Li^＋离子嵌入V2O5干凝胶薄膜的XPS研究

V2O5薄膜是最具有实用价值的全固态“灵巧窗”器件中候选锂离子储存材料之一。本研究采用熔融淬冷法成功制备了V2O5溶胶,利用提拉法在ITO玻璃片上制备了表面均匀和无裂纹的V2O5干凝胶薄膜,并采用电化学方法将Li^ 离子嵌入到V2O5干凝胶薄膜中。本文着重采用X射线光电子能谱（XRS）分析了Li^ 离子嵌入V2O5干凝胶薄膜前后的化学组成及钒、氧、锂离子的化学状态。     

聚氧化乙烯/V2O5纳米复合材料制备新工艺的探讨

探讨了制备聚氧化乙烯(PEO)/V2O5纳米复合材料的一种新工艺--熔融插层法,并通过X射线衍射、红外光谱及差热-热重分析对其结构进行了表征,结果表明:PEO大分子在熔融状态下能够嵌入到V2O5干凝胶层间,且PEO的嵌入使V2O5干凝胶的层间距由1.4967nm增大到1.7313nm,同时PEO大分子在V2O5干凝胶层间以非晶态形式存在.     

CTAB辅助电沉积V_2O_5薄膜及储锂性能研究

以五氧化二钒、双氧水和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用溶胶凝胶法制备了V2O5溶胶,并通过电沉积法在不锈钢基体上制备了正交晶系的V2O5薄膜电极材料。采用X-射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征了V2O5薄膜材料的微观结构和表面形貌;采用循环伏安曲线、交流阻抗谱和充放电测试研究了V2O5薄膜作为锂离子电池正极材料的储锂性能。结果表明,在添加3%CTAB的V2O5溶胶中电沉积的V2O5薄膜比未添加CTAB的V2O5溶胶中电沉积的V2O5薄膜具有更高的电化学反应可逆性、更低的电化学反应阻抗、更好的嵌锂活性和倍率性能。     

溅射时间对磁控溅射V2O5离子储存薄膜结构与性能的影响

在ITO玻璃基体上采用磁控溅射法制备用于电致变色玻璃的V2O5离子储存薄膜,重点研究了溅射时间(2～5 h)对V2O5薄膜结构与性能的影响.研究结果表明:随着溅射时间延长,V2O5薄膜的厚度随着溅射时间延长而增厚,透过率随着厚度增加而呈现降低趋势;溅射4～5 h下制备的V2O5薄膜离子储量高于20 mC/cm2.综合考虑离子储存量和可见光透过率,磁控溅射法制备离子储存V2O5薄膜的溅射时间控制为4 h为宜.     

锂离子电池钒系正极材料的研究进展

锂离子电池具有很多的优良特性,发展很快并得到了广泛的应用。其中锂离子电池正极材料的研究主要集中在第四周期过渡金属的嵌锂氧化物LiCoO2、Li Ni O2、LiCoxNi1-xO2、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、Li MnO2、Li Mn2O4、Li Mn2O4、LiFePO4上,近年来,钒系正极材料的研究引起了人们的广泛关注。本文对钒系化合物Li V3O8、V2O5、V6O13、Li V2O4和Li Ni VO4等正极材料的制备方法、结构及电化学性能的研究现状进行了综述。     

Al3+、Sc3+掺杂的LiMn2O4电子结构和平均嵌入电压研究

采用密度泛函理论方法研究了锂离子正极材料LiMn2O4电子结构及金属掺杂对其平均嵌入电压的影响。嵌锂前后差电荷密度分析表明,Mn2O4嵌锂过程中,O、Mn均得到Li给出的电子,且以O得电子为主。Al3+和Sc3+取代LiMn2O4原胞中的Mn掺杂研究表明,Al3+和Sc3+在嵌锂过程中不参与和Li的电子交换,因而导致掺杂体系具有较大的嵌入电压。且Al3+、Sc3+掺杂导致LiMn2O4电极材料稳定性提高,材料密度减小,因此Al3+和Sc3+可作为较佳的锂离子正极掺杂材料。     

