Lead-free piezoelectric ceramics of (Bi1/2Na1/2)TiO3–(Bi1/2K1/2)TiO3–(Bi1/2Ag1/2)TiO3 system

The ternary lead-free piezoelectric ceramics system of 0.90[x(Bi_1/2Na_1/2)TiO₃–(1???x)(Bi_1/2K_1/2)TiO₃]–0.10(Bi_1/2Ag_1/2)TiO₃ (x?=?0.77, 0.79, 0.81, 0.83, 0.85) were successfully synthesized by conventional ceramic sintering technique. The samples were studied by X-ray diffraction, dielectric, ferroelectric and piezoelectric measurements. The MPB composition of the system appears to be near BNKA-79 according to the results of the X-ray diffraction and ferroelectric properties. The sample with x?=?0.79 showed the highest piezoelectric constant d ₃₃?=?160 pC/N. The maximum electromechanical coupling factors, k _p and k _t, are 0.30 for BNKA-79 and 0.42 for BNKA-85, respectively.     

Al_2O_3包覆正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

采用高温固相法制备LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料,并用三氧化二铝(Al_2O_3)进行表面包覆改性。通过XRD、SEM对材料晶体结构、形貌进行分析,用恒流充放电和循环伏安等对材料进行测试。Al_2O_3包覆的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料具有典型的空间群,为R-3m的六方层状α-Na Fe O2结构。以0.2 C在2.5~4.3 V循环,Al_2O_3包覆量为1%的材料电化学性能最好,首次放电比容量可达145.7 m Ah/g,第30次循环的容量保持率为94.0%,比未包覆Al_2O_3材料在相同条件下的放电比容量提高了6.3%。     

2% LiMn_2O_4对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

将层状的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料与尖晶石型的LiMn2O4按质量比为2∶98混合烧结,采用X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)以及充放电测试研究LiMn2O4对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响。研究表明混合LiMn2O4有利于提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的首次库仑效率、循环性能和倍率性能,在3.0~4.3 V以1 C循环,首次放电比容量和库仑效率分别为150.3 m Ah/g和85.5%,循环50次后容量保持率为88.9%;在5 C下充放电仍保持136.2 m Ah/g。循环伏安与交流阻抗测试表明混合2%(质量分数)LiMn2O4可以提升材料的可逆性和放电容量,降低电荷转移电阻。     

Zn~(2+)掺杂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能的影响研究

利用流变相法合成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2,再以ZnO为Zn源对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2进行掺杂改性合成Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-x-MxO2(M=Zn,x=0.005,0.01,0.02,0.05),研究了不同掺杂量对材料粒径、结构及电化学性能的影响。结果表明:Zn掺杂并未改变材料晶型,掺杂Zn样品仍具有α-NaFeO_2层状结构(空间组群为R3m),随着掺杂量的增加,前驱体粒径增大,其离子混排度随着掺杂量的增加而增大;掺杂Zn后的材料在低倍率(0.1C)充放电条件下的首次放电比容量提高,其中掺杂量为1.0%的材料循环效果最佳,其首次放电比容量为182 mA h/g,循环50次后容量保持率为97.7%。     

钠源对P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2性能的影响

采用不同钠源在醋酸盐燃烧下合成P2结构的Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2正极材料。通过XRD、SEM及循环伏安、电化学阻抗谱等测试,分析钠源对材料结构、形貌及电化学性能的影响。以碳酸钠为钠源合成的样品的层状结构较好、颗粒粒径较均一,电化学性能最好。该材料以0.1 C在2.0~4.0 V循环,首次放电比容量为89.8 m Ah/g,库仑效率为123.3%。1.0 C首次放电比容量为74.3 m Ah/g,第50次循环的放电比容量为71.1 m Ah/g,容量保持率为95.7%。     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2的合成与电化学性能

采用溶胶-凝胶法在900℃于空气中煅烧合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2(x=0,0.01,0.02,0.05).通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究了掺杂元素对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的结构和电化学性能的影响.结果表明,适量Mg、Al掺入Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2后降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加.合成材料颗粒分布比较均匀,平均粒径约为0.5 μm.在充放电倍率为0.1 C和电压范围为3.0～4.3 V的条件下,与未掺杂样品相比,Mg-Al复合掺杂的样品具有更好的电化学性能和容量保持率.当x=0.02时,复合掺杂样品的首次放电容量和库仑效率分别为153 mAh/g和93.0%,20个循环后容量保持率达93.4%.因此Mg-Al复合掺杂锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2是很有前景的.     

