全固态薄膜锂电池的研究进展

薄膜锂电池具有良好的集成兼容性和优异的电化学性能,成为微电子机械系统(MEMS)和超大规模集成电路(VLSI)能源微型化、集成化的最佳选择电源.介绍了薄膜锂电池的结构特征和应用前景,重点分析了国内外研究现状、发展趋势和关键技术,并对开展该项技术研究提出了建议和展望.     

磁控溅射制备免退火钴酸锂正极薄膜的研究

采用射频磁控溅射法制备钴酸锂正极薄膜,通过对溅射功率的研究,制备出不需要进行退火处理仍具有60μAh/(cm2·μm)的比容量的正极薄膜.采用×射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对钴酸锂薄膜的结构和形貌进行了研究,并分析了其对钴酸锂薄膜正极性能的影响.结果表明不同功率制备的钴酸锂薄膜具有不同的结晶取向和结晶度,其对正极薄膜的性能有具有决定性的影响,适合的功率下制备的钴酸锂薄膜在不退火处理的情况下仍具有较高的容量和较好的循环性能.同时研究了采用磁控溅射的铝薄膜作为集流体,代替铂或金等贵金属薄膜集流体,大幅减低了薄膜电池正极的制备成本.     

非晶态V2O5类气凝胶正极材料的性能

以晶态V2O5(c-V2O5)为原料,采用熔融淬冷法制取了非晶态V2O5类气凝胶(a-V2O5ARG-like).XRD、EIS、CV和充放电实验结果说明:该样品较c-V2O5有更好的电化学性能;在0.1 C和1 C倍率下放电,其首次放电比容量分别为c-V2O5的1.3倍和1.8倍;循环100次后,容量保持率高达79.5%.     

正极材料V2O5的研究进展

综述了近年来锂离子电池正极材料V2O5的不同制备方法与V2O5的结构、电化学性能的关系,重点阐述了用低温法(溶胶-凝胶法)制备非晶态V2O5(包括干凝胶、气凝胶、类气凝胶).     

纳米V2O5包覆CFx复合材料的制备及性能

通过简单易行的超声浸渍法和高温煅烧法,采用纳米五氧化二钒（V₂O₅）颗粒包覆氟化碳（CF_x）制备CF_x@Nano V₂O₅复合材料。对比CF_x@Nano V₂O₅复合材料与商用CF_x材料的形貌、结构和性能。经纳米V₂O₅颗粒包覆制备的CF_x@Nano V₂O₅复合材料具有层状表面形貌,振实密度更高。在0.2 C的放电倍率下,CF_x@V₂O₅复合材料的电压平台可达2.81 V;此外,在大电流放电时表现出明显的功率输出优势,在3.0 C倍率下的比容量较商用CF_x材料提升了16.68%。     

锂电池用Ag2V4O11正极材料性能研究

以Ag2CO3和NHNO3为原料,通过流变相反应法制备了锂电池正板材料Ag2V4O11。采用X射线衍射（XRD）和恒流充放电技术表征了产物的结构和电化学性能;同时利用非现场X射线衍射（ex-situ XRD）和电化学阻抗谱（EIS）研究了放电特性和循环性能。结果表明,500℃制备的流变相产物放电容量高,倍率性能好;单质银在放电过程中的析出是其倍率放电性能优异的主要原因,而Ag2V4O11结构不可逆性是其循环性能差的根源。     

c-V2O5正极材料电化学性能的研究

介绍了用商品c—V2O5作正极材料组装成扣式试验电池并对电池进行了性能测试：从理论上分析了c-V2O5电极的电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安特性(CV)、首次恒流放电(CD)和循环性能特性线(DC)。CD和DC测试结果显示,以60mA／g的电流密度充放电,其首次放电比容量高达220mAh／g,充放电效率可达97％,循环35次后,容量保持率仍可达47％。     

智能卡及其应用的薄膜锂电池

近年来智能卡的迅速发展对内置电源提出了需求。全固态薄膜锂蓄电池以及聚合物薄膜锂蓄电池已经成功地应用于智能卡当中。介绍了全固态薄膜锂蓄电池、聚合物薄膜锂蓄电池的制备工艺,比较了VartaBattery,CymbetCorporation,InfinitePowerSolutions,SolicoreInc.四家公司的商业化薄膜锂一次电池和锂蓄电池的制备以及相关特性。     

全固态薄膜锂离子二次电池的制备及性能分析

利用磁控溅射技术在不锈钢衬底上制备全固态薄膜锂离子二次电池。通过用SEM来观测单层薄膜材料的形貌,电化学工作站测定单层薄膜的交流阻抗谱,蓝电电池测试系统表征薄膜电池的电化学性能。研究表明,在电位为4.0~0.3 V之间,该薄膜电池具有良好的充放电性能,经过200次循环之后,充放电容量相对趋于平稳,放电比容量基本稳定在4.0μAh/cm2左右;以10μA恒定电流进行充放电循环测试时,首次放电比容量达到5.4μAh/cm2,循环寿命则达到1 000次以上。     

锂金属聚合物电池正极材料V2O5的进展

介绍了V2O5的发展概况;论述了溶胶-凝胶法合成非晶态V2O5的研究进展;指出了V2O5作为锂金属聚合物(LMP)电池正极时,存在的大电流放电性能差、容量低、循环寿命短等问题,分析了原因,并给出了解决办法,如V2O5掺杂Ag、Cu、聚吡咯和聚噻吩改性等.     

