快速共沉淀过程pH值对Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_2及LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2性能的影响

采用快速共沉淀法制备Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体,利用前驱体与LiOH.H2O的高温固相反应得到锂离子电池层状正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,探讨pH值对材料结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试对合成样品进行表征。结果表明,pH值为11.00~12.00时,合成的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体均无杂相;pH值为11.50时,合成的前驱体制备出的正极材料具有良好的电化学性能,0.1C倍率下首次放电比容量为192.4 mA.h/g;经过40次循环,容量保持率为91.56%。     

球形高电压LiNi0.5Mn1.5O4的制备及其电化学性能

以化学共沉淀法制备的球形Ni0.25Mn0.75CO3为前驱体合成高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,探讨用前驱体与Li2CO3直接反应和用前驱体分解后的氧化物与Li2CO3反应两种工艺路线对LiNi0.5Mn1.5O4形貌和电化学性能的影响。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对Ni0.25Mn0.75CO3前驱体和LiNi0.5Mn1.5O4样品进行表征,用充放电测试和循环伏安法对LiNi0.5Mn1.5O4样品进行电化学性能研究。结果表明:两种方法合成的LiNi0.5Mn1.5O4均具有尖晶石型结构。但以前驱体Ni0.25Mn0.75CO3直接与Li2CO3反应合成的LiNi0.5Mn1.5O4的一次粒子颗粒较大,形貌较差,性能也较差;而以前驱体分解后的氧化物与Li2CO3反应合成的LiNi0.5Mn1.5O4的形貌及性能均较好。在3.0~4.9 V的电压范围内,1C倍率下电池的放电比容量达到136.3 mA.h/g,循环100次仍有126.5 mA.h/g,且材料具有较好的倍率性能;5C倍率下的首次放电比容量高达120.7 mA.h/g。     

不同金属离子价态的前驱体制备球形LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的性能比较

利用共沉淀法和控制结晶氧化法在不同条件下分别制备出低价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和高价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3OOH前驱体,并分别和LiOH·H2O在不同温度烧结合成出球形锂离子正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2.XPS分析表明,制备的高价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3OOH前驱体其过渡金属Ni、Co和Mn的价态分别是2+,3+,4+,XRD分析表明,高价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3OOH前驱体比低价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驱体具有较高的活性,能够在低温下合成出Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,而且制备的产物结晶度高,阳离子混排程度小,具有规整的层状a-NaFeO2结构.充放电实验表明,由高价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3OOH前驱体制备的Li(Ni1/3Col/3Mn1/3)O2具有优良的充放电性能和循环性能.     

PAA络合法制备掺Co锰酸锂纳米粉体

采用PAA络合法并结合热处理技术制备了尖晶石结构的LiCo0.1Mn1.9O4纳米粉体,并考察了前驱体的热分解行为、粉体的结构、形貌及电化学性能。结果表明:随着烧结温度的升高,LiCo0.1Mn1.9O4粉体的颗粒尺寸略有增大,尖晶石型结构越来越完整。在电流密度0.1 mA/cm2,截止电压3.5～4.4 V时,在700℃烧结8 h得到性能较好的LiCo0.1Mn1.9O4粉体,首次放电比容量达124 mAh/g,稳定放电比容量大于110 mAh/g。     

热处理过程中锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的结构变化及电化学性能

将前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2以及前驱体和碳酸锂的混合物分别进行热处理,初步探讨其在高温热处理过程中的结构变化以及热处理方式对材料电化学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)以及恒流充放电测试技术对合成材料物理性能和电化学进行测试和表征。结果表明:前驱体在热处理过程中,其结构经历由Me(OH)2→NiCoOOH→Mn(Ni,Co)2O4的转变过程;而前驱体与碳酸锂的混合物则经历由两相混合物→三元材料+Li2CO3→三元材料的结构转变过程;相比于单一高温平台热处理而言,采用低高温双平台热处理所合成的材料可有效降低阳离子混排,使其具有更好的电化学性能。电化学测试结果表明:在3.0~4.4V电压范围内,其在25℃、0.5C下首次放电比容量为160.5 mA·h/g,60次循环后,容量保持率达98.9%。     

