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     

以Mn_3O_4为前驱体的LiMn_2O_4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．     

溶胶—凝胶—酯化法制备LiMn2O4超细粉及其电化学性质的研究

溶胶－凝胶－酯化方法是通过金属离子与多元有机酯的均一的螯合物。在较低的温度（〈２５０℃）下形成尖晶石型ＬｉＭＮ２Ｏ４正极材料。雇轩的ＬｉＭｎ２Ｏ４具有很好的电化学活性。Ｌｉ＝ＬｉＭｎ２Ｏ４二次电池首次充放电容量超过１３０ｍＡｈ／ｇ,循环１０次以后容量仍然保持在１２０ｍＡｈ／ｇ的较高水平。     

高能ZnO基复合陶瓷线性电阻的制备

在 ＺｎＯ中添加 Ａｌ２Ｏ３和 ＭｇＯ,制备了高能 ＺｎＯ基复合陶瓷线性电阻,其电阻率为 ５～１３００Ω ·ｃｍ、能量密度大于 ４５０Ｊ／ｃｍ３、电阻温度系数小且近于线性．烧结温度、 ＭｇＯ添加量和降温速率分别对材料的电阻率、电阻温度特性以及线性度和能量密度有较大影响．     

ZnO—MgO—Al2O3陶瓷性能研究

ＺｎＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３陶瓷是一种复合烧结体，其主晶相为ＺｎＯ与ＺｎＡｌ２Ｏ４，且均以晶粒存在。ＭｇＯ能调节电阻温度系数，使之由负变为正。Ａｌ２Ｏ３能调节电阻率。慢的降温速度能提高线性及耐浪涌能量，降低电阻温度系数。     

锂离子电池正极材料LiMn_2O_4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１０．６７μｍ,首次充电容量为１２４ｍＡｈ／ｇ,放电容量为１１５ｍＡｈ／ｇ．循环次数达３０次时,放电容量还大于１００ｍＡｈ／ｇ,循环稳定性良好．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     

ZnO－MgO－Al_2O_3陶瓷性能研究

ＺｎＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３陶瓷是一种复合烧结体，其主晶相为ＺｎＯ与ＺｎＡｌ２Ｏ４，且均以晶粒存在．ＭｇＯ能调节电阻温度系数，使之由负变为正．Ａｌ２Ｏ３能调节电阻率．慢的降温速度能提高线性及耐浪涌能量，降低电阻温度系数．     

喷雾干燥法制备LiCoO2超细粉

本文研究了一种新型的制备锂离子电池正极材料的工艺方法通过喷雾干燥法制备出 Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２超细粉试验中, 进行了混合粉体的 Ｄ Ｔ Ａ Ｔ Ｇ Ａ 分析; Ｘ Ｒ Ｄ 谱分析显示, 所得 Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ 为具有α Ｎａ Ｆｅ Ｏ２ 层状结构的 Ｈ Ｔ Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ ; 从 Ｓ Ｅ Ｍ 照片可见, Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ 粉末元素分布均匀, 粒径为几百纳米;电化学性能测试结果表明, 其充电容量为１４８ｍ Ａ·ｈｇ , 放电容量为１３５ｍ Ａ·ｈｇ, 具有优良的电化学性能     

燃烧条件对自蔓延高温合成Al2O3/AlB12复相陶瓷粉体特性的影响

以铝、Ｂ２Ｏ３为原料,利用自蔓延高温合成（ＳＨＳ）制备了Ａｌ２Ｏ３／ＡｌＢ１２复相陶瓷粉体,研究了燃烧条件对粉体特性的影响。结果发现,经球磨处理后,复相陶瓷粉体中Ａｌ２Ｏ３的平均粒径为３￣４μｍ,ＡｌＢ１２的粒度为亚微米级。粉体的比表面积为￣１ｍ＾２／ｇ。     

CdS在多层薄膜电致发光器件中的新应用

将ＣｄＳ蒸镀于电致发光器件中，测量这些器件的电学和光学特性，发现ＣｄＳ层可以提供较多的电子，但是，样品ＩＴＯ／ＳｉＯ／ＳｉＯ２／ＺｎＳＸ／ＣｄＳ／ＳｉＯ２／ＳｉＯ／Ａｌ（Ｘ＝Ｍｎ＾２＋，Ｓｍ＾３＋的亮度明显低于不仿ＣｄＳ的样品，说明这些电子在向Ｚｎｓ层输运的过程中能量有所降低，在样品ＩＴＯ／ＳｉＯ／ＳｉＯ２／ＺｎＳＸ／ＳｉＯ２／ＣｄＳ／Ａｌ中，ＣｄＳ产生的电子经过ＳｉＯ加速而获得了较高的能量，提高     

