锰掺杂对锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3/C性能的影响（英文）

采用溶胶-凝胶法合成Li3V2-2/3xMnx(PO4)3(0≤x≤0.12)。采用XRD、SEM、XPS、恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)研究Mn掺杂对Li3V2(PO4)3/C结构和电化学性能的影响。XRD研究表明:掺杂少量的Mn2+不会影响材料的结构,所有样品均具有单一相态的单斜结构(P21/n空间群)。XPS分析表明:在Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C中,V和Mn的化合价分别为+3和+2,原料中的柠檬酸在煅烧过程中分解成C而残留在Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C中。电化学测试表明:掺杂Mn改善了电极材料的循环性能和倍率性能,正极材料Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C表现出最好的循环稳定性和倍率性能。在40mA/g的放电电流密度下,循环100次后,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C的放电容量从158.8mA·h/g衰减到120.5mA·h/g,容量保持率为75.9%,而未掺杂样品的放电容量从164.2mA·h/g衰减到72.6mA·h/g,容量保持率为44.2%。当放电电流密度增加到1C时,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C的初始放电容量仍能达到146.4mA·h/g,循环100次后,放电容量保持为107.5mA·h/g。EIS测试表明,掺杂适量的Mn2+减小了电荷转移阻抗,这有利于Li+的脱嵌。     

不同有机-水混合溶剂的Li3V2（PO4）3/C合成及其性能

以有机-水为混合溶剂,采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电以及循环伏安(CV)测试等方法,研究产物的结构形貌及电化学性能。结果表明:溶剂对材料的晶型结构没有影响,对颗粒的形貌影响较大;以1,2-丙二醇-水为溶剂的样品呈薄片状和针状;在3.0～4.5 V电压范围内,Li3V2(PO4)3/C的0.1C首次放电比容量为132.89 mA.h/g,10C首次放电比容量达125.42 mA.h/g,循环700周后容量保持率为95.79%,具有良好的倍率性能与循环性能;而在3.0～4.8 V电压范围内倍率性能较差。     

Li3Ni0.1V1.9（PO4）3的电化学性能研究

采用X射线衍射和电化学方法,研究了正极材料Li3Ni0.1V1.9(PO43)的结构和电化学性能。结果表明:Li3Ni0.1V1.9(PO43)具有单斜晶系结构。在室温下,以0.1C倍率放电时Li3Ni0.1V1.9(PO4)3的初始比容量为115mAh/g,从0.1C增加到0.4C经过60次循环后,比容量保持率为97.3%,而未掺杂镍的Li3V2(PO4)3,初始比容量为129mAh/g,60次循环后,比容量保持率仅为69.7%。循环伏安和交流阻抗测试表明,Li3Ni0.1V1.9(PO4)3有较低的极化电阻和较好的可逆性。     

Ni2+掺杂对Li3V2（PO4）3电化学性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和电化学方法,研究Ni2+掺杂对正极材料Li3V2(PO4)3的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:掺杂适量的Ni2+不会改变Li3V2(PO4)3的单斜晶系结构,但可提高材料的电导率,抑制电池在充放电过程的极化。在室温下,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3以0.1C倍率放电的初始比容量为115mA.h/g,放电倍率从0.1C增加到0.4C循环60次后,比容量衰减率仅为2.7%,而未掺杂原样Li3V2(PO4)3的初始比容量为129 mA.h/g,60次循环后比容量衰减率约为30.3%;当放电倍率增至1C时,80次循环后,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3比容量为99.8 mA.h/g,而原样的比容量为84.1 mA.h/g;当放电倍率增至5C时,循环120次后,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3比容量为67.7 mA.h/g,而原样的比容量降为0。循环伏安和交流阻抗测试表明,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3的可逆性明显优于Li3V2(PO4)3的可逆性。     