高容量正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的合成及电化学性能

以LiOH.H2O、Ni(OH)2和Mn3O4为原料,采用固相法合成锂离子电池正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所得样品的结构和形貌进行表征,并测试了该材料的倍率性能和高低温性能。结果表明:900℃下烧结10 h后可获得晶粒细小均匀的层状Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2材料,并具有良好的电化学性能,放电容量最高可达235.9 mA.h/g;在50℃下测试时该材料的放电容量高达284.4 mA.h/g,并表现出良好的循环性能,其倍率性能和低温性能还有待进一步改善。     

含铝富锂正极材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备和电化学性能

通过溶胶-凝胶法合成了含铝富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,探讨了化学组分(x=0.5,0.6,0.7,摩尔分数)和煅烧温度(850,900,950℃)对材料形貌、结构和性能的影响。采用XRD、SEM和电池充放电测试仪对材料进行物理表征和电性能测试。结果表明:所制备的材料具有典型的α-NaFeO2层状结构。当x=0.6、煅烧温度为900℃时,所合成的材料具有较好的形貌和优良的电化学性能;在2.0~4.6 V、0.1C充放电条件下,0.6Li2MnO3·0.4Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2的首次放电比容量可达229.9 mA·h/g,且首次库仑效率为80.0%;在0.5C倍率下循环100次后,其放电比容量仍为192.7 mA·h/g,容量保持率达83.8%,显示了优良的循环性能。此外,材料显示了良好的倍率性能,在2.0C倍率下,其放电比容量仍为173.1 mA·h/g。     

CSTR系统制备高性能Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2及电化学性能研究

采用共沉淀法在CSTR(连续搅拌反应器系统)工艺体系中批量合成出镍钴锰三元氢氧化物前驱体Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2 (622),掺入适量的Li2CO3高温焙烧后得到锂离子二次电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2。使用扫描电子显微镜(SEM)观察样品形貌,X射线衍射仪(XRD)及透射电子显微镜(TEM)分析合成样品的具体结构,充放电循环测试系统测试其电化学性能。SEM测试表明产物为二次粒子团聚而成类球形颗粒;XRD及TEM结果表明合成的样品具有典型的层状α-NaFeO2结构。在电压范围为2.8 V-4.3 V,0.2 C倍率条件下,首次充放电容量分别为206 mAh g-1 和176 mAh g-1,100次循环后容量保持率达到85%。     

烧结温度对Ti/TiN_(x)/Mn_(2)O_(3)阳极涂层性能的影响EI北大核心CSCD

采用热分解工艺在Ti/TiN_(x)表面制备了Mn2O3催化层,研究了制备过程中烧结温度对Ti/TiN_(x)/Mn2O3阳极材料析氧电催化性能的影响。通过SEM、XRD、Raman、XPS等表征方法对Mn2O3催化层的表面微观形貌和晶体结构进行分析;通过Tafel、LSV、恒流极化、EIS、ECSA等电化学测试手段对阳极材料的耐腐蚀性能、析氧催化活性进行分析。结果表明:烧结温度对Ti/TiN_(x)/Mn2O3阳极材料的表面微观结构、Mn的价态、耐电化学腐蚀性能以及电催化性能具有较大的影响。当烧结温度为200℃时,阳极材料表面的Mn2O3催化层致密平整且结晶性最好。随着烧结温度的升高,Mn2O3催化层产生较多的裂纹,同时氧空位的含量逐渐减少,Mn(Ⅳ)逐渐增多,参与电化学反应的电极表面的活性位点数量大幅降低,抑制了析氧动力学。     

低温烧结Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质陶瓷的结构与性能

对低温烧结Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质陶瓷进行了研究,讨论了V离子取代Nb离子进入铌酸锌晶格后对材料结构与微波性能的影响以及V5+取代后材料结构与性能之间的关系.实验结果表明少量V5+取代Nb5+后材料的烧结温度可从未取代时的1150℃显著降至取代后的950℃;V离子进入铌酸锌晶格,材料晶体结构仍为铌铁矿结构;低温烧结后ZnNb0.9(V0.1)2O6微波介质材料具有圆柱状微结构和部分玻璃相物质;Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质材料950℃烧结后具有最佳微波介电性能(介电常数为25,Q×f值为29 500GHz,谐振频率温度系数为-44×10-6/℃).     

