锂离子电池正极材料LiCrxMn2-xO4的合成及性能研究

采用Pechini法制备了尖晶石LiCr_xMn_2-xO₄正极材料,并用X射线衍射仪、扫描电镜、充放电测试等手段研究了其晶体结构、表观形貌和电化学性能.结果表明,该法制备的尖晶石LiCr_xMn_2-xO₄(0≤x≤0.1)正极材料为单一尖晶石结构,形貌较好,粒径分布均匀;晶胞参数随着Cr含量的增加而减小,但是Cr掺杂量对于产物的相结构和晶体形貌影响不大;Cr含量的增加使得LiCr_xMn_2-xO₄的比容量减小,但却提高了尖晶石结构的稳定性和循环性能.     

Li1.02CoxCryMn2-x-yO4的固相合成及性能表征

采用固相法合成锂离子正极材料尖晶石相Li1.02CoxCryMn2-x-yO4，研究元素Co、Cr不同掺杂量对产物的结构、晶胞常数、电化学性能和电池内阻的影响．分析表明，掺杂少量的Co、Cr的LiMn2O4依然保持着尖晶石结构；晶胞常数随掺杂量的增加而减小，从而使尖晶石的比表面积增大，有利于提高电池的初始容量；并有效地抑制了充放电过程中的Jahn-Teller效应和Mn^3＋的歧化反应．掺杂Co、Cr后Li1.02MnO4初始容量有所下降，且随掺杂量增加而减小，但能明显改善材料的循环性能．     

纳米LiCo_xMn_(2-x)O_4粉体的制备与电化学性能

采用溶胶一凝胶法并结合热处理工艺制备LiCoxMn2-xO4粉体,结合热处理工艺制备Li-LiCoxMn2-xO4粉体.利用热重一差热分析、X射线衍射、透射电镜、充放电测试等方法对前驱体的热分解行为、粉体的结构、形貌及电化学性质进行了表征,同时研究了钴掺杂量对其结构和电化学性能的影响.结果表明,直接以聚丙烯酸(PAA)为螯合剂合成了稳定的溶胶和凝胶,进一步获得了粒径分布均匀、无团聚的尖晶石LiCoxMn2-xO4纳米粉体.随着钴掺杂量的增加,晶格常数、晶粒尺寸逐渐减小,晶格畸变逐渐增大,但对尖晶石结构影响较小;LiCoxMn2-xO4粉体的放电比容量随着x值增大略有降低,但循环性能得到明显的改善.在电流密度0.1mA/cm2、截止电压3.5～4.3V时,粒径约80hm的LiCo0.1Mn1.9O4粉体首次放电比容量达135mAh/g,20次循环后的稳定放电比容量为118mAh/g,且每次容量衰减低于0.2%,具有较好的电化学性能.     

MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物热敏纳米粉体的制备及其性能研究

采用溶胶凝胶（Sol-Gel）技术制备MgxNi1.0Mn2-xO（4x=0,0.1,0.2,0.3,0.4）系列氧化物热敏纳米粉体,并经成型、烧结等工艺制得高稳定性的负温度系数热敏电阻,用热分析系统、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和HP34401型数字电压表分析MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物热敏纳米粉体的热处理过程、相结构、晶粒形貌以及MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物热敏电阻的电学性能,结果表明,经600℃热处理,得到单一尖晶石相结构的MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物热敏纳米粉体,纳米粉体粒子的形状为多面体,粒径约为40nm,随着镁离子含量的增加,MgxNi1.0Mn2-xO4氧化物烧结体电阻值和材料常数增大,材料常数B≥3900,老化稳定性有很大提高。     

Al-F复合改性LiMn2O4的结构和性能

通过固态反应制备了尖晶石型锂锰氧化物LiAl0.2Mn1.8O4-xFx锂离子电池正极材料,采用XRD、EDS等测试对其进行了表征,并测试了样品的电化学性能.结果表明,合成的LiAl0.2Mn1.8O4-xFx(0≤x≤0.3)样品为单一的尖晶石结构;随着F-含量的增加,晶胞参数增大;一定量的Al3 和F-复合改性提高了材料的比容量,增加了尖晶石结构的稳定性,改善了材料的高温循环性能.     

纳米Co_(1-x)Zn_xFe_2O_4/SiO_2复合材料的结构和磁性

为了研究Zn2+含量对CoZn铁氧体结构和磁性的影响,以正硅酸乙酯和硝酸盐为原料,用溶胶-凝胶法制备了纳米Co1-xZnxFe2O4/Si O2(0≤x≤1)复合材料。利用XRD、TEM、VSM和M ssbauer效应分析了样品的结构、形貌和磁性。结果表明,经900℃热处理后,Co1-xZnxFe2O4/Si O2复合材料中Co1-xZnxFe2O4为晶粒分布均匀的尖晶石铁氧体结构。Zn2+替代Co2+后引起Co1-xZnxFe2O4晶格膨胀。随Zn2+含量的增加,样品的矫顽力减小,而比饱和磁化强度先增大后减小,样品从磁有序状态转变为顺磁状态。Zn2+的掺杂对Fe3+核处的s电子密度有较大的影响,对尖晶石结构对称性影响较小。     

