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.     

LiMxMn2-xO4正极材料的表面改性机理研究

采用溶胶-凝胶包裹法对尖晶石LiMn2O4及其阳离子掺杂LiM0.1Mn1.9O4(M=Li，Ni)正极材料进行了表面改性研究．X射线衍射及电子探针线扫描分析表明，表面改性以后的晶粒仍为尖晶石结构，表面改性离子Co的浓度由表及里逐步减小．电解液溶蚀实验及电化学循环测试表明，表面改性后的正极材料LiM0.1Mn1.9O4的抗溶蚀性明显增强，循环性能优良．性能改善的原因是表面改性以后，尖晶石晶粒表层Mn^3 离子浓度降低，Mn^4 离子浓度大大增加，减少了Mn^3 发生歧化反应的机会．     

表面包覆材料Li1.05Ni1-xCoxO2的合成及电化学性能研究

采用sol-gel法进行前驱体制备,合成表面包覆掺Co的正极材料.产物的电化学性能优良,以0.2C倍率进行充放电循环测试,可逆比容量超过190mAh/g、循环30周的容量保持率达96%以上.为了得到合成简便、成本低廉、性能优良的锂离子电池正极材料,本文研究了合成工艺对LixNi1-xCoxO2的电化学性能的影响;     

Al2O3微粉的表面改性及表征

以α—Al2O3微粉为基体，Y(NO3)3溶液为包裹相，采用液相包裹法进行加钇颗粒表面改性。获得了表面均匀包裹Y2O3的α—Al2O3粉体。将此粉体与Al合金复合制备复合材料，复合材料组织更加均匀，对材料进行力学性能测试，结果表明：改性粉体对Al合金增强效果明显增加，抗拉强度提高27．2％，屈服强度提高33．1％，延伸率提高10．3％。     

LiNi0.9Co0.1O2正极材料的EDTA络合法合成及其性能研究

采用络合法制备了锂离子电池的活性正极材料LiNi0．9Co0．1O2粉体，实验表明合成的LiNi0．9Co0．1O2粉体结晶良好，层状结构发育完善．电池充放电测试结果表明，其容量及循环性能与LiNi0．9Co0．1O2粉体的合成温度有关，其中900℃合成得到的LiNi0．9Co0．1O2材料具有最好的电化学性能，首次放电比容量高达120．5mAh／g，循环30次后可逆放电比容量仍高达118．8mAh／g，容量损失仅为1．4％．文中对容量退化的原因进行了分析．     

XPS研究Fe2O3纳米粒子表面包覆无机膜

针形铁黄纳米粒子表面包覆无机物如Si、Co等氧化物形成复合纳米粒子，是改善金属磁性记录粉性能的重要方式。采用ICP，TEM，XPS方法研究复合纳米粒子的表面性质，结果表明包硅复合粒子的表面形成均匀、致密的SiO2薄膜，表面层与基体表面间的界面结构类似异质结，导致粒子的XPS谱图中Fe 2p谱峰发生2.7eV的化学位移；而包钴复合粒子由于钴在铁黄表面的吸附发生在部分晶面上而无法形成均匀、致密的薄膜，XPS谱图主要发生因表面荷电而导致的物理位移。     

不锈钢表面Al2O3膜的微弧氧化制备

报道了在奥氏体不锈钢表面制备氧化物陶瓷膜的新方法．首先用热浸镀工艺在不锈钢表面镀铝，然后利用铝的微弧氧化形成了Al2O3陶瓷膜．对所获得的样品进行了断面形貌观察、成分和相组成分析发现，在金属间化合物上形成的陶瓷膜主要由Q．A1203和γ-Al2O3构成，γ-Al2O3的含量高于α-Al2O3．对其硬度测试发现，从基底到表面硬度呈梯度分布，氧化物陶瓷表面的硬度约为800HV．     

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。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

具有尖晶石相的LiMn2O4因价格低、无毒、无环境污染、制备简单、研究较成熟,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子二次电池正极材料.由于LiMn2O4电化学循环稳定性能不好,表现在可逆容量衰减较大,尤其在高温下(>55℃)使用衰减更严重,从而限制了它的商业化应用.经过近十几年的研究,人们对其衰减机理有了比较清晰的了解,提出了造成容量衰减的几种可能原因如Jahn-Teller畸变效应、Mn2+在电解质中的溶解、出现稳定性较差的四方相以及电解质的分解等.通过掺杂、表面包覆、制备工艺的改进,人们已能制得循环稳定性能较好的尖晶相材料.本文结合我们研究小组的最新研究成果对锂离子二次电池正极材料LiMn2O4的最新研究进展进行综述和评论.     

