锂电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2的制备

用固相烧结合成方法合成了Li离子电池用正极材料LiNi0.8Co0.2O2,试验分析了合成温度、时间、预处理方式和Li/(Ni+Co)摩尔比等因素对产物的结构和性能的影响。通过严格控制各影响因素,制得LiNi0.8Co0.2O2正极材料,其松装密度大于2.0g/cm3,首次放电容量大于160mAh/g。     

填充纳米SiO2对聚偏氟乙烯膜性能的影响

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的膜材料,被广泛用于溶液的净化、分离、浓缩过程.但由于它的疏水性,膜在分离过程中极容易受到蛋白质等有机物的污染,会导致膜通量下降,使用寿命缩短.为提高膜的性能,将经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的纳米SiO2粒子填充到聚偏氟乙烯铸膜液中,通过溶胶-凝胶法制得复合膜,并对该膜的形貌、韧性、亲水性和中水处理的性能进行了表征.结果表明,改性的纳米SiO2能够在膜内均匀分散,使复合膜的韧性显著提高,在处理中水过程中纳米SiO2粒子与PVDF结合良好;膜的接触角由83°下降到41°,通量相对稳定,在0.1 MPa操作压力下通量维持在280 L/(m2.h),表明复合膜的耐污染能力大大增强.     

聚偏氟乙烯膜研究进展

系统地总结了聚偏氟乙烯膜结构和性能的影响因素．不同的添加剂对膜结构的影响也不同．一般而论,低沸点添加剂的加入使膜的支撑层具有海绵状孔结构;而无机盐、水溶性高聚物的加入,会使溶剂与沉淀剂的交换速率加快,使膜的支撑层具有指状孔结构．沉淀剂的凝固强度越高、溶剂与沉淀剂的亲和力越强,越易形成指状孔结构的膜．通过对聚偏氟乙烯膜的改性,可以提高膜的实用性能.     

聚合物共混对聚偏氟乙烯超滤膜结构与性能的影响

根据聚合物共混焓变、绝对黏度及凝胶点值,考察了4种聚合物(聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))与聚偏氟乙烯(PVDF)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)铸膜液体系的共混相容性。利用凝胶相转化动力学及原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、亲水接触角和泡点压力等检测手段,分析了水凝胶浴中4种添加剂对PVDF超滤膜成膜过程及膜结构与性能的影响。结果显示,4种添加剂与PVDF/DMAc的共混相容性顺序为PEG>PVP>PVA>PMMA。共混体系均以液液分相为主;其中PEG、PVP共混PVDF体系以瞬时分相为主,膜内部有大孔,表皮层及支撑层较为致密。PMMA和PVA共混PVDF体系有延时分相和液固分相行为,膜表面多孔、内部有大孔且亚层疏松。共混优化了PVDF超滤膜结构。PVA能有效提高膜亲水性能。     

纳米SiO2对聚偏氟乙烯超滤膜的影响研究

聚偏氟乙烯铸膜液中可以加入纳米无机粒子———SiO2,制成纳米无机-有机复合膜.复合膜较纯聚偏氟乙烯超滤膜的性能有一些改善,如果纳米SiO2量合适,膜的水通量增加而截留率不变.纳米SiO2可以大大增加铸膜液的黏度,使成膜更容易.同时纳米SiO2对成膜过程也有影响,从相图看,改变了双节点的位置,对非溶剂的容纳能力降低;从DSC测试曲线得知复合膜中PVDF的结晶度增加,所以说纳米SiO2对成膜产生了延时作用.     

聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混物的老化性能

对聚偏氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混物的老化性能进行了研究,对试样进行湿热老化和紫外老化的加速老化实验,得到了拉伸强度和色差值随老化时间的变化规律。结果表明:在湿热老化过程中,拉伸强度随时间的延长先增加后减小,且PVDF与PMMA的质量比为70∶30时最大,但此时材料脆性太大;而在老化121 d后,随PM-MA含量的增加,试样的熔融指数增加;在老化152 d内,四组试样色差值ΔE<1.5,属于可接受的范围。同样两组薄膜样品在紫外光老化实验中,拉伸强度先增大后减小,且在紫外老化的1040h内,色差值ΔE<1,耐紫外效果较好。     

氟树脂对聚偏氟乙烯膜疏水性的影响

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,以氟树脂为疏水助剂,制备聚偏氟乙烯(PVDF)膜.采用不同偶联剂对疏水助剂氟树脂进行改性,研究了改性氟树脂对PVDF膜疏水性的影响.研究结果表明:添加疏水助剂氟树脂可改善PVDF膜的疏水性.当经偶联刺G502改性的氟树脂添加量为10%时,PVDF膜与水的静态接触角达到120°.通过集灰实验表明添加改性氟树脂的PVDF膜具有较好的疏水性.     

