Al掺杂对Li_4Ti_5O_(12)结构及性能的影响

以金红石型TiO2、Li2CO3和Al2O3为原料,采用高温固相法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12和Li4AlxTi5-xO12(x=0,0.025,0.05,0.1,0.2,0.4)。利用X射线衍射仪、扫描电镜、半电池充放电测试和交流阻抗测试研究材料的物相、结构、形貌以及电化学性能。结果表明:Al掺杂不会改变Li4AlxTi5-xO12的尖晶石结构,但会导致材料颗粒尺寸增大;适当Al掺杂后,材料的循环稳定性和极化性能得到改善,充放电比容量和可逆比容量不同程度降低;Li4Al0.025Ti4.975O12具有最优的电化学性能,0.1C倍率下首次充电比容量达到156.7 mA.h/g。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的原位水解合成与表征

以TiCl_4水溶液和LiOH·H_2O为原料,采用原位水解与后续热处理相结合的方法制备尖晶石型锂离子电池用负极材料Li_4Ti_5O_(12).结果表明:从TiCl_4水溶液原位水解合成Li_4Ti_5O_(12)经历由TiCl_4→TiO_2→Li_2TiO_3→Li_4Ti_5O_(12) 3个阶段的原位相转变过程;TiCl_4水溶液的浓度及稳定性对合成Li_4Ti_5O_(12)的结构有较大的影响;随着TiCl_4浓度的增加,合成纯Li_4Ti_5O_(12)所需的水解时间延长;以0.5 mol/L TiCl_4水溶液水解1 h、以添加1.0 mol/L LiCl的0.5 mol/L TiCl_4水溶液水解3 h、以1.0 mol/L与1.5 mol/L TiCl_4水溶液水解5 h均可获得纯Li_4Ti_5O_(12);由低浓度TiCl_4水溶液合成的Li_4Ti_5O_(12)循环性能优良.     

Li_4Ti_5O_(12)的溶胶-凝胶合成及其电化学性能

以乳酸(LA)为配位剂,Ti(OC4H9)4和LiAc.2H2O为原料,通过溶胶-凝胶法制备具有优良电化学性能的电极材料Li4Ti5O12。采用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电以及循环伏安(CV)等方法对合成的材料进行结构表征和电化学性能测试。结果表明:在800℃烧结18 h制备的样品颗粒分布均匀、结晶度良好、电化学性能优良。0.5 C倍率的首次放电比容量为184.32 mA.h/g,50次循环后仍然保持在155.62mA.h/g。     

烧结温度对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷性能的影响

用固相合成方法制备了Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷,研究了烧结温度对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷相结构、显微结构、铁电性能和介电性能的影响,分析了相关机理.结果表明,在1150C℃进行烧结,样品晶粒发育完全,晶粒α轴择优取向,铁电性能优良,剩余极化强度2P,达到15.3μC/cm2、矫顽场强2E_c为103kV/cm;在100kHz～1MHz频率范围内,介电常数为176～168,介电损耗为0.027～0.025,具有较好的频率稳定性.     

锂掺杂对石墨电化学性能的影响

研究了掺杂锂元素对用作锂离子电池负极的石墨材料的结构与性能的影响. XRD及元素分析结果表明 锂以化合物的形式存在于石墨材料中, 由于缺陷结构的增加, 掺杂后石墨材料的BET比表面积略有增大. 电化学测试结果表明 预先掺锂能够有效减少首次充放电过程中的不可逆容量, 使石墨电极的可逆容量增加. 与未掺杂的热处理石墨比较, 可逆嵌锂容量由304.5 mA*h/g增加到312.2 mA*h/g, 首次充放电不可逆容量由66.4 mA*h/g减少到52.9 mA*h/g. 以掺锂改性石墨为负极制作成063448型锂离子电池后, 电池的容量和循环稳定性均得到改善, 以1C倍率充放电时, 放电容量可达845 mA*h, 循环200次后的容量保持率为91.65%.     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的制备及电化学性能