Fe_(0.41)V_2O_5薄膜制备和电致变色性能表征

采用离子交换法制备了Fe_(0.41)V_2O_5干凝胶薄膜。通过XRD对薄膜的结构进行表征,结果表明Fe~(3+)的引入扭曲了V_2O_5干凝胶的层状结构并扩大了其层间距。以循环伏安法和计时电流法表征了薄膜的电化学性能;利用紫外分光光度计表征了薄膜的光学性能。结果表明V_2O_5干凝胶薄膜200圈循环的电荷保持率为41.4%,Fe_(0.41)V_2O_5干凝胶薄膜200圈循环电荷保持率为88.8%,Fe~(3+)的引入提高了薄膜循环稳定性能。同时Fe~(3+)的引入降低了薄膜的响应速度,V_2O_5干凝胶薄膜的着色时间/褪色时间分别为5.0 s/6.2 s,Fe_(0.41)V_2O_5干凝胶薄膜的着色时间/褪色时间分别为12.6 s/7.0 s。此外,V_2O_5干凝胶薄膜和Fe_(0.41)V_2O_5干凝胶薄膜的光学调制能力相近,Fe~(3+)的引入并未对V2O5干凝胶薄膜的光学性能产生大的影响。     

PAN-H_(1.6)Mn_(1.6)O_4锂离子筛膜的制备及在卤水中吸附性能

采用亲水的PAN为成膜材料,制备了掺杂H1.6Mn1.6O4的PAN-H1.6Mn1.6O4锂离子筛膜。通过SEM、Li+静态吸附实验、(NH4)2S2O8对锂的洗脱实验和卤水中吸附实验,研究了锂离子筛的添加量对PAN-H1.6Mn1.6O4锂离子筛膜结构、Li+吸附-洗脱性能的影响。结果表明,PAN浓度为10%(质量),H1.6Mn1.6O4的添加量为50%(质量)时,PAN-H1.6Mn1.6O4离子筛膜的吸附量为17.45 mg·g?1,达到粉末状吸附量的88.0%。以(NH4)2S2O8为洗脱剂,当浓度为0.3 mol·L?1、液固比为600:1、时间为12 h时,锂洗脱量为17.23 mg·g?1,锰溶损率仅为1.14%。在含有Na+、K+、Mg2+和Ca2+的罗布泊老卤卤水中,锂离子筛膜对Li+有很高的选择性。在卤水中进行10次吸附与解吸循环,吸附量从11.64 mg·g?1下降到10.94 mg·g?1,吸附容量仅损失6.0%。总体结果表明亲水性载体对H1.6Mn1.6O4吸附容量影响较小,温和的洗脱剂对锂离子筛膜的化学稳定性有利。     

原位复合SiO_2/EVOH-SO_3Li电纺锂离子电池隔膜电性能研究

首先合成了EVOH-SO3Li接枝聚合物,通过原位复合技术在EVOH-SO3Li溶液中原位生成纳米Si O2,利用静电纺丝法制备EVOH-SO3Li/Si O2复合锂离子电池隔膜。研究了隔膜的离子电导率、锂离子迁移数及电化学稳定窗口等性能。并将复合隔膜与商业隔膜比较:复合隔膜的部分电化学性能要优于商业电池隔膜。复合隔膜的离子电导率为1.27×10-3S/cm,比商业隔膜的0.99×10-4S/cm高很多;锂离子迁移率稳定在0.7以上,比商业隔膜的0.5更接近于理想状态1;隔膜的电化学稳定性较高,达到4.7V,满足商业隔膜的要求。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

综述了锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备、结构及其电化学性能.LiMn2O4具有尖晶石型结构,为锂离子的脱嵌与嵌入提供了三维隧道空间,它具有3 V和4 V两个电压平台,成为锂离子电池最有吸引力的材料.