锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3研究进展

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3具有环保、安全性能好、成本低廉、结构稳定、电化学性能较好等特点,吸引了研究者的广泛关注。本文对Li3V2（PO4）5的结构、制备方法和电化学性能的研究现状进行了综述,并对其进行了展望Li3V2（PO4）5很有希望产业化,进而取代目前市场上的主流材料LiCoO2。     

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3研究进展

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3具有环保、安全性能好、成本低廉、结构稳定、电化学性能较好等特点,吸引了研究者的广泛关注.本文对Li3V2（PO4）5的结构、制备方法和电化学性能的研究现状进行了综述,并对其进行了展望.Li3V2（PO4）5很有希望产业化,进而取代目前市场上的主流材料LiCoO2。     

磷酸铁锂和磷酸钒锂复合正极材料研究进展

自锂离子电池被发现以来,对锂离子电池的正极材料的研究也趋于白热化.继LiCoO2之后兴起了一系列可以作为锂离子电池正极的材料.由于稳定性好,安全性能高,绿色环保而且资源比较丰富,LiFePO4和Li3V2(PO4)3成为锂离子正极材料的候选材料之一,也是现在的研究重点.此文章主要对LiFePO4和Li3V2(PO4)3的结构特点,二者复合材料的复合机制以及电化学性能进行论述,并对LiFePO4和Li3V2(PO4)3复合锂离子电池正极材料的应用及发展方向进行说明.     

铜（Ⅱ）掺杂Li3V2（PO4）3/C的结构与性能

用一步碳热还原法制备了Li3V2-xCux(PO4)3/C(x=0.00、0.02、0.05、0.08、0.10、0.15)复合正极材料,并研究了掺杂对材料结构、微观形貌、充放电性能的影响。结果表明掺杂少量铜(Ⅱ)不会影响材料Li3V2(PO4)3的基本结构,但会在Li3V2(PO4)3中形成电子缺陷,提高晶体内部原子的无序化程度,降低极化和电荷转移电阻。从而改善材料的电化学性能。Li3V1.98Cu0.02(PO4)3/C的10 C放电容量比Li3V2(PO4)3/C提高了20 mA.h/g,具有较好的倍率性能。     

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究进展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)具有更高的Li+扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一。综述了近年来Li3V2(PO4)3的主要合成方法、充放电机理及其掺杂改性的研究现状,并且对Li3V2(PO4)3的发展趋势进行了展望。     

离子掺杂对Li_3V_2(PO_4)_3/C电化学性能的影响

采用溶胶-碳热还原法制备了Li3V2-xMx(PO4)3/C(M=Ti,Fe,Ce;x=0.06)复合正极材料,通过XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗等测试方法研究了Ti4+、Fe3+和Ce3+适量掺杂对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:Ti4+、Fe3+和Ce3+的适量掺杂并未改变材料结构,对材料形貌也未产生明显的影响,但可以在一定程度上降低一次颗粒的尺寸,提高材料的电导率。所有掺杂材料的充放电性能和循环稳定性明显改善,其中Li3V1.94Fe0.06(PO4)3/C表现出最优的电化学性能。     

电池正极材料Li3V2-2x/3Mnx（PO4）3/C的制备及性能研究

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3、(CH3COO)2Mn.4H2O原料,以葡萄糖和抗坏血酸为复合还原剂及碳源,通过常温还原-低温烧结法制备锂离子电池正极材料Li3V(2-2x/3)Mnx(PO4)3/C(x=0,0.03,0.06,0.09,0.12)。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试对该正极材料的物相、结构、微观形貌以及电化学性能进行了表征。结果表明,Mn2+的掺杂对磷酸钒锂电化学性能的发挥影响很大,其中当锰掺杂量x=0.09时材料表现出最佳的电化学性能,0.2 C倍率条件下首次放电比容量131 mAh/g,循环50次后容量衰减仅为4.02%。     

氟化磷酸钒钠在钠离子电池中的应用进展

钠离子电池具有安全性高、钠资源丰富、成本低等独特优势,引起了人们的广泛关注.构建具有良好电化学性能的钠离子电池的关键之一就是正极材料的选取,氟化磷酸钒钠[Na3V2(PO4)2F3]因其结构稳定性好、离子输运快、工作电位高等特点被认为是一种很有前途的正极材料.但电导率较低,使其电化学性能较差;制备成本较高,阻碍了其大规模应用的发展.综述了在提升Na3 V2(PO4)2 F3电化学性能方面的措施,主要包括改进制备方法、离子掺杂、表面包覆等.为今后高性能Na3 V2(PO4)2 F3的合理设计提供了很好的参考.     

