LiCoO2正极材料的溶胶-凝胶法合成及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池的活性正极材料LiCoO2超细粉体.实验表明合成的LiCoO2粉体结晶良好, 层状结构发育完善, 平均粒径为300 nm, 而且粒径分布窄, 比表面积大.电池充放电测试表明 正极的电化学性能与LiCoO2粉体的合成温度有关, 其中700 ℃合成得到的LiCoO2正极材料具有最优的电化学性能, 其首次放电比容量高达141 mA*h/g, 30次循环后其可逆比容量仍高达120 mAh/g, 容量损失为14.89%.     

部分合成法制备Na—β″—Al2O3陶瓷

研究了Ｎａ－β″－Ａｌ２Ｏ３陶瓷管制备的部分合成法，制备的β″－Ａｌ２Ｏ３管比用反应烧结法具有更均匀的显微结构，主要性能达到国际先进水平。     

纳米片钠铝石结构KAl(OH)2CO3的水热合成

用水热法制备出了纳米级粒径的纤维状KAl(OH)2CO3，并研究了不同水热反应条件对KAl(OH)2CO3的形成、颗粒度以及形态的影响．研究表明，不同条件下合成的晶粒均呈纤维状，随着温度的升高，长度和粒径均有所增大．在120℃制备得到的纤维平均直径为30nm，且分布均匀；KHCO3和A1(OH)3之比对KAl(OH)2CO3的形貌有显著的影响，KHCO3用量越大，晶粒直径越细；随着介质碱性的增强，晶粒直径在pH为9．5时出现极小值，且粉体的均匀性最好．在特定的反应体系中，当反应时间达到2h后，合成反应基本达到平衡，进一步延长合成时间对粉体的形貌和颗粒尺寸没有明显的影响．     

纳米片钠铝石结构KAl(OH)2CO3的水热合成

用水热法制备出了纳米级粒径的纤维状KAl(OH)2CO3,并研究了不同水热反应条件对KAl(OH)2CO3的形成、颗粒度以及形态的影响.研究表明,不同条件下合成的晶粒均呈纤维状,随着温度的升高,长度和粒径均有所增大.在120℃制备得到的纤维平均直径为30nm,且分布均匀;KHCO3和Al(OH)3之比对KAl(OH)2CO3的形貌有显著的影响,KHCO3用量越大,晶粒直径越细;随着介质碱性的增强,晶粒直径在pH为9.5时出现极小值,且粉体的均匀性最好.在特定的反应体系中,当反应时间达到2h后,合成反应基本达到平衡,进一步延长合成时间对粉体的形貌和颗粒尺寸没有明显的影响.     

ZrO2添加剂对β“—Al2O3性能的影响

研究了氧化锆添加剂对β”－Ａｌ２Ｏ３陶瓷的显微结构和性能的影响。实验结果表明，添加１０％（按体积计）ＺｒＯ２可以大大改善β”－Ａｌ２Ｏ３陶瓷的显微结构，并使其强度有显著提高，与此同时，β”－Ａｌ２Ｏ３的电导率下降不多。     

β″－Al_2O_3陶瓷的强化和韧化

研究了稳定ＺｒＯ＿２和部份稳定ＺｒＯ＿２对β″－Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷的强化和韧化作用，观察了不同种类、不同含量的ＺｒＯ＿２对β″－Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷的显微结构、力学性能和电导率的影响，探讨了β″－Ａｌ＿２Ｏ＿３的韧化机理。     

《固态离子学与储能专刊》主编寄语

习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话时指出,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和.近期国家发改委明确了实现目标的方向,强调围绕这一目标采取有力措施,持续提升能源利用效率,加快能源消费方式转变,大力发展光伏发电、风电等可再生能源发电,推动煤炭消费尽早达峰.     

ZrO2在β"─Al2O3复合陶瓷中的作用

本文研究了四方和立方ZrO₂在与Na-β"-Al₂O₃的复合陶瓷中作为第二相所起的各种作用。结果说明ZrO₂对复合陶瓷具有细化晶粒、改善显微结构、提高强度和断裂韧性的作用,与此同时也在一定程度上降低离子电导率。在提高力学性能方面,四方ZrO₂除了具有与立方ZrO₂相同的弥散颗粒的作用外,相变所起的作用也是很显着的。ZrO₂-Na-β"-Al₂O₃复合陶瓷是一种有应用价值的固体电解质材料。     

烧结方式对LiFePO4/C复合正极材料电化学性能的影响

对LiFePO4/C复合前驱体,分别采用静态氮气气氛,动态氮气气氛及静态真空三种烧结方式进行碳热还原合成LiFePO4/C复合正极材料.采用XRD、SEM、CV和充放电循环测试等方法分析和表征材料的结构、形貌和电化学性能.结果表明,烧结方式对所得材料的结晶度、晶粒大小、碳含量、合成温度以及电化学性能均有显著影响.真空烧结所得材料结晶度高,而动态气氛烧结对材料颗粒细化及均匀化都有积极影响,同时也能有效促进锂离子扩散动力学.动态气氛烧结可将材料的烧结温度降低到500℃,且所得材料表现出优异的电化学性能.0.5C倍率下循环首次放电比容量达到163.4 mAh/g,50次循环后容量保持率为99.02%.     

复合相基体上制备的beta-氧化铝膜及其特性

研究了在α-Al₂O₃及其与尖晶石复合的陶瓷基体上多晶Na-beta-Al₂O₃膜的形成过程及其特性.结果表明,在单相α-Al₂O₃基体上形成的beta-Al₂O₃膜呈现不均匀的显微结构,异常长大的晶粒尺寸达到15μm.在复合相基体上制备的Na-beta-Al₂O₃膜晶粒尺寸得到了有效的控制,当其中相应的MgO含量为3wt％时,Na-beta-Al₂O₃的晶粒异常生长被完全抑制,最大晶粒尺寸仅2～3μm.动力学分析表明,复合基体表面Na-beta-Al₂O₃(Li,Mg)的形成过程中,Li的扩散和α-Al₂O₃→尖晶石的结构重排同时控制膜的生长过程.所制备的beta-Al₂O₃膜的钠离子导电性与beta-Al₂O₃陶瓷体相似,并取决于其中β-Al₂O₃和β″-Al₂O₃相的相对含量以及过剩MgAl₂O₄的含量.