球形LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2的合成及其电化学性能

以化学共沉淀法制备的球形Ni0.5-xCo2cMn0.5-xCO3（x=0.075,0.1,1/6）为前驱体合成了球形锂离子电池正极材料LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2（x=0.075,0.1,1/6）,研究了钴含量对LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2的物理性能和电化学性能的影响.SEM研究表明,球形LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2由许多一次颗粒构成,随着钴含量的增加,产物中一次颗粒增大.XRD分析表明,LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2均为具有层状结构的纯相物质.电化学性能测试结果显示,LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2随着钴含量的增加,材料的充放电容量提高,且循环性能变好：0.2C倍率下、2.7～4.3V的电压范围内,LiNi0.425CO0.15Mn0.425O2的放电比容量为145mAh·g^-1、LiNi0.4CO0.2Mn（0.4）O2为150mAh·g^-1、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为158mAh·g^-1,循环50周期后LiNi0.425CO0.15Mn0.425O2和LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2的容量衰减率在3%以内,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2容量无衰减.交流阻抗测试结果表明,随着钴含量的增加,材料阻抗值减小.     

镍铬复合掺杂尖晶石锰酸锂的合成与性能研究

采用高温固相合成法制备了LiMn2O4、Ni和Cr以及Ni-Cr复合掺杂的锂离子电池用锰酸锂正极材料.采用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射和充放电性能测试等手段研究了材料的形貌、物相和电化学行为.结果表明:掺杂改善了材料的形貌,稳定了材料的结构.样品LiMn1.85Ni0.075Cr0.075O4的表面光滑,粒度分布范围小,为单一的尖晶石结构的物相.其首次放电容量为81.2mAh/g,300次循环后容量保持率为首次的91%,表现出优异的循环性能.     

纳米晶 Ni1-x ZnxFe2O4铁氧体粉料的制备及其磁性能研究

采用喷射-共沉淀法制备了纳米晶Ni1-xZnxFe2O4（0≤x≤1.0）铁氧体粉料.通过TG-DSC、XRD、SEM、TEM、BET等测试手段分析了其微观结构和形貌,用振动样品磁强计测量其室温下磁性能.结果表明：喷射-共沉淀法制备的粉料颗粒细小均匀、形状完整.600℃下煅烧1.5h,样品晶粒尺寸为30nm左右,平均颗粒尺寸＜100nm.室温下,样品比饱和磁化强度随Zn^2＋含量增加而变化,当x=0.5时,最大比饱和磁化强度σs为66.8A·m^2/kg.当晶粒大小为41nm时,纳米晶Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体矫顽力达到最大值5.06kA/m,随后又随晶粒尺寸增大而减小.这归因于纳米晶软磁材料中强烈的无序磁晶各向异性模式的影响.     

锂离子电池正极材料LiMn1.95Cr0.05O4的电化学性能

采用分段固相法合成了LiMn2O4和掺Cr的LiMn1.95Cr0.05O4电池正极材料.XRD分析证实2种材料都为尖晶石结构,但LiMn1.95Cr0.05O4有较小的晶格常数.循环伏安测试显示掺Cr增强了反应可逆性.交流阻抗测试表明,50次循环后,LiMn2O4电池的反应电阻增加了32.1%,LiMn1.95Cr0.05O4电池的反应电阻只增加21.7%,说明掺Cr可减小反应电阻的增加.     

以Mn3O4为前驱体的LiMn2O4及其电化学性能

对传统的固相反应进行了改进,以控制结晶法合成出来的Mn3O4为前驱体,和LiOH混合煅烧,制备出锂离子电池正极活性材料尖晶石LiMn2O4。对由此方法得到的尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性能进行了研究。通过X线光衍射和扫描电镜分析表明,该材料为纯相尖晶石LiMn2O4,不含其它杂质相,而且晶粒大小比较均匀;通过电化学性能测试表明,该尖晶石LiMn2O4具有良好的电化学性能：其首次放电比容量为128mAh/g,经过10次充放电循环后,其放电比容量仍有124mAh/g。     

Nb掺杂Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷的电行为特性研究

采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理.Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明,Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.     

Phthalic acid assisted nano-sized spinel LiMn2O4 and LiCrxMn2−xO4 (x = 0.00–0.40) via sol–gel synthesis and its electrochemical behaviour for use in Li-ion-batteries

Nano-sized particles of spinel LiMn₂O₄ and LiCr_xMn_2?xO₄ (x = Cr; 0.00–0.40) have been synthesized using phthalic acid as chelating agent for the first time by sol–gel method. When compared to solid-state synthesis method, the sol–gel route reduces heating time of synthesize and to obtain particles of uniform surface morphology. The synthesized samples were characterized through thermo-gravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). SEM images of the parent compounds show nanospherical grains of LiMn₂O₄ when compared to chromium-doped ones. XRD patterns of LiMn₂O₄ ascertain amorphous nature and for high calcined LiCr_xMn_2?xO₄ single phase highly crystalline patterns were obtained. TEM images of the parent and chromium-doped spinel particles depict individual grain morphology with well-separated grain boundaries. LiCr_0.10Mn_1.90O₄ excels in discharge and cycling behaviour and offer higher columbic efficiency, when compared to un-doped LiMn₂O₄. Cyclic voltammograms of LiMn₂O₄ and LiCr_xMn_2?xO₄ exhibit oxidation and reduction peaks corresponding to Mn³⁺/Mn⁴⁺ and Cr³⁺/Cr⁴⁺.     

