

以柠檬酸及金属盐为原料,采用有机凝胶-热分解法制备出Mn1-xZnxFe2O4(x=0.2～0.8)铁氧体空心纤维.通过Fourier红外光谱、热重-差示扫描量热仪、X射线衍射和扫描电镜分别对凝胶前驱体的结构、热分解过程及热处理产物的物相和形貌进行了表征,用振动样品磁强计对纤维的磁性能进行了检测.结果表明:所得Mn1-xZnxFe2O4铁氧体空心纤维的晶粒尺寸约为10nm,纤维表面光滑、致密,直径在0.5～5.0 μm之间,且具有较大的长径比.纤维的饱和磁化强度和矫顽力以及平均晶粒尺寸都随焙烧温度的升高和保温时间的延长而增大,400℃热处理制得的Mn-Zn铁氧体纤维由于其晶粒粒径小于临界尺寸而表现出超顺磁特征.随Zn含量的提高,纤维的饱和磁化强度先增加后减小,在x=0.63附近达到最大值,而矫顽力在x=0.43左右达到最小值.具有形状各向异性的Mn-Zn铁氧体空心纤维的矫顽力明显高于经相同工艺制得的同组分粉体的矫顽力.     

Li4+xMxSi1-xO4(M＝Fe,Cr)离子导电材料的制备与电导性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Li4+xMxSi1-xO4(M=Fe,Cr)离子导体材料,并对样品的结构及其电导率用TG-DTA、XRD和交流阻抗仪进行了观察和测试。结果表明,采用该方法可大大降低材料的合成温度,且M(M=Fe,Cr)的掺入有利于提高材料的离子电导性。     

低碳烯烃叠合法柴油合成催化剂的研究与探讨

探讨了Fe2/3xNi1-xSO4-助剂/g-Al2O3催化剂对丙烯叠合柴油反应的催化性能.考察了Fe/(Fe Ni) 原子分率和SO2-4/(Fe Ni)摩尔比的影响及加入助剂的效果,发现Fe/(Fe Ni) 原子分率0.72和SO2-4/(Fe Ni)摩尔比在1.2～2.2,催化剂活性和选择性最高.加入助剂P2O5效果较好.通过NaOH对催化剂的中毒及其对催化活性的关联,证明该催化剂上的丙烯叠合反应是以酸催化反应机理进行.     

新型纳米铌酸钙光催化剂的制备及其性能研究

该研究以溶剂热合成法为制备方法,通过摸索不同的反应条件,制备了一系列铌酸钙光催化纳米材料。利用XRD、TEM、UV—Vis分析手段对所得产品进行了形貌和结构表征,并通过气相光催化降解甲醛及液相光催化降解染料罗丹明B实验研究了纳米铌酸钙的光催化活性,结果表明利用此方法在160℃、13h的条件下,水热制备的纳米Ca2Nb2O7粒径为10nm左右,具有良好的光催化活性。