固相-水热法制备LiFePO4-Li3V2（PO4）3复合材料及其电化学性能（英文）

分别采用固相-水热法和球磨法制备磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合正极材料(LiFePO4-Li3V2(PO4)3)。电化学性能测试表明,LiFePO4-Li3V2(PO4)3复合正极材料的电化学性能远远高于 LiFePO4和 Li3V2(PO4)3单独作为正极材料的性能,并且以固相-水热法制备的复合材料性能优于以球磨法制得的复合材料。研究发现 LiFePO4-Li3V2(PO4)3复合材料有 4 个氧化还原峰,相当于 LiFePO4 和 Li3V2(PO4)3 氧化还原峰的叠加。采用固相-水热法制备的LiFePO4-Li3V2(PO4)3 复合材料形貌较为规则,且有新相物质产生,这是导致其电化学性能较好的原因。     

溶胶-凝胶法合成超细锂快离子导体Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉体及其表征

以Ti(OC4H9)4、Li(CH3COO).2H2O、Al(NO3).9H2O和NH4H2PO4为原料,采用溶胶-凝胶法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉体,并研究热处理温度对粉体结构的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对制备粉体的结构与性能进行表征。结果表明:溶胶凝胶法可合成纯相LATP粉体,降低热处理温度,且粉体结晶性良好,粒径小于1μm,室温下电导率为1.32×10-3 S/cm,673 K时电导率达到8.94×10-2 S/cm,473～673 K下活化能为31.55 kJ/mol。     

Li3V2(PO4)3/C复合结构正极材料的制备和电化学性能

以柠檬酸为螯合剂和碳源,采用溶胶凝胶法在强弱不同条件下制备锂离子正极材料Li3V2(PO4)3/C.利用XRD、SEM和恒电流充放电等进行测试和表征.结果表明,所有样品为纯相的单斜Li3V2(PO4)3,制备条件的不同不会影响Li3V2(PO4)3正极材料的晶型结构和晶胞参数,但对材料颗粒尺寸有较大影响,加入蔗糖可以抑制颗粒的长大和团聚,从而影响电化学性能;在3.0～4.3 V电压,由于Li3V2(PO4)3结构的稳定性,在低倍率下表现出优异的循环性能;随着颗粒的变大和团聚,材料的倍率性变差,在高倍率下充放电容量衰减快.     

焙烧温度对Li2FeSiO4前驱体Li2SiO3性能的影响（英文）

以Li2CO3,HNO3,Si(OC2H5)4为原材料,采用溶胶-凝胶和高温焙烧法合成Li2SiO3;研究焙烧温度和回流系统对硅酸锂组分和性能的影响;利用TGA/DTA,XRD,SEM和粒径分析等手段对样品进行表征;采用Li2SiO3和Fe2C2O4.2H2O固相反应制备Li2FeSiO4。XRD结果表明,在溶胶-凝胶制备过程中使用回流系统能减少Li2SiO3样品中Li2SiO5和Li4SiO4杂质。焙烧结温度对Li2SiO3的性能有重要的作用,当温度为700℃时,Li2SiO3前驱体材料样品纯度为97%,并具有良好的形貌;它是由粒径为1～3μm的一次粒子组成,一次粒子束形成疏松、多孔的团聚体。     

溶胶-凝胶法合成LiMnPO4/C锂离子电池复合材料（英文）

通过溶胶-凝胶法合成LiMnPO4/C锂离子电池复合材料,采用XRD、SEM和电化学性能测试对LiMnPO4/C进行性能表征。XRD研究表明,在500°C下能够合成得到纯的LiMnPO4;SEM研究表明,柠檬酸作为螯合剂和碳源能有效地抑制LiMnPO4/C颗粒的长大。在500°C下烧结10h合成的LiMnPO4/C样品的电化学性能最好,首次放电容量为122.6mA·h/g,以0.05C倍率循环30次后其容量为112.4mA·h/g。     