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的研究进展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂（Li3V2（PO4）3）具有更高的Li＋扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一.综述了近年来Li3 V2（PO4）3的主要合成方法、充放电机理及其掺杂改性的研究现状,并且对Li3V2（PO4）3的发展趋势进行了展望.     

锂离子电池正极材料Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C的合成及性能表征

以LiH2PO4、LiF和V2O5为原料,蔗糖为还原剂,用碳热还原法合成了Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C(x=0、0.02、0.05、0.08、0.10和0.15),并用X射线衍射、Fourier变换红外光谱、循环伏安、交流阻抗谱和恒流充放电技术研究了F-掺杂对材料结构和电化学性能的影响.结果表明:F-掺杂Li3V2(PO4)3/C与纯Li3V2(PO4)3/C均为单斜结构,但少量的F-掺杂可提高电极反应可逆程度和电导率,降低电荷传递阻抗;在所得的F-掺杂材料中,Li3V2[(PO4)0.95F0.05]3/C具有较好的电化学性能.在3.0～4.2V (vs.Li/Li+)循环时,电极的0.5C放电容量为124.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率为98.5％,15C下的放电容量为84.7mA·h/g,50次循环后容量保持率为97.4％,而Li3V2(PO4)3/C的仅为59.2 mA·h/g和89.0％.     

高密度LiFePO4正极材料的合成与性能

以高温固相法制备了高密度的LiFePO4正极材料,利用XRD、SEM、粒度分析、交流阻抗以及充放电测试等方法研究了前驱体Li3PO4和FePO4的比例与LiFePO4的物理性能和电化学性能的关系。其中,在Li3PO4与FePO4物质的量比为3：2时,制备的LiFePO4正极材料振实密度高达1.4g／cm^3,以0.1C放充电时,其首次放电比容量为159.0mA·h／g,体积比容量为222.6A·h／L,循环25次后,容量保持率达94.0％。     

层状纳米晶Mn_3(PO_4)_2·3H_2O的室温固相合成及表征

以MnSO4.H2O和K2HPO4.3H2O为原料,在表面活性剂聚乙二醇(PEG)-400的存在下,通过室温下研磨反应物进行固相反应,然后在室温下保持混合物5 h,接着用水洗去混合物中的可溶性无机盐并于80℃下干燥,即得层状纳米晶Mn3(PO4)2.3H2O。产品Mn3(PO4)2.3H2O和它的热分解产品用TG/DTA,IR,XRD,SEM,UV-V is和磁化率表征。结果表明,80℃下干燥5 h所得的产品具有高的结晶度[空间群Pmnm(59)],其平均一次粒径为19 nm,平均夹层距离为0.811 2 nm。产品Mn3(PO4)2.3H2O的磁化率分析表明该化合物具有铁磁性质,其铁磁排序温度约为17 K。     

稀土Nd~(3+)与Cu~(2+)掺杂非晶态纳米Ni(OH)_2材料的电化学性能

晶态氢氧化镍[Ni(OH)2]在碱性电解液中易发生相变,影响其电化学性能。文中采用微乳液快速冷冻共沉淀法制备Nd3+和Cu2+复合掺杂非晶态纳米Ni(OH)2粉体材料,并对其结构形貌及物理特性进行表征分析。结果表明,制备出的非晶态Ni(OH)2样品材料,微结构含有较多结晶水,物相近似球形,粒径大小在20—30nm。对样品电极材料的电化学性能测试发现,掺杂Nd3+和Cu2+的摩尔比为2∶1时,所制备的样品材料合成镍电极,并组装成MH-Ni模拟电池,在恒电流80mA/g下充电6h,40mA/g放电,终止电压为1.0V的充放电条件下,放电比容量高达348.0mA.h/g,放电中值电压为1.2723V,同时样品电极材料的氧化还原可逆性较好,电极过程的电化学阻抗较小。电化学性能优于目前MH-Ni生产应用的晶态β-Ni(OH)2电极材料。     

复合烧结助剂对Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结与性能研究

研究了以Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3(CLST-0.7)为基料,复合添加10 wt%CaO-B_2O_3-SiO_2(CBS)、4 wt%Li_2O-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和0～2 wt%CuO氧化物为烧结助剂的微波介质陶瓷的低温烧结行为及微波介电特性.结果表明:随着CuO添加量的增加,陶瓷体积密度、介电常数ε_r、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值,都呈先增加后降低,频率温度系数τ_f呈降低的趋势.添加10 wt%CBS、4.0 wt% LBSCA和1.0 wt%CuO的CLST-0.7微波介质陶瓷,在900 ℃烧结5 h具有较佳的微波介电性能:ε_r ＝ 67.31,Qf ＝ 2197 GHz,τ_f＝40.28 ppm/℃.     