采用嵌段聚合物型表面活性剂P123作为结构导向剂,利用溶胶-凝胶方法制备出纳米TiO2作为合成Li4Ti5O12锂离子电池负极材料的原料之一.然后采用湿法球磨辅助的固相反应合成方法,以丙酮作为球磨介质,制备出Li4Ti5O12锂离子电池负极材科,并对所制备的Li4Ti5O12电极材料进行扫描电镜SEM、透射电镜TEM、粉末X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)以及循环性能测试.电化学性能测试表明所制各出的锂离子电池负极材料Li4Ti5O12具有较高的放电比容量和优异的循环性能.在电流密度为16 mA/g时首次放电比容量为155 mAh/g,首次库仑效率为98.3%.300次循环结束时放电比容量仍可达150.8 mAh/g,约为首次放电比容量的97.3%,300次循环容量仅衰减了2.7%.     

以Li_2TiO_3为原料合成Li_4Ti_5O_(12)的机理和电化学性能

以偏钛酸锂(Li2TiO3)和二氧化钛(TiO2)为原料,采用固相法合成钛酸锂(Li4Ti5O12),通过XRD、SEM和电化学测试等方法对合成的钛酸锂材料的结构、形貌和电化学性能进行表征,同时研究一次颗粒长大规律和反应机理。结果表明:Li2TiO3是传统固相法合成Li4Ti5O12的中间产物,用Li2TiO3为原料在720、750℃保温10 h可合成纯的Li4Ti5O12,制备的一次颗粒粒径分别为270、278 nm,较用Li2CO3和TiO2为原料合成纯相的温度更低,一次颗粒粒径更小。反应期间,一次颗粒粒径随着反应分数的增大呈快速增长势头;反应结束后,一次颗粒粒径增长缓慢。750℃合成的Li4Ti5O12在充放电倍率为0.1C、1C、5C、9C时,比容量分别为170、164、149、126 m A·h/g,在0.1C时循环200次容量保持率大于97%,显示制备的Li4Ti5O12具有良好的电化学性能。     

溶胶-凝胶法制备球形Li_4Ti_5O_(12)及其电化学性能研究

为提高Li4Ti5O12材料的振实密度,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂,通过溶胶-凝胶法合成了球形Li4Ti5O12材料。利用TGA/DSC、XRD、SEM、CV和恒流充放电仪对材料的结构、形貌和电化学性能进行测试。结果表明,在800℃热处理12 h所得样品为单一的尖晶石晶体结构,结晶度较高,颗粒基本呈规则球形、流动性较好,粒径分布均匀,并表现出较好的电化学性能,振实密度达1.86 g/m L。在室温下以0.1 C充放电时,其首次放电比容量为173.19 m Ah/g,50次充放电循环后其放电比容量保持率为97.4%。     

高分散Li_4Ti_5O_(12)纳米晶的制备及电化学性能(英文)

以月桂酸为分散剂,采用溶胶-凝胶法合成颗粒尺寸为120～250nm的高分散Li4Ti5O12纳米晶。通过研究表面活性剂月桂酸的含量优化制备工艺,制备出电化学性能最佳的样品。采用XRD、FESEM、TEM、激光粒度分析仪、交流阻抗以及恒流充放电测试,对材料的物理和电化学性能进行表征。在800℃下热处理10h后的高分散性Li4Ti5O12纳米晶显示出优异的电化学性能,在1C倍率下,首次放电容量为163.3mA.h/g,50次放电循环后,放电容量无明显衰减。研究表明,高分散性Li4Ti5O12纳米晶可以缩短锂离子的扩散路径,改善样品的电化学动力过程,有效地提高其高倍率性能。     

烧结温度对片状Bi_4Ti_3O_(12)晶体光催化性能的影响

采用熔盐法在不同温度下合成了片状Bi4Ti3O12,利用XRD、SEM等表征了产物的晶体结构和微观形貌,采用亚甲基蓝模拟污染物测定了产物的光催化性能。结果表明,680℃温度处理条件下,Bi4Ti3O12的主晶相开始形成,700~1100℃温度区间内,Bi4Ti3O12晶体结晶完全,为单一的正交相晶体。低温下制备的晶粒小、比表面积大的粉体具有较强的吸附作用,但光催化作用弱。1000℃烧结条件下的Bi4Ti3O12晶体,晶粒发育完整,形貌规则,有利于光催化性能的提高,对于60 mg/L的亚甲蓝溶液,3 h内在500 W氙灯模拟可见光下对亚甲基蓝降解率达到90%。     