新型锂离子电池负极材料COFe3Sb12

用高能球磨方法制备出CoFe3Sb12合金粉末,研究了电化学性能。结果表明,CoFe3Sb12中的活性元素Sb可以与锂离子发生可逆电化学反应,其嵌锂产物为Li3Sb。CoFe3Sb12电极在20mA/g的电流密度下第一次可逆容量为396mAh/g。在材料中加入原子分数为50％的石墨（化学计量式为CoFe3Sb12-C16)后,以100mA/g进行充放电时,第一次可逆容量为380mAh/g。电极的循环寿命性能优良。     

真空蒸镀法制备Sb膜电极及其性能

采用真空蒸镀法制备了金属Sb膜电极, 通过XRD、SEM、恒流充放电循环、循环伏安(CV)等方法, 研究了Sb膜电极的结构、形貌和电化学性能, 并对嵌脱锂机理进行了分析. 结果表明: 蒸镀后, 金属Sb为六方晶体, (003)晶面择优取向. Sb膜电极与基底铜箔的微观形貌接近, Sb金属以片层颗粒堆积在Cu箔颗粒上面. 在首次嵌锂过程中, 能观察到Li₃Sb合金的生成和Sb相的消失, 在脱锂之后, 能观察到Sb相的重新出现和Li₃Sb合金的消失, 且Sb相还是回复到(003)面择优相. Sb膜电极的首次充放电比容量分别为652和454 mAh/g, 循环16周后放电比容量还为300 mAh/g, 性能远优于Sb粉电极.     

水体系自组装法制备钛酸锂纳米负极材料研究

以偏钛酸粉末作为钛源,制备钛酸锂(Li4Ti5O12)纳米材料,Li4Ti5O12由含锂过氧化钛配合物分解自组装后经煅烧结晶而得。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附和恒流充放电测试对材料结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明:水体系下,锂钛摩尔比为4∶5、于600℃煅烧5h得到的Li4Ti5O12纳米球颗粒粒径在500nm左右,且具有丰富的孔隙,比表面积达到22.947m2/g;在电流密度4000mA/g条件下,比容量为157mAh/g,电流密度500mA/g下循环400次放电容量保持率为95.2%。表明水体系自组装形成的Li4Ti5O12纳米负极材料可以缩短锂离子迁移距离,其多孔性可以增大电解液与电极活性材料的接触面积,使离子电子传输速率同时得到提高,从而获得优异的电化学性能。     

微波辅助固相法合成锂离子电池正极复合材料Li2FeSiO4/C

以Na2SiO3.9H2O和FeCl2.4H2O为原料,采用低热固相反应获得了分散均匀的β-FeOOH/SiO2前驱体;再以Li2CO3为锂源、聚乙烯醇和超导电炭黑为复合碳源,通过微波辅助固相法合成了Li2FeSiO4/C材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、微观形貌及电化学性能进行表征.650℃下微波处理12 min可获得结晶好、晶粒细小均匀的Li2FeSiO4/C材料;在选用的微波合成体系下,超导碳和聚乙烯醇热分解的无定形碳不仅利于合成反应的顺利进行,而且提高了Li2FeSiO4的整体导电性能.制备的复合正极材料在60℃下0.05C倍率首次放电容量为129.6 mAh/g,0.5C倍率下为107.5 mAh/g,0.5C下15次循环后保持为104.8 mAh/g,具有较好的放电比容量和良好的循环稳定性能.结果表明,微波辅助固相合成工艺是制备Li2FeSiO4/C复合材料的一种很有前景的方法.     