介孔Ag_3PO_4光催化剂的制备及其光电性能研究

将水热和化学合成法两种方法用于制备具有介孔结构的Ag3PO4光催化剂。运用XRD、SEM、N2吸附-脱附曲线、紫外-可见漫反射光谱、光催化降解等技术手段对介孔Ag3PO4的形貌结构、光电性能等进行表征。实验结果表明,化学合成法制备的Ag3PO4材料具有明显有别于普通Ag3PO4颗粒结构和表面形貌,且材料的吸收边发生红移,带隙能减小,对可见光吸收增大。此外,光电性能测试表明,介孔Ag3PO4具有比普通颗粒Ag3PO4更高的光生电流密度,光响应更好。与普通的Ag3PO4颗粒相比,此方法制备的介孔Ag3PO4材料对2,4-二氯苯酚的光降解效率显著提高,光催化活性增大。     

电工钢表面耐高温绝缘无机涂层的制备和表征

以磷酸和氢氧化铝为原料在90～100℃合成二聚磷酸三氢铝,将硅酸钠,草酸按一定比例加入到二聚磷酸三氢铝溶液中制备成粘度为0.16～0.2Pa.s的涂液。用浸渍提拉法在清洗过的电工钢表面涂覆,自然干燥12h后,经退火炉在600℃热处理1min得到耐高温绝缘涂层。用X射线衍射分析(XRD)、差热分析(DTA)、热重分析(TG)及显微镜研究了涂层组成变化。用Franklin烧损试验表征了涂层的绝缘能力。结果表明,磷酸和氢氧化铝比例为3.3∶1时生成二聚磷酸三氢铝产率最高,性能最稳定。硅酸钠的加入既可以加强涂层的结合力又可以改善涂液的分散性。螯合剂的加入使涂料稳定存放。涂层在300℃稳定使用。最高使用温度可达600℃。     

聚合物-无机层状氧化物纳米复合材料的研究进展

本文以MoO3、V2 O5等无机层状氧化物为研究基础 ,评述了聚合物—无机层状氧化物纳米复合材料的制备方法 ,分析了其结构特征 ,研究表明这类纳米复合材料仍为层状结构 ,且层间距增大 ;同时分析了其性能特征及其在电致变电材料和阴极材料中的主要应用 ,并指出目前该研究领域的前沿问题 ,最后展望了这类复合材料的发展前景。     

溶胶-凝胶制备Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃的研究进展

Li2OAl2O3SiO2系统微晶玻璃由于其膨胀系数低,耐高温及抗热冲击性等优异性能而受到广泛重视。本文主要介绍了溶胶凝胶工艺原理、制备过程,及在Li2OAl2O3SiO2系微晶玻璃上的应用,最后简述了Li2OAl2O3SiO2系微晶玻璃的应用现状。     

Importance of site isolation in the oxidation of isobutyric acid to methacrylic acid on iron phosphate catalysts

Isobutyric acid (IBA) oxidative dehydrogenation to methacrylic acid (MAA) reaction has been studied for a wide variety of iron (hydrogen) phosphates catalysts and mechanical mixtures of several of these phosphates. It was observed that the reaction needs high amounts of water, typically 10–12 mol water per mol IBA, to get stable, active and selective catalysts and follows a Mars and van Krevelen mechanism, as schematised below: $$Fe_3^3+ (PO_3 OH)_3 (PO_4) + (x/2)IBA \to Fe_{3-x}^{3+} Fe_x^{2+} (PO_3 OH)_{3+x} (PO_4)_{1-x} + (x/2)MAA$$ $$Fe_{3 - x}^{3 + } Fe_x^{2 + } (PO_3 OH)_{3 + x} (PO_4 )_{1 - x} + (x/4)O_2 \to Fe_3^{3 + } (PO_3 OH)_3 (PO_4 ) + (x/2)H_2 O$$ The best catalysts were found to be composed of trimers of face sharing FeO₆octahedra, isolated one from the others by cationic vacancies and bounded to the next row by PO₄tetrahedra. Solids having dimers or long chain octahedra are also active but less selective. Theoretical calculations showed that this corresponds to an electron hopping from one Fe²⁺to the next Fe³⁺cation during the redox mechanism for a trimer, while no electron hopping occurs for dimers and whereas it occurs all over the Fe cations for infinite octahedra chains. The presence of such vacancies and, to a lesser extent, of excess phosphorus at the surface, as shown by XPS analysis, exemplifies the site isolation concept in partial oxidation reactions. At variance, the cooperation effect between several phases was not observed.     

锂离子电池正极材料钒酸锂的研究进展

介绍了Li1+xV3O8的结构特征、作为锂离子电池正极材料时的充放电机理,重点总结了Li1+xV3O8正极材料的各种制备和掺杂技术及其对电化学性能的影响,指出可以通过阴阳离子共掺杂及包覆等技术优化材料的电化学性能。