正极材料LiFePO4倍率性能提升方法研究进展

橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO_4)因其容量大、循环寿命长、成本低和安全等优点,被认为是一种很有前途的高能量密度正极材料。然而,磷酸铁锂的自身晶体结构导致该材料存在电子电导率差、离子扩散系数小和振实密度低等问题,制约了其在锂离子动力电池中的应用。综述了近些年来国内外提高LiFePO_4正极材料倍率性能的方法,其中包括碳包覆和元素掺杂,同时对上述方法的优缺点进行了讨论。     

不对称大环铜(Ⅱ)配合物的合成及其晶体结构

以5-氯水杨醛、N,N′-二甲基乙二胺和多聚甲醛合成N,N′-二甲基-N,N′-二(3-甲酰基-5-氯水杨醛)乙二胺(1),化合物1与乙二胺、醋酸铜、高氯酸铅通过模板反应缩合制备了不对称大环铜(Ⅱ)配合物(2),用元素分析、红外光谱、电喷雾质谱对其进行结构表征,X射线单晶衍射分析配合物2晶体(CCDC:787806)属于三斜晶系,P-1空间群,铜(Ⅱ)离子与大环中两个亚胺氮原子、两个酚羟基的氧原子形成4配位。     

LaBaCoFeO5+δ-Ce0.8Sm0.2O1.9复合阴极的电化学性能研究

采用固相反应法合成中温固体氧化物燃料电池的LaBaCoFeO5+δ阴极粉末,研究不同煅烧温度对晶体结构的影响.将等量的LaBaCoFeO5+δ和Ce0.8 Sm0.2 O1.9电解质粉末通过机械混合和煅烧制备成LaBaCoFeO5+δ-Ce0.8 Sm0.2 O1.9复合阴极粉末.研究了复合阴极粉末的化学相容性、粒度分布、热膨胀和电化学性能.结果表明,LaBaCoFeO5+δ固相反应的最佳温度为1200℃,LaBaCoFeO5+δ和Ce0.8 Sm0.2 O1.9之间没有发生明显的反应,复合阴极粉末的中位径D50为2.441μm.LaBaCoFeO5+δ-Ce0.8 Sm0.2 O1.9复合阴极比LaBaCoFeO5+δ阴极组成的单电池在800℃的极化电阻下降了约48.7％,而最大输出功率密度提高了约82.5％,表现出更好的电化学性能.     

6-(3,5-二甲基-1H-吡唑)-1,2,4,5-四嗪-3-酮(DPTzO) 及其胍盐的晶体结构和热分解行为

合成了两种四嗪衍生物6-(3,5-二甲基-1H-吡唑)-1,2,4,5-四嗪-3-酮(DPTzO)及其胍盐(G·DPTzO),采用红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、核磁共振(NMR)和X-射线单晶衍射对结构进行表征;利用差示扫描量热法(DSC)和热重法(TG-DTG)分析两种化合物的热分解行为;根据不同升温速率下的DSC曲线用Kissinger和Ozawa法计算热分解动力学参数。结果表明,DPTzO晶体属于正交晶系,Pna2_1空间群,晶胞参数为:a=1.2247(2)nm,b=1.3109(3)nm,c=0.52988(10)nm,α=90°,β=90°,γ=90°,V=0.8507(3)nm,Z=4;G·DPTzO晶体属于单斜晶系,P2_1/c空间群,晶胞参数为a=0.75430(13)nm,b=0.92352(17)nm,c=1.7637(3)nm,α=90°,β=100.754(3)°,γ=90°,V=1.207(4)nm~3,Z=4;G·DPTzO中G~+与DPTzO~-上N、O原子形成大量氢键构成二维结构。DPTzO与G·DPTzO的活化能(E)和指前因子(A)分别为210.60和237.77kJ/mol、10~(21.2)和10~(21.0)s~(-1);自加速分解温度(T_(SADT))、热点火温度(T_(be))和热爆炸临界温度(T_(bp))分别为204.49和268.57℃、202.99和260.21℃、205.80和264.35℃,分子间氢键的存在提高了胍盐的热安定性。     

过渡金属元素Fe位掺杂对CuFeO_2体系微结构及电磁性能的影响

采用固相反应法制备CuFe_(1-)xMxO_2(M=Ti、Zr、Hf,x=0,0.015,0.03)陶瓷样品,研究了过渡金属元素掺杂对其晶体结构、微观形貌和电磁性能的影响。结果表明,三种过渡金属元素掺杂均未改变CuFeO_2体系的六方晶格铜铁矿结构,Ti掺杂系列样品有少量微弱的杂峰;不同掺杂体系样品形貌有明显的差异,且掺杂浓度对样品的形貌有较大的影响;介电性能结果表明,所有实验样品均展现出巨介电性(> 10~3),且不同过渡金属元素和掺杂浓度对介电性能影响不同。磁性能结果表明,Zr掺杂破坏了低温下CuFeO_2反铁磁相的稳定性,使磁转变温度T_(N2)向低温区域发生了偏移。基于实验结果对掺杂CuFeO_2体系的微结构和电磁性能的关联规律进行了探索。     

一个金属磺酸基配合物的水热合成、晶体结构及性质

采用水热法合成得到了单核锌配合物[Zn(H_2L)(phen)_2(H_2O)]·4H_2O(1)(H_2L~(2-)=4,5-二羟基苯-1,3-二磺酸根离子,phen=1,10-邻菲罗啉)。采用X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱、热重分析等对配合物进行了结构和组成表征。单晶衍射研究表明,化合物1中Zn~(2+)是6配位的,与2个phen配体的4个氮原子以及水分子和磺酸基氧原子配位,形成扭曲的八面体配位构型。配合物的荧光发射峰与配体相比发生了红移,最大发射峰在523nm。     

一种有机-无机杂化冠醚型超分子化合物的合成、晶体结构和介电性质

4-溴苯胺、18-冠醚-6、高碘酸以一定的配比反应,成功合成了一种新型的超分子化合物(4-BrC6H4NH3)+(18-crown-6)(IO4)-,并通过X-射线单晶衍射、红外光谱(IR)、粉末XRD、热重分析(TG)、变温介电测试等对其进行表征。单晶结构解析表明:低温(128 K)和室温(296 K)时,化合物空间群为Pnma,均为正交晶系。4-溴苯胺分子中的溴原子与相邻的—NH3+基团形成N—H…Br氢键,穿过18-冠醚-6分子的空腔,在b轴方向形成一维氢键链状结构。在100～310 K、500 Hz～1 MHz范围内对晶体的介电性能进行测试,在223 K附近出现明显的介电响应。     

利用菊池衍射花样鉴定晶体结构的方法研究

电子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction, EBSD)是研究材料显微结构的重要手段之一, 通过EBSD获取的菊池衍射花样是材料内部微观晶体结构的直观反映。本研究通过识别菊池花样中的对称轴, 结合晶体对称定律, 提出了一种利用菊池花样进行晶体对称性分析和晶体结构鉴定的方法。通过该方法成功对三个未知样品的对称性和晶体结构进行了判断。其中一个样品确定到所属晶系, 另两个样品锁定到部分点群, 通过确定晶系和点群排除了部分不符合对称性的相鉴定结果。研究结果表明, 利用菊池花样进行对称性分析是判断晶体结构的有效方法。同现有方法相比, 菊池衍射花样法大大缩小了相鉴定的检索范围, 显著提高了相鉴定的准确性和可靠性, 是一种有望用于新一代EBSD设备的标定技术。