超声辅助对共沉淀法制备富锂锰基正极材料Li[Li_0.144Ni_0.136Co_0.136Mn_0.544]O₂性能影响的研究

通过超声辅助共沉淀法成功制备了富锂锰基正极电极材料,研究了不同的超声时间对材料形貌、结构和电化学性能的影响。研究发现,超声辅助能够使材料颗粒更加均匀,结构更合理,有利于材料电化学性能的提升。当合成前躯体材料超声时间为8h时,复合材料的放电比容量最好,在0.1C的初始放电比容量为327.8 mAh g_-1,均高于未超声的复合材料的265.2 mAh g_-1,1C下循环50圈后放电容量为181.6 mAh g_-1,保持率为84.8%。通过循环伏安法测试和电化学交流阻抗测试,发现超声后的复合材料还原氧化峰电流更大,电荷转移阻抗更小,具有较好的倍率性能。     

LaNi5（111）表面结构及吸氢机理的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,对贮氢合金LaNi5及LaNi5(111)表面的电子结构进行计算,对H原子在LaNi5(111)表面吸附模型进行构型优化.结果表明:LaNi5(111)表面驰豫结构La原子向外凸出,Ni原子向里收缩,凹凸不平的表面层增加表面原子与H原子的接触面积,表面层的有效体积约增大2.3%,有利于H原子向块体内扩散;表面层有净余的0.5个电子,有利于表面层上的电子转移到H原子上;H2分子解离成两个H原子后在LaNi5(111)表面的平衡稳定结构与氢化物LaNi5H7晶体相同位置的结构极为相似;阐述H2分子在LaNi5(111)表面的解离吸附机理,其反应活化能约为0.27 ev.     

Co对ZrMn2合金贮氢性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,计算了ZrMnu2-xCo2(x=0,0.5,0.75)合金及氢化物的电子结构和生成焓.晶胞体积、生成焓的计算值随Co含量的变化趋势与实验测定结果一致.计算结果表明: Zr4d轨道在Fermi能级处的态密度,H-Zr(2)与H-Mn(6h)的相互作用强度是决定氢化物稳定性的主要因素;合金ZrMn2-xCox的晶胞体积与6h位置原子间相互作用随着Co含量的增加而变化,是影响合金平台氢压的重要因素.     

包覆改性对高电压钴酸锂微观组织与性能的影响

包覆改性是钴酸锂(LiCoO_2)正极材料的重点研究方向之一。采用固相烧结法,在不同烧结工艺的条件下对LiCoO_2进行纳米级钛白粉、氢氧化铝和氢氧化镁表面复合包覆。在充放电3.0~4.35 V电压区间,以0.5 C、1.0 C放电,复合包覆改性钴酸锂的比容量、平台率和循环性能都有明显的提高。在980℃/12 h条件下包覆改性的钴酸锂,获得最优的电化学性能,比容量可达172.8 mAh/g,100周循环后容量衰减只有6.2%。     

过渡金属离子掺杂对磷酸铁锂性能的影响

以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵、葡萄糖为原料,添加不同的过渡金属乙酸盐(乙酸锰、乙酸钴、乙酸镍、乙酸锌),在氩气保护下采用高温固相法制备LiFePO_4/C复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、同步热分析、恒电流充放电、电化学阻抗、循环伏安等方法研究掺杂金属离子及掺杂量对LiFePO_4/C晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,LiFe_(0.9)M_(0.1)PO_4/C(M=Mn、Co、Ni、Zn)样品的晶体结构均与橄榄石型LiFePO_4相同。掺杂过渡金属阳离子可以提高LiFePO_4/C的还原电位,降低氧化电位,缩小氧化还原峰间距,提高化学反应的可逆性。掺杂后的样品在5C下的放电性能较好,以LiFe0.9Ni0.1PO4/C的放电容量最高,达到89mAh/g。     