合成温度对正极材料Li3V2（PO4）3/C性能的影响

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3和C6H8O7·H2O为原料,采用溶胶-凝胶法在600～800℃下合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C,利用XRD和蓝电测试系统对材料进行表征,研究了合成温度对材料电化学性能的影响。结果表明:650℃下合成产物中开始出现Li3V2(PO4)3相,700、750和800℃下合成纯相的Li3V2(PO4)3正极材料;750℃合成的样品在放电电流密度为0.1C下首次放电容量为123.5mAh·g-1,并且随电流密度增大到10C时也有较好的循环稳定性。     

Li_3V_2(PO_4)_3溶胶-凝胶-微波合成工艺优化及性能研究

用溶胶-凝胶-微波法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3样品,用正交试验法考察了影响样品性能的因素,分析并优化了工艺。XRD、SEM和电化学测试表明:该方法所制备的样品为单斜结构,粒径尺寸0.2～1μm,颗粒分布比较均匀。锂源为Li2CO3、反应物摩尔比为Li∶V=3.0∶2.0、微波时间为25 min时,为最佳合成工艺条件。在此优化条件下,3.0～4.3 V区间内0.2 C放电比容量达到106 mAh/g,交换电流密度高达6.17×10-6 A/cm2。     

液相法合成PEG组合包覆Li_3V_2(PO_4)_3的电化学性能（英文）

以聚乙二醇(PEG)作为还原剂和碳源,采用流变相法成功合成碳包覆的单斜晶系磷酸钒锂正极材料,采用XRD、SEM和电化学性能测试手段考察不同相对分子质量组合的聚乙二醇对合成材料的影响。SEM观察显示,大相对分子质量和小相对分子质量的聚乙二醇组合有利于合成更小、更均匀的颗粒。相对分子质量为200和20k组合的聚乙二醇合成的磷酸钒锂在0.1C,3.0~4.2 V电压范围进行充放电循环,其首次放电比容量为131.1 mA·h/g,30次循环后仍有123.6 mA·h/g,优于其他相对分子质量组合形式。通过CV和EIS图谱分析,相对分子质量相差越大,越有利于提高锂离子扩散系数,从而改善材料的电化学性能。     

固化剂对喷雾干燥-焙烧法制备快离子导体Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3的影响

采用喷雾干燥法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的前驱体,将所得前驱体在不同温度下焙烧得到锂离子固态电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3,研究固化剂PEG-6000对合成过程的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG-DTA)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对合成样品进行表征。结果表明:喷雾干燥法得到的前驱体均为球型颗粒,粒度为2～5μm,添加固化剂的前驱体颗粒更细;固化剂降低前驱体合成纯相Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的焙烧温度;无固化剂的前驱体在800℃下焙烧得到纯相Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3;添加固化剂的前驱体在700℃下得到纯相Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3。     

Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3基锂离子导电材料的制备与表征

采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)锂离子导电材料,以Li4P2O7(LP)为助烧剂制备LATP-xLP(x=0,0.01,0.03,0.05,摩尔分数)锂离子导电固体电解质材料。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和交流阻抗技术分别对材料的相组成、微观组织和离子导电性进行表征。通过分析材料晶体结构和交流阻抗特性,对材料的导电机理进行研究。结果表明:LATP粉体和LATP-xLP陶瓷具有菱方晶系结构,空间群为R3-c,该晶体结构具有三维离子导电通道;添加LP助烧剂使陶瓷的烧结温度降低了150℃、电导率得到了提高。交流、直流导电特性测量得出LATP-0.03LP的离子导电性占总导电性的99.5%。     

新型锂离子电池负极材料Li1.1V0.9O2的制备及其电化学性能

通过固相合法制备了新型锂离子电池负极材料Li1.1V0.9O2,考察不同合成工艺对其结构、形貌及电化学性能的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和恒电流充放电法研究了试样的结构、形貌和电化学性能。实验结果表明:采用两段烧结法合成的试样结构更完整、粒径分布更均匀、电化学性能更优良。在1 C倍率下,充电容量高达275 mAh/g,经过50次循环后,充电容量保持率高达96.73%。     