高电压正极材料镍锰酸锂的制备及性能研究

以镍、锰氧化物和碳酸锂为原料,采用高温固相法直接合成高电压正极材料镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄。主要考察了烧结温度、烧结时间和Li/M等因素对工艺的影响。结果表明:在烧结温度为800℃,烧结时间为15h,Li/M为0.53时,合成的镍锰酸锂材料的综合性能达到了最佳。在此合成条件下合成的镍锰酸锂材料的1C放电比容量为129.53mAh/g,50次循环后1C放电比容量为122.60mAh/g,50次循环容量保持率94.56%,证明电池的循环性能良好。     

LiMn2O4的机械活化-湿化学合成机理

以MnO2为锰源,采用机械活化与湿化学集成的方法首次在水溶液中合成了尖晶石锂锰氧化物。研究表明,经机械活化后的MnO2具有较高的反应活性,其在水溶液中与锂化合物反应2h后,产物的嵌锂量达3．94％。其尖晶石锂锰氧化物的形成过程经历了MnO2的预活化和预还原、MnO2的锂化、结构重组与转晶3个步骤,随合成时间的延长,合成产物的化学组成与物相结构趋于稳定,所得合成材料具有完整而稳定的尖晶石结构,并具有良好的热稳定性和充放电循环稳定性,富锂尖晶石Li1.04Mn1.96O4的初始充电容量为122．4mAh／g,初始放电容量为112．0mAh／g．分别达其理论容量的97．4％和89.1％;第2～5次循环的放电容量稳定在111.7～110.7mAh／g之间。     

纳米Li2MnSiO4正极材料的高压水热法制备及其电化学特性

采用高压水热法制备锂离子电池正极材料Li 2MnSiO 4,研究压强、反应温度和前驱体浓度对合成Li 2MnSiO 4的影响,并进一步研究碳包覆前后Li 2MnSiO 4的电化学性能。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、充放电测试和交流阻抗等方法对样品的结构、形貌和电化学性能进行表征分析。结果表明:采用水热法在高压高温条件下可以合成高纯度的Li 2MnSiO 4材料,提高前驱体浓度有助于形成粒径较小的Li 2MnSiO 4纳米颗粒。电化学性能测试显示碳包覆后的 Li 2MnSiO 4/C比Li 2MnSiO 4具有更高的比容量,在0.1C (电流密度为33.3mA·g -1 )下首次放电比容量可达178.6mAh·g -1 ,循环50次后放电比容量为97.1mAh·g -1 ,容量保持率为54.4%。同时,Li 2MnSiO 4/C还具有比Li 2MnSiO 4更小的电荷转移阻抗和更高的锂离子扩散系数。     

溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li_(1+x)V_3O_8的初步探讨

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1+xV3O8,并用X射线衍射、扫描电镜观察、充放电循环测试、循环伏安法扫描等,研究了Li1+xV3O8的物相结构、表面形貌以及电化学性能等,并探索了合成工艺条件对材料的电化学性能的影响。结果表明,温度为400℃时合成的Li1+xV3O8晶粒较为细小均匀,粒径大小相对较为均一,颗粒大小在0.5—1.0μm左右,这些小晶粒将有效地增加其比表面积,同时电化学性能较好,10mA/g的电流密度下首次放电容量为230 mAh/g,20次循环之后容量仍能达到180 mAh/g,循环性能较好。随着合成温度增高,首次放电容量减小,循环效率降低。     

石墨烯/富锂三元正极复合材料的制备及电化学性能研究

通过水热法制备了石墨烯包覆量不同的石墨烯/富锂三元正极复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电化学交流阻抗等对包覆后富锂三元正极复合材料的物相结构、形貌及电化学性能进行了研究。结果表明:石墨烯包覆量为2%(质量分数)时,包覆效果较好,石墨烯/富锂三元正极复合材料首次库仑效率为89.6%,比富锂三元正极材料提高了17.16%,放电比容量为226.41mAh/g,比原材料提高了21.38mAh/g;以0.5C循环100次后石墨烯/富锂三元正极复合材料放电比容量可保持在154mAh/g,容量保持率为88%,比富锂三元正极材料提高了5.3%;石墨烯/富锂三元正极复合材料阻抗为75Ω,比富锂三元正极材料阻抗低50Ω。     

Layered Li0.88[Li0.18Co0.33Mn0.49]O2 nanowires for fast and high capacity Li-Ion storage material

Layered Li0.88[Li0.18Co0.33Mn0.49]O2 nanowires are prepared using Co0.4Mn0.6O2 nanowires and lithium nitrate as precursors at 200 degrees C via a hydrothermal method for fast and high capacity Li-ion storage material. The obtained nanowires exhibit a reversible capacity of 230 mAh/g between 2 and 4.8 V, even at the high current rate of 3600 mA/g.