V_2O_5包覆对Li_(1.6)(Fe_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6))O_(2.6)材料的表面改性（英文）

在采用低温共沉淀-水热-煅烧法合成锂离子电池Fe-Ni-Mn体系正极材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的基础上,对合成的材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6进行V2O5的包覆改性研究,以提高材料Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的首次放电比容量和循环性能。用XRD、SEM、TEM、ICP光谱和恒流充放电测试研究包覆材料的结构和电化学性能。结果表明,V2O5包覆并没有改变材料的晶体结构,只存在于材料的表面,与未包覆的材料相比,V2O5包覆后的材料具有更好的首次放电容量和容量保持率。50周循环后,添加质量分数3%V2O5样品Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的放电比容量可以维持在200.3 mAh/g,大于未添加V2O5样品Li1.6(Fe0.2Ni0.2Mn0.6)O2.6的194.0 mAh/g。CV测试表明,包覆层的存在有效抑制了材料层状结构的转变及电极与电解液的负反应。     

AlF_3包覆锂离子电池正极材料Li_(1.2)(Mn_(0.54)Ni_(0.16)Co_(0.08))O_2的制备、表征及电化学性能(英文)

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1.2(Mn0.54Ni0.16Co0.08)O2,并用Al F3对这种材料进行表面包覆改性。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等表征材料的结构和形貌。结果表明,合成的Li1.2(Mn0.54Ni0.16Co0.08)O2具有典型的层状α-Na Fe O2结构,AlF3均匀包覆在Li1.2(Mn0.54Ni0.16Co0.08)O2材料表面,包覆层厚度为5~7 nm。电化学测试表明,包覆Al F3后材料的电化学性能得到提高,在1C倍率下,包覆的AlF3材料的首次放电容量为208.2 m A·h/g,50次循环后容量保持率为72.4%,而未包覆AlF3的材料的首次放电容量和容量保持率分别为191.7 m A·h/g和51.6%。     

加压氧化法制备LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料

以控制结晶法合成的球形Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2.05为前驱体,采用加压氧化法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒电流充放电测试等方法对该材料的结构、形貌及电化学性能进行表征。考察氢氧化锂与前驱体物质的量之比(锂配比)、在煅烧过程中的压力、温度和时间等因素对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料结构及性能的影响。结果表明:锂配比为1.02时,在0.4 MPa氧气压力下,于700℃煅烧10 h制备的材料具有最完善的结构和最好的电化学性能;在2.8~4.3 V电压范围内,以0.2 C进行充放电,首次放电比容量达到190.1 mA.h/g,50次循环后容量保持率为90.2%,同时显示出良好的倍率性能和高温性能。     

基于不同锰源微乳液法合成MnMoO_4·XH_2O(X=0.9,1.5)及相应的带隙能研究（英文）

在不同锰源条件下,通过一个四元体系(CTAB/水/戊烷/戊醇)微乳液法合成了Mn Mo O_4·XH_2O(X=0.9,1.5)。XRD和热重分析证明:当锰源是Mn Cl_2·_4H_2O时,能够合成出Mn Mo O_4·0.9H_2O,当锰源为C4H6Mn O_4·_4H_2O时,产物为Mn Mo O_4·1.5H_2O。ω(CTAB/水的摩尔比)和不同锰源对最终产物结构有很大影响。通过固体紫外吸收光谱图可以计算出Mn Mo O_4·0.9H_2O的带隙能达到3.08 e V,Mn Mo O_4·1.5H_2O的带隙能是3.04 e V。     

烧结温度对LiNi（0.8）Co（0.1）Mn（0.1）O2材料倍率性能和循环性能的影响

以共沉淀法制备的球形Ni0.8Co0.1Mn0.1（OH）2和Li OH·H2O为原料,研究烧结温度对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料形貌、结构以及材料循环性能和倍率性能的影响。SEM和XRD结果表明：温度对材料形貌和结构有较大的影响,控制适当温度既能保证材料具有良好的形貌,也能抑制材料中锂镍的混排。电化学测试结果显示,当烧结温度从700℃升高至750℃时,材料性能逐渐提高,但是温度过高会恶化材料的性能。750℃和780℃烧结材料的循环性能几乎一致,200次循环后容量保持率为71.9%,但780℃烧结材料的倍率性能低于750℃材料的,其原因归结于温度过高,锂镍的混排加剧。在小电流充放电时,对材料性能影响有限,但是在大电流充放电时,3a位的Ni2＋将严重阻碍锂离子的扩散。     