过渡金属离子掺杂对磷酸铁锂性能的影响

以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵、葡萄糖为原料,添加不同的过渡金属乙酸盐(乙酸锰、乙酸钴、乙酸镍、乙酸锌),在氩气保护下采用高温固相法制备LiFePO4/C复合材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、同步热分析、恒电流充放电、电化学阻抗、循环伏安等方法研究掺杂金属离子及掺杂量对LiFePO4/C晶体结构和电化学性能的影响.结果表明,LiFe0.9M0.1PO4/C(M=Mn、Co、Ni、Zn)样品的晶体结构均与橄榄石型LiFePO4相同.掺杂过渡金属阳离子可以提高LiFeP04/C的还原电位,降低氧化电位,缩小氧化还原峰间距,提高化学反应的可逆性.掺杂后的样品在5C下的放电性能较好,以LiFe0.9Ni0.1PO4/C的放电容量最高,达到89 mAh/g.     

固体含量对共沉淀法制备三元材料的影响

采用氢氧化钠共沉淀法制备Ni_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)(OH)_2前驱体,研究了固体含量对材料形貌、晶格结构以及电化学性能的影响。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,在固体含量为5%时,前驱体的形貌较为规准,颗粒较为致密,正极材料具有良好的电化学性能。采用酸化处理石墨烯,按1∶1的质量比与乙炔黑复合作为导电剂,结果表明添加石墨烯后,三元正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2首次放电比容量高达203.86 mAh/g,交流阻抗降低,具有更好的电化学性能。     

交流磁场处理对Fe78Si9B13非晶合金结构和性能影响的研究

利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和差示扫描量热仪(DSC)对交流磁场处理前后Fe78Si9B13非晶合金条带的结构和性能进行了分析研究。XRD和VSM结果显示,随着交流电流的增大,合金的近邻原子间距离(d)和矫顽力(Hc)先减小后增大,但饱和磁感应强度则随交变电流的增大而变化幅度不大。d和Hc的变化是由合金中不均匀特征结构在结构磁驰豫过程中的相互作用所导致。由DSC曲线计算获得的表观激活能、局域激活能和局域Avrami指数显示,交流磁场处理提高了合金的初始晶化激活能和晶化反应的Avrami指数,降低了晶化反应的表观生长激活能。合金晶化行为的改变与磁后效导致的团簇原子对有序以及溶质原子与自由体积的扩散有关。     

Influence of magnesium on electrochemical properties of RE3-xMgx(Ni0.7Co0.2Mn0.1)9（x=0.5-1.25） alloy electrodes

RE3-xMgx(Ni0.7Co0.2Mn0.1)9 (x=0.5-1.25) alloys were prepared by induction melting and the influence of the partial substitution of RE (where RE stands for La-rich mischmetal) by Mg on the hydrogen storage and electrochemical properties of the alloys were investigated systematically. These alloys mainly consisted of three phases, La(Ni,Mn,Co)5 phase, La2Ni7 phase and Mg2Ni phase. The P-C-T isotherms showed that with Mg content increasing in the alloys, the hydrogen storage capacity first increased and reached the maximum capacity of 1.36 wt.% when x=1.0, and then decreased with x increasing further. Electrochemical studies revealed that the discharge capacity reached the maximum value of 380 mAh/g and the alloy electrode presented better cyclic stability when RE/Mg=2. The high rate discharge ability of the alloy electrodes was also improved by the substitution of Mg for RE. The RE2Mg(Ni0.7Co0.2Mn0.1)9 alloy exhibited better hydrogen absorption kinetics (x=1.0).)     

简单熔体粘滞系数的普适性标度关系

运用分子动力学方法，对一系列简单熔体（包括Ag，Al，Au，Co，Cu，Mg，Ni，Pb，Pd，Pt，Rh和Si）的粘滞系数和过剩熵之间的标度关系进行了深入的研究．计算结果证实了Rosenfeld的粘滞系数标度关系，应用Dzugutov的方法定义了一个新的约化粘滞系数，并根据大量的模拟数据拟合出了一个新的粘滞系数标度关系．分析了在简单熔体中存在粘滞系数与过剩熵普适标度关系的物理本质，同时明确论证了标度关系与Arrhenius关系之间的密切联系，即过剩熵与温度的倒数存在正比关系．