水热法合成V2O5纳米棒及电化学性能

通过简单、无需催化剂和模板的水热合成路径,制备五氧化二钒(V2O5)纳米棒.用XRD、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和充放电测试等方法对制备的样品进行分析.制备的V2O5纳米棒具有较高的结晶度,长度达到数微米,宽度和厚度分别为50 nm和20 ～ 30 nm.制备的V2O5纳米棒以1.00 A/g的电流在1.50～3.75 V充放电,比容量能稳定在140 mAh/g左右.     

蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（NH3/NO、水蒸汽等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO2的氧化率和氨逃逸量的影响。发现自制蜂窝状催化剂在空速比（SV）小于3500h-1、NH3/NO在 0.9~1.0、温度320~420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求，低含量（低于2％）水蒸汽可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸汽对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸汽的加入会使NO脱除温度窗口拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。     

Co2O3或/和V2O5掺杂对NiZn铁氧体磁性能的影响

一定量的V2O5掺杂有利于NiZn铁氧体烧结温度的降低，且在一定范围内起始磁导率升高；而Co2O3掺于Nizn铁氧体，起始磁导率降低，但损耗特性可得到改善。我们采用Co2O3-V2O5复合掺杂，发现选择适当的配比，在起始磁导率没有大的下降的情况下，烧结温度和损耗特性等其他磁特性可得到较好的改善。     

V2O5-WO3/TiO2基催化剂SCR法脱硝试验研究

以工业级锐钛型TiO2为载体制备了V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂,通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征.并在SCR反应器中测试其脱硝性能.自制催化剂比表面积较小,晶相仍为锐钛型,温度为330-4000℃、O2浓度大于1%、NH3/NO为0.9～1、空速比为24 000 h-1,脱硝效率达到80%以上,N2O生成率,NH3逃逸率及SO2氧化率均能够满足电厂脱硝的要求,并且因工业级TiO2粉体价格较低可降低催化剂成本.     

Li1.2V3O8的制备及电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li1.2V3O8.用TEM、XRD、SEM和粒径分布实验,研究了样品的结构和形貌;用循环伏安和恒流充放电技术,测试了电化学性能.结果表明:与高温固相法制备的样品相比,溶凝胶法制备的样品具有较低的结晶度、较小的粒径、较窄的粒径分布范围和较高的放电比容量.在300℃时制备的样品,D50为2.711μm,首次放电比容量为300.2 mAh/g,循环20次后的放电比容量为268.2 mAh/g.     

电化学法制备的CoFe2O4薄膜

首先在硫酸盐溶液中由电镀法制备CoFe2合金薄膜,然后采用阳极氧化法在碱性溶液中氧化CoFe2合金薄膜制备CoFe2O4薄膜,再在空气气氛中、600℃退火3h.用原子分光光度计(AAS)法测量合金中Co2 、Fe2 的含量.由质量法测定铁钴合金薄膜的厚度,研究了电镀CoFe2合金薄膜的工艺条件(电压、时间、温度)对CoFe2薄膜厚度的影响.分别用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(AFM)和振动样品磁强计(VSM)观测薄膜的相成分、表面形貌和磁性能.结果表明,制备的CoFe2O4薄膜具有尖晶石结构,退火促进了CoFe2O4薄膜的结晶,降低了饱和磁化强度,但增大了矫顽力.     

薄膜锂电池制备工艺现状

随着无线电通讯和集成光电路的迅速发展 ,在很多电子设备上都要求有独立的高性能微型电源。薄膜锂电池作为一种重要的微型能源形式 ,正在受到越来越多的关注和研究。概述了国际上目前制备薄膜锂电池的阴极膜、阳极膜和电解质膜过程中所采用的各种工艺手段 ,从工作原理、采用的材料与设备、得到的膜的物理化学性能等各个方面对这些工艺方法进行了分析、比较及评价     

V2O5掺杂对低温烧结MnZn功率铁氧体显微结构及性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备低温烧结MnZn功率铁氧体材料,研究V2O5掺杂对材料显微结构、烧结温度、烧结密度、收缩率、磁导率、饱和磁感应强度及功耗特性的影响.结果表明,随V2O5掺杂量的增加,样品平均晶粒尺寸增大,材料烧结温度降低,收缩率增大,烧结密度、磁导率及饱和磁感应强度先增高后降低,功耗先降低后增高.配方采用MnCO3:38.85 mol％、ZnO:10.18 mol％、Fe2O3:50.97 mol％,基础添加Bi2O3:1 wt％并掺杂V2O5:0.5～0.7 wt％,可获得具有高饱和磁感应强度(Bs>380 mT,1.2 kA/m下测量)、低功耗(功率损耗Pcv<500 kW/m3(20℃,1 MHz,30 mT)、高磁导率(1000左右)的性能,显微结构致密,其烧结温度<950℃.     

V2O5含量对Bi2O3-V2O5复合添加NiCuZn铁氧体性能的影响

用传统陶瓷工艺制配了(Ni0.16Cu0.2Zn0.64O)1.02(Fe2O3)0.98铁氧体材料,研究了Bi2O3-V2O5复合添加对材料烧结特性和磁性能的影响.结果表明,复合添加bi2O3-V2O5能促进样品致密化、提高起始磁导率和品质因数.当添加0.3wt%Bi2O3、0.15wt%V2O5时,930℃烧结起始磁导率μi＞800、品质因数(94)、密度(5.12 g/cm3)都达到较大值,比同样配方只掺杂Bi2O3的NiCuZn材料明显提高.