溶胶凝胶法合成尖晶石型Li_(1 x)Mn_(2-x)O_4的工艺优化

通过引入水热合成对Pechini法进行改进 ,合成了锂离子正极材料Li1 xMn2 -xO4 。讨论了反应物的摩尔比、烧结温度、烧结时间和回火工艺对产物结构和粒度的影响。结果表明 ,烧结温度和时间以及Li/Mn摩尔比对产物的结构有较大影响 ,回火工艺可改善产物的粒度分布。优化的工艺条件为 :x =0 .0 6 ,烧结温度 6 5 0℃ ,烧结 6h ,再在 42 0℃回火 3h。得到的产物结构完整 ,颗粒均匀 ,放电容量为 118mAh/g。     

正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成及电化学性能

将液相共沉淀法制备的Ni0.8Co0.iMn0.1(OH)2与LiOH·H2O混合,固相烧结合成微米级的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料.XRD谱表明,合成的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料为典型的α-NaFeO2层状结构,无杂质峰;从SEM像可以看出,产物颗粒为类球形,分散性好,由一次粒子紧密堆积而成,平均粒径为3 μm;电化学测试结果表明,在2.8～4.3 V电压范围内,750℃焙烧15h合成的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料的电化学性能最优,0.1C时,其首次放电容量为186.748mA·h/g,分别高于700和800℃时的首次放电容量172.947和180.235mA·h/g.材料在0.5和2C时循环40次后,容量保持率分别为98.32％和88.72％,循环性能良好.     

室温固相反应法制备Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)负温度系数热敏电阻

以Mn(CH3COO)2·4H2O,Ni(CH3COO)2·4H2O,Co(CH3COO)2·4H2O和H2C2O4·2H2O为原料,采用室温固相反应法制备出镍锰钴草酸盐前驱体,将该前驱体在850℃煅烧2 h得到尖晶石相Ni0 66Mn2.34xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体.用XRD,TGA,SEM,沉降式粒度分析仪和热膨胀仪对镍锰钴草酸盐前驱体与Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体进行了表征.结果表明,由室温固相反应法得到的草酸盐前驱体是单相的镍锰钴复合草酸盐在850℃煅烧2 h得到镍锰钴氧化物为纯尖晶石相,粉体颗粒为球形,团聚较少,粒径均匀,平均粒径约为0.2μm,有较好的烧结活性,是制备热敏陶瓷材料的理想粉体.     

球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及其电化学性能

以化学共沉淀法制备的球形Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3为前驱体合成了球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,研究LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2合成工艺对产物形貌的影响.结果表明直接以前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3与Li2CO3反应合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的一次颗粒较大,以前驱体分解后的氧化物与Li2CO3反应合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的一次颗粒相对细小;合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2均为具有层状结构的纯相物质;球形正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2充放电过程中存在一个材料活化的过程,在前10周期充放电时,电池容量处于增加的状态;在2.7～4.3 V的电压范围内1 C倍率下电池的放电比容量达到149 mA·h/g,0.2 C倍率下为158 mA·h/g,经50次循环后容量无衰减.     

溶胶-凝胶法制备高稳定性Mg_xNi_(1.0)Mn_(2-x)O_4系列热敏电阻

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术制备MgxNi1.0Mn2-xO4(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列超细氧化物热敏粉体,并经成形,烧结等工艺制得性能优异的负温度系数热敏电阻。采用热分析系统、X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和HP34401型数字电压表分析MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物热敏粉体的热处理过程、烧结体的显微结构和电性能。结果表明:在700℃热处理,得到尖晶石结构的MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物热敏超细粉体。在空气气氛下,1200℃烧结2h,得到尖晶石结构的MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物烧结体,烧结体显微结构致密。随着镁离子含量的增加,MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物烧结体电阻值和材料常数增大,材料常数B≥3900,老化稳定性有很大提高。