Piezoelectric characteristics of low temperature sintering Pb(Ni1/3Nb2/3)O3–Pb(Zr1/2Ti1/2)O3 ceramics as a function of Pb(Mn1/3Sb2/3)O3 substitution

In this study, in order to develop the composition ceramics for multilayer ceramic for ultrasonic nozzle and ultrasonic actuator application, Pb(Mn_1/3Sb_2/3)O₃ (abbreviated as PMS) substituted Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃–Pb(Zr,Ti)O₃ (abbreviated as PNN-PZT) ceramics were fabricated using two-stage calcinations method and Li₂CO₃, Na₂CO₃ and ZnO as sintering aids, and their piezoelectric and dielectric characteristics were investigated. With the increase of the amount of PMS substitution, electromechanical coupling factor (k _p), and mechanical quality factor (Q _m) of specimens showed the maximum value at 3 mol% substituted specimen while dielectric constant (? _r) was decreased. At the sintering temperature of 900 °C, the density, ? _r, k _p, and Q _m of 3 mol% PMS substituted PNN-PZT composition ceramics showed the optimal values of 7.92 [g/cm³], 959, 0.584, and 1003, respectively, for low loss multilayer piezoelectric actuator application.     

不同温度对Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2性能的影响

采用不同温度下合成P2结构的Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2正极材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及CV等测试,分析温度对材料结构、形貌及电化学性能的影响。以900℃合成的样品具有较好的层状结构、颗粒粒径较均一,电化学性能最好。该材料在0.1 C倍率下,2~4 V电压范围下首次放电比容量为81 mAh/g,库仑效率为116.4%。并且在不同倍率下循环10次后的容量保持率均在98%以上,倍率性能最好。     

磷酸铁包覆锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

为了提高锂离子电池三元正极材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能,采用共沉淀法在Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆Fe PO4。采用SEM、XRD、EDS及电化学性能测试对制备的包覆材料的形貌、结构及电化学性能进行表征,探索包覆量对其高倍率循环性能的影响。实验结果表明:通过表面包覆有效地抑制了正极材料与电解液的相互作用,改善了材料的高倍率循环性能。当包覆量为2%、1 C电流循环时,首次充放电比容量分别为166.3、143.8 m Ah/g,库仑效率为86.5%;循环100次后,容量保持率为90.8%。     

LiMn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)O_2表面混合修饰的改性研究

用Li2MnO3和还原氧化石墨烯(rGO)对Li Mn1/3Ni1/3Co1/3O2进行表面修饰。Li2MnO3和rGO修饰可改善样品的电化学性能,其中3%Li2MnO3+3%rGO混合修饰样品以1.0 C在2.5~4.4 V充放电,首次放电比容量为159.2 m Ah/g,循环40次的容量保持率为95.0%。     

锂电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2掺杂改性研究进展

层状结构的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料具有性能优异,环境污染小,毒性低以及高温稳定性好等优点,但其结构中阳离子混排现象以及结构的稳定性严重制约了其循环性能,其中一种很有效的方法就是在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶格中掺杂各种离子,促进Li+扩散以及提高该材料的循环性能。综述了Mg、Al、Cr、F等阴阳离子掺杂以及阴阳离子复合掺杂对于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在结构、形貌、放电性能等方面的影响,重点突出了元素掺杂手段对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构中Ni2+/Li+阳离子混排、结构稳定性、充放电效率以及循环性能方面的改善,并对此类掺杂改性手段进行总结及展望。     

三元正极材料LiMn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)O_2改性研究现状

三元材料LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2比容量高,结构稳定,热稳定性好,成本低,是锂离子电池正极材料市场最具竞争能力的材料之一。重点总结和分析了三元材料掺杂、表面修饰等改性方面的研究,并对其未来的发展前景进行了展望。     

不同方法对合成P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2的影响

采用固相法、醋酸盐燃烧法、氢氧化物共沉淀、草酸盐共沉淀的方法制备P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2钠离子电池层状正极材料。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学手段等不同测试方法,对比不同方法对合成材料结构、形貌及电化学性能的影响。实验结果表明,用氢氧化物共沉淀法结合固相反应所制备的正极材料具有更优的电化学性能。该材料在0.1 C倍率,2.0~4.0 V电压范围下首次放电比容量为87.9 m Ah/g。1.0 C首次放电比容量为72.3 m Ah/g,50次循环后的容量保持率为108.0%。     

铬掺杂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

以乙酸盐为原料,采用高温固相法制备正极材料Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xCrxO2,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行表征,用恒电流充放电测试系统测试材料的电化学性能和循环性能。结果表明:合成的Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O2样品具有典型的空间群为R-3m的六方层状α-Na Fe O2结构,且结构完整,阳离子混排程度较低。颗粒大小分布比较均匀,粒径大小在300~900 nm。该样品在0.1 C、2.6~4.6 V下的首次放电比容量为187.6 m Ah/g,并表现出良好的循环性能。适当的Cr掺杂可以提高Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的晶体结构稳定性,使其具有良好的电化学性能。     