Cr modified LiMn2O4 spinel intercalation cathodes through oxalic acid assisted sol-gel method for lithium rechargeable batteries

To improve the cycle performance of eco-friendly and cost-effective spinel LiMn₂O₄ as the cathode of 4 V class Li secondary batteries, the spinel phase LiCr_xMn_2 − xO₄ (x = 0.01-0.20) was synthesized by soft chemistry method using oxalic acid as chelating agent. The present technique results in better homogeneity, good surface morphology, shorter heat treatment time, sub-micron sized particles, good agglomeration and better crystallinity. Electrochemical studies were monitored in the potential range of 3-4.5 V. The present paper reveals that chromium substituted manganese spinel improves the structural stability of the parent material.     

负极活性材料Li4Ti5O12的研究进展

介绍了负极材料Li₄Ti₅O₁₂的物理特性和电化学性能,详细介绍并评述了Li₄Ti₅O₁₂ 在锂离子电池和不对称型超级电容器中的应用情况,总结了Li₄Ti₅O₁₂的不同合成方法及材料的电化学改性研究进展.     

Bi2O3-SiO2系统的相关系和析晶行为的研究进展

本文介绍了Ｂｉ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统的研究进展。首先对该系统的稳定相平衡和亚稳定相平衡进行了综述，然后讨论了该系统中化合物Ｂｉ１２ＳｉＯ２０、Ｂｉ４Ｓｉ３Ｏ１２和Ｂｉ２ＳｉＯ５的结构、性能、生长、应用等方面的情况，预计Ｂｉ２ＳｉＯ５将成为一种有前途的新功能晶体。     

纳米级LiMn2O4尖晶石合成及电化学性能研究

以Ｌｉ２ＣＯ３和Ｍｎ（ＮＯ３）２为原料,以聚丙烯酰胺为高分子网络剂制得前驱体后,用微波加热技术敢纳米晶尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４粉体后,通过循环伏安及充放电技术对其进行电化学性能测试表明,该材料的电化学比容量为１２０ｍＡｈ／ｇ,循环５０次后衰减率为４．７％;通过ＳＥＭ及ＸＲＤ分析蓁同观形貌表明,材料不仅相纯度高,粒度返于纳米级,有利于Ｌｉ＾＋的嵌入／脱嵌,本文所的微波－高分子网络技术不仅惧有优良性能的锂     

Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布研究

应用X射线衍射密度法(R因子法)计算了Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布,结果表明:金属离子在ZnGa2O4尖晶石结构中采取中间偏反型分布.随Fe3 离子进入尖晶石结构,促使Zn2 进入A位的量增多,而Ga3 进入B位的量增多.同时,各样品的IR光谱表明:Fe3 进入尖晶石结构取代Ga3 对代表电子传导活化能的极限频率影响很大.     

Te掺杂对SryCo4Sb12-xTex化合物热电性能的影响

采用熔融法结合SPS烧结技术合成了Sr_yCo₄Sb_12-xTe_x化合物, 并探讨了Te掺杂对化合物热电性能的影响. 采用XRD及EPMA确定了相组成及化学成分, 并测试了材料的高温热电性能. 实验结果表明, 虽然Te掺杂降低了Sr在CoSb₃中的填充量, 但是与具有相近Sr填充量的基体相比, Te掺杂提高了材料的载流子浓度和电导率, 同时也提高了塞贝克系数; Te掺杂由于引入了电子-声子散射, 进一步降低了材料的晶格热导率, 并且随着Te掺杂量的增加, 晶格热导率的降低幅度提高; 对x=0.05的样品Sr_0.18Co₄Sb_11.95Te_0.05, 在850K时, 材料的最大ZT值接近1.0, 与具有相近填充量的基体材料相比, ZT值提高了35％.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4制备新工艺

采用球磨湿混和旋转合成相结合的新工艺来制备锂离子的电池正极材料LiMn2O4,并对制备的材料进行了粒度,化学成分以及电化学性能测试,制备的LiMn2O4为正尖晶石结构,而且物质纯净,同一批次制备的材料化学成分均匀,粉末粒度分布范围窄,中粒径为10．67um,首次充电容量为124mAh/g,放电容量为115mAh/g,循环次数达30次时,放电容还大于100mAh/g,循环稳定性,球磨湿混工艺能将原料混合均匀,并能有效地使原料粒度细化而且粒度均匀,旋转合成工艺能使反应物和反应产物的温度均匀,粒度均匀,晶型结构与成分均匀,球磨湿混和旋转合成相结合的固相合成新工艺能制备出电化学性能性能良好的LiMn2O4。