聚偏氟乙烯/聚二甲基硅氧烷复合纳米纤维膜的渗透汽化脱盐性能研究

以静电纺丝聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜为多孔支撑层,在其上涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)为致密分离层,制备了PVDF/PDMS复合纳米纤维膜,并对复合膜的渗透汽化脱盐性能进行了研究。在涂覆操作前,使用堵孔剂聚乙二醇处理PVDF纳米纤维膜,以降低涂覆过程的孔渗问题,有效提高了复合膜对盐离子的截留能力。通过扫描电子显微镜、热重分析仪和红外光谱仪等手段表征了复合膜的微观形貌、热稳定性和表面官能团形式。结果表明:聚乙二醇浓度为12%(wt,质量分数,下同)为最佳处理条件。操作温度为25℃时,渗透汽化脱盐通量可达6.46L/(m~2·h),NaCl截留率为98.8%;升温至75℃,通量可达19.3L/(m2·h),NaCl截留率为95.6%。     

悬浮法氯化聚偏氟乙烯的合成与性能

采用悬浮法合成了含氯量为1．O％～16．3％的氯化聚偏氟乙烯并考察了其性能。聚偏氟乙烯(PVDF)经氯化改性后,其结晶性与粘度下降,而溶解度和附着力增加。从而克服了PVDF不溶于普通溶剂、对基材的附着力差且需高温烘烤等缺点,扩大了PVDF在涂料领域的应用范围。     

低温共熔盐法制备LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的结构与电化学性能

低温共熔盐0.434LiNO3-0.266LiOH·H2O-0.3CH3COOLi·2H2O在80～90℃范围实现很好的熔融态。采用这种低温共熔盐制备出了锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2,XRD检测显示材料结晶度高,具有规整的层状α-NaFeO2结构,SEM扫描显示样品形貌均一,颗粒大小均匀。充放电测试表明,材料具有良好的电化学性能,在2.8～4.3V电压范围0.2C首次放电比容量为174.1mAh/g,循环20次后容量保留95%。     

高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2合成的研究

以二次干燥化学共沉淀法制得高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2,再与LiNO3混合经两个恒温阶段烧结(600℃恒温6h、800℃恒温24h)得到高密度LiNi0.8Co0.2O2.探讨了锂源、镍源、合成温度、合成时间等因素对产品的影响,从而优化了LiNi0.8Co0.2O2的合成工艺.所得非球形LiNi0.8Co0.2O2 粉末振实密度高达3.24g/cm3,大幅度地提高正极材料的体积比能量.X射线衍射分析表明合成的LiNi0.8Co0.2O2具有规整的层状NaFeO2结构,预示着材料具有良好的电化学性能.     

六方晶系BaTi_(0.8)Co_(0.2)O_3的新型NTC热敏材料

为研究新型负温度系数(NTC)热敏陶瓷材料,采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学法制备了BaTi0.8Co0.2O3粉体、用传统烧结方法制得陶瓷材料。通过X射线衍射分析了材料的晶体结构,利用电阻-温度特性测试仪研究了材料的电子导电性随温度的变化特性。结果发现,该材料具有六方晶系结构,电阻-温度特性具有明显的NTC效应。Co的掺入以及形成共面氧八面体使得钙钛矿型BaTiO3基陶瓷形成六方晶系结构;电子受热激活在Co3+/Co2+之间跃迁是材料呈现NTC效应的主要机制。     

冷冻干燥技术制备超微LiNi0.8Co0.2O2粉及其表征

采用冷冻干燥技术成功合成了层状锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2,研究了不同煅烧温度对产物结构、微观形貌以及性能的影响.利用TG-DTA分析、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和激光粒度分析仪对前驱体和煅烧样品的热反应、晶体结构、微观形貌和粒度分布等进行了表征.结果表明,煅烧温度对LiNi0.8Co0.2O2晶体结构及材料性能有较大影响.750℃×5h的煅烧条件下制得的LiNi0.8Co0.2O2粉具有纳米级尺寸和窄的粒度分布,该样品的(003)晶面衍射峰强度与(104)晶面衍射峰的强度比I(003)/I(104)为1.51.晶格参数显示制得的LiNi0.8Co0.2O2样品用作锂离子电池的电极,可能会显示出良好的电化学性能.     

AlF_3包覆改性LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2正极材料的制备与性能

制备了4.6V高截至电压下具有良好循环表现的AlF_3包覆改性LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2正极材料,通过XRD、SEM、交流阻抗(IMP)分析、充放电测试研究了不同用量AlF_3包覆LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2正极材料的结构与电化学性能.结果表明,AlF_3以非晶态形式包覆于LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2材料颗粒的表面.当包覆量<1.0%(摩尔分数,下同)时,AlF_3包覆导致轻微的初始容量损失,但显著抑制了高充电电压下膜阻抗和电荷传递阻抗的增加,较好改善了LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2材料的循环稳定性;当包覆量达到2.0%以上时,因AlF_3无电化学活性,使得初始容量损失过大.综合各方面表现,0.5%AlF_3包覆样品的电化学性能较佳,2.5～4.6V范围0.5C放电容量为182.2mAh·g~(-1),循环30次后容量保持率达88.1%.     

LiNi0.75Al0.25O2的制备与性能

LiNi0.75Al0.25O2是很有希望取代LiCoO2的新一代锂离子电池正极材料。采用球形Ni(OH)2和LiNo3、Al(OH)3为原料,空气气氛条件下700℃恒温8h合成了锂离子电池正极材料LiNi0.75Al0.25O2。X衍射分析表明合成的LiNi0.75Al0.25O2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,粒径约为7μm。充放电测试表明,合成的LiNi0.75Al0.25O2正极材料具有优良的电化学性能。     

纳米晶Co0.8Fe2.2O