以球形α-Ni0.8Co0.2(OH)2制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2

LiNio.8Co0.2O2是很有希望取代LiCoO2的新一代锂离子电池正极材料.采用控制结晶法合成球形α-Nio.8Coo.2(OH)2为前驱体,与LiOH@H2O混合,在700℃通O2热处理4h合成锂离子电池正极材料LiNio.8Coo.2O2粉末.X光衍射分析表明合成的LiNio.8Coo.2O2粉末结晶良好,具有规整的α-NaFeO2层状结构.扫描电镜分析表明粉末颗粒呈球形,粒径约8μm.粉末的流动性好,堆积密度高.充放电测试表明,合成的LiNio.8Coo2O2正极材料具有优良的电化学性能首次充电比容量为197mAh.g-1,放电比容量为174mAh.g-1,10次充放电循环后保持初始放电比容量的96.6%.     

Al/Al2O3陶瓷接合基板的制备及性能研究

在675－825℃、氮气气氛下，使用石墨模具压铸的方法制备出Al/Al2O3电子陶瓷基板，利用力学拉伸试验机测试了Al和Al2O3的结合强度，界面抗拉强度＞15．94MPa，使用金相显微镜、SEM等微观分析仪器研究了其界面的微观结构。     

溶胶-凝胶Al2O3-ZrO2涂层与工程陶瓷的界面结构

采用无机盐先驱体、溶胶－凝胶工艺在氧化铝基工程陶瓷基体上成功制备了Al2O3-ZrO2涂层，扫描电子显微镜、X射衍射、二次离子质谱分析表明，涂层完整，晶粒均匀，主要成份为α-Al2O3和t-ZrO2；涂层与基体结合紧密，两者存在着明显的元素扩散。     

晶内/晶间复合型Al2O3/Ni纳米金属陶瓷显微结构和力学性能的研究

采用非均相沉淀法和热压工艺制备了Al2O3/Ni纳米金属陶瓷。在1450℃热压γ-Al2O3/Ni复合粉体得到相对密度＞985的金属陶瓷。结果表明，Ni颗粒均匀分布在基体中，其中＜100nm的Ni颗粒位于Al2O3晶内，100－300nm的分布在晶界，形成了晶内／晶界复合型纳米金属陶瓷。同单相Al2O3相比，Al2O3/Ni金属陶瓷的三点抗弯强度和断裂韧性分别增加了26％和795。分析了纳米金属陶瓷的增强增韧机制。     

层状Li0.7CoxMn1-xO2正极材料的合成与电性能研究

通过离子交换法在空气气氛中合成了具有O2型结构特征的掺Co3+型层状正极材料Li0.7CoxMn1-xO2, 用XRD、SEM、粒度分析和电性能测试等手段研究了煅烧温度和掺钴量对前驱体碱锰青铜及目标正极材料性能的影响.在900℃煅烧16h合成的前驱体Na0.7Co0.2Mn0.8O2具有P2型层状碱锰青铜结构特征, XRD特征峰尖锐.样品Li0.7Co0.2Mn0.8O2 在2.25～4.20V首次放电容量为162mAh·g-1, 循环40次后, 容量保持率在90%以上; 充放电曲线光滑, 仅存在2.70～2.90V唯一充放电平台, 在循环过程中未发生可逆相变.     

原子层淀积 Al2O3薄膜的热稳定性研究

以Al（CH3）3和H2O为反应源，在270℃下用原子层淀积（ALD）技术在Si衬底上生长了Al2O3薄膜．采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）等分析手段对Al2O3薄膜的热稳定性进行了研究．结果表明刚淀积的薄膜中含有少量A-OH基团，高温退火后，Al-OH基团几乎消失，这归因于Al-OH基团之间发生反应而脱水．退火后的薄膜中O和Al元素的相对比例（1．52）比退火前的（1．57）更接近化学计量比的Al2O3．FTIR分析表明，在刚淀积的Al2O3中有少量的-CH3存在，CH3含量会随热处理温度的升高而减少．此外，在高温快速热退火后，Al2O3薄膜的表面平均粗糙度（RMS）明显改善，900℃热退火后其RMS达到1．15nm．     

超声喷雾热分解制备锂离子电池正极材料 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 及表征

采用超声喷雾热分解工艺合成了球形锂离子电池正极材料LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2．考察了不同前驱溶液对粉体形貌的影响，用喷雾热分解过程机理分析了形貌差异的原因，另外研究了不同的后处理烧结时间对样品电化学性能的影响．试验结果表明，采用硝酸盐溶液经喷雾热分解制备的前驱体在900℃烧结6h可以得到电化学性能优良的正极材料，在3．0-4．3V电压区间里，首次放电容量达157．7mAh／g，40次循环后容量仍保持146．6mAh·g^-1．