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。     

绿色/红色长余辉材料γ-Zn3（PO4）2:Mn2+,Ga3+,Ho3+的合成及光谱性质

采用高温固相法合成了Mn2+单掺杂、Mn2+,Ga3+(Ho3+)共掺杂以及Mn2+,Ga3+,Ho3+三掺杂的γ-Zn3(PO4)2。在Mn2+单掺杂的样品中,发射峰位于620nm,该样品在紫外光照射样品后,发现存在红色余辉,余辉中心与荧光中心相同。当Mn2+,Ga3+(Ho3+)共掺杂时,样品同时存在峰值位于620nm的红光发射和峰值位于507nm的绿光发射,紫外光照射样品后,样品存在红色余辉及绿色余辉。Ga3+和Ho3+在基质中自身是不发光,作为共掺杂离子,不仅可以起到调节发光中心的作用,还形成了新的深度适合的陷阱,使得绿色余辉及红色余辉性能有了很大的提高。掺杂双陷阱离子Ga3+和Ho3+,样品余辉性能最佳。     

溶胶凝胶-离子交换法制备具有可见光活性介孔AgInO2光催化剂

具有可见光响应高效光催化剂的设计和制备是环境与能源光催化研究领域的前沿和热点之一。本文采用溶胶凝胶-离子交换法制备AgInO₂介孔纳米材料,利用热分析(TGA-DSC)、X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、N₂吸附脱附以及紫外-可见吸收光谱等测试手段,研究了制备条件对AgInO₂微观结构的影响因素,并以甲醛为目标降解物研究了AgInO₂在可见光条件下光催化性能。研究结果表明：制备的介孔AgInO₂具有铜铁矿结构的晶型,颗粒尺寸约200-500纳米,N₂吸附脱附非等温曲线呈IV型,吸收边位于500-600 nm可见光范围内,在可见光照射180 min 的条件下,介孔AgInO₂对甲醛的光催化降解率达93.97%。本研究为介孔AgInO₂光催化剂在净化室内空气的广泛应用奠定了实验基础。     

溶胶-凝胶法制备LiFePO4粉体及其电化学性能研究

通过溶胶-凝胶法并结合热处理工艺制备LiFePO4粉体,采用XRD、SEM及恒电流充放电技术等方法,研究了煅烧时间对LiFePO4粉体结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:以聚丙烯酸(PAA)、硝酸铁、硝酸锂和磷酸二氢铵为原料,在一定温度下合成了稳定的溶胶和凝胶,经650℃煅烧得到LiFePO4粉体.随着煅烧时间的延长,粉体颗粒逐渐增大,晶型趋于完整;煅烧16h获得的LiFePO4颗粒大小均匀,晶型完整且没有明显团聚现象.1C倍率下首次放比电容量达到140 mAh/g,经100次循环后仍高于130 mAh/g,容量保持率高达93％,表现出良好的充放电稳定性.     

溶胶-凝胶法制备LiCoxMn2-xO4及电化学性能研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了颗粒较小(100～300nm)、分布均匀的尖晶石LiCoxMn2-xO4粉体,研究了不同掺杂水平对其结构及电化学性能的影响.结果表明,掺杂少量Co于LiMn2O4中并不改变材料的尖晶石结构;随着Co掺杂量增加,材料结构稳定性提高,极化降低,首次放电比容量逐渐减小,但充放电循环性能却明显改善;在低温(500℃)条件下退火6h后,LiCoxMn2-xO4粉体的放电比容量稍有增加,但对循环性能影响不大;在电流密度0.1mA/cm2和截止电压3.5～4.4V时,LiCo0.1Mn1.9O4粉体首次放电比容量达123mAh/g,20次循环后的稳定放电比容量为106mAh/g,具有较好的电化学性能.