(LiFePO_4-AC)/Li_4Ti_5O_(12)混合电池的系统优化

以磷酸铁锂和活性炭为复合正极、以钛酸锂为负极的混合电池,其充放电性能受正极活性物质配比的影响.考察了正极中不同的活性炭和磷酸铁锂含量配比对混合电池能量密度和功率密度的影响.对LiFePO_4-AC/Li_4Ti_5O_(12)混合电池主要采用恒流充放电测试方法.对混合电池正极活性物质的含量配比进行优化可以改善混合电池的比容量和比功率.结果表明,当正极活性物质磷酸铁锂的含量为70%时,混合电池的充放电性能最好.     

Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)纳米管阵列的制备与微结构表征

采用溶胶凝胶法,在孔径为200 nm的阳极氧化铝模板中制备了Bi_3.15Nd_0.85Ti_3O_(12)纳米管阵列.通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、SAED和Raman光谱测试手段对纳米管阵列的物相、微结构和声子振动特性进行了表征.研究表明,所合成BNdT纳米管为钙钛矿相多晶结构,纳米管外径约为200 nm,管壁厚约10 nm,管径和长度与所用AAO模板尺寸一致.Raman光谱分析表明,Nd离子取代了类钙钛矿层中A位的Bi离子.     

烧成气氛对Bi_(2.9)Pr_(0.9)Ti_3O_(12)陶瓷微观结构及电性能的影响

采用高温固相法,分别在空气、氧气和碳还原气氛中制备了Bi_2.9Pr_0.9Ti_3O_(12)材料.用X射线衍射仪、拉曼光谱仪分析样品物相结构,扫描电子显微镜表征微观形貌,阻抗分析仪和铁电性能测量仪测试电性能.结果表明:氧气气氛中样品晶粒尺寸相对较大,介电常数和剩余极化值较高;还原气氛中样品晶粒呈柱状,电性能差.氧气氛围可以促进晶粒生长,有助于改善Bi_2.9Pr_0.9Ti_3O_(12)材料的电性能.     

球形Li_4Ti_5O_(12)/C复合材料的制备及其性能研究

以TiCl4和导电碳黑为原料,通过外凝胶法制备出掺碳球形前驱体,再通过一定的热处理后制备出了锂离子电池球形Li4Ti5O12/C复合负极材料。采用XRD、SEM、比表面及电化学性能测试等分析手段表明,掺碳抑制了Li4Ti5O12晶粒的生长,增大了比表面积,提高了材料的反应动力学性能;掺碳后Li4Ti5O12的振实密度有所降低,但仍明显高于采用传统固相反应法和溶胶-凝胶法制备的非球形产品,掺5%碳的Li4Ti5O12振实密度可达1.71g/cm3;当充放电倍率为1.0C时,在1～3V之间充放电,其首次放电比容量高达144.2mAh·g-1,经过100次充放电循环后,其放电比容量仍有118.2mAh·g-1。     

Fe3+掺杂Li4Ti5O12的结构及电化学性能

采用高温固相法合成Li4FexTi5-xO12(x=0.025,0.1,0.2)负极材料。通过X射线衍射、扫描电镜、充放电性能测试等对掺杂Fe3+的Li4Ti5O12材料的组成、结构、形貌进行表征,并对其电化学性能进行研究。结果表明,所合成的材料具有良好的尖晶石结构,无杂相。适当Fe3+掺杂能细化材料,提高材料的电子导电性,使材料的循环性能得到改善。Li4Fe0.025Ti4.975O12的充电容量最佳,0.1C倍率下首次充电比容量达到162.5 mA.h/g,循环性能较好。