湿法球磨制备LiCo_(1/3)Mn_(1/3)Ni_(1/3)O_2材料及表征

以六水合硝酸镍、硝酸钴和二氧化锰为原料,以柠檬酸为分散剂和燃料,采用球磨工艺对原料进行混合,在950℃于空气气氛中保温10 h制备了层状结构的LiCo_(1/3)Mn_(1/3)Ni_(1/3)O_2正极材料.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试手段对所制备材料的结构、形貌及电化学性能进行表征.结果表明:所合成的材料为单相的六方层状结构,颗粒大小均匀.在2.75～4.3 V电压区间,以0.1 C恒电流充放电,首次充/放电比容量为184.3/156.7mAh/g,充/放电效率为85%.0.5 C倍率下充放电,材料首次放电比容量为151.3 mAh/g,经过30次循环后比容量保持在1 50.8 mAh/g左右,循环性能优异.     

石墨烯/碳纳米管复合导电剂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的影响

研究球磨分散法制备的石墨烯和碳纳米管(CNT)(2∶3)复合导电剂对三元正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能的影响。SEM分析表明:复合导电剂均匀地分散在LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2表面,形成良好的"点-线-面"三维立体导电网络结构。电化学阻抗测试表明:复合导电剂可降低电池的内阻。充放电测试显示:在1%的低添加量下,使用复合导电剂的电池的首次放电(2.58~4.25 V,0.1 C)比容量比单独使用CNT的高7 mAh/g,比单独使用炭黑的高19 mAh/g;以10.0 C放电的比容量可达128 mAh/g,比单独使用CNT和炭黑的分别提高24 mAh/g和58 mAh/g。     

Structural evolution and microwave dielectric properties of (1 − x)BaZn1/3Nb2/3O3 + xBaMg1/2W1/2O3 ceramics

Structural evolution and microwave dielectric properties of (1 − x)BaZn_1/3Nb_2/3O₃ + xBaMg_1/2W_1/2O₃ (0 ≤ x ≤ 1) system have been investigated in this work. All samples exhibit single perovskite phase except for the samples with x = 0 and x ≥ 0.8 in which barium niobate and BaWO₄ second phase existed, respectively. 1:1 cations ordering existed in the samples with x ≥ 0.1, and the ordering degree increases with the increase of x. Liquid phase sintering was observed in the sample with x ≥ 0.8. Dielectric constant decreases almost linearly from 40.8 to 17.4 with increasing x. Q × f value monotonically increases from 26,162 GHz to 64,705 GHz with increasing x. The τ_f value changes from +30 ppm/°C to −27.8ppm/°C. Near zero τ_f value of −1.4 ppm/°C could be obtained at x = 0.4 composition.     

电工中估算2~(1/2)和3~(1/2)的方法

电工中正弦交流电最大值与有效值的关系是:通常所说的交流电的数值、交流电机产品铭牌上的额定值及测量表计的读数都是指有效值,而在实际工作中,还要知道其最大值。如选择整流二极管最大反向电压,先求得有效值然后再算出二极管所能承受的交流电压最大值。在对称     

锂离子电池正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2合成及表征

以过渡金属硫酸盐和氢氧化锂为原料,采用共沉淀法合成锂离子电池富锂正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明:900℃煅烧10 h合成的样品具有较好的层状结构和优异的电化学性能;在30℃以0.1 C的电流密度充放电,2.0~4.8 V电位范围内首次放电比容量高达270.1 m Ah/g,循环100次后放电比容量为212.6 m Ah/g;该材料还表现出较好的倍率性能,以5 C充放电时还有120 m Ah/g的放电比容量。     

0.5Li_2MnO_3-0.5LiMn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)O_2正极材料的制备与性能

采用球磨流变相辅助高温固相反应法制备0.5Li_2MnO_3-0.5LiMn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)O_2材料,利用恒流充放电、循环伏安、SEM和X射线能谱(EDS)等技术对产物进行分析。材料属于R-3m空间群的α-NaFeO_2型层状结构,颗粒结晶完整,95%的颗粒粒径在18.39μm以内。在4.8~2.0 V充放电,材料的0.05 C首次放电比容量为250.9 mAh/g,库仑效率为70.1%,并在首次充电过程中完成结构重整;0.20 C首次放电比容量为214.4 mAh/g,2.00 C放电比容量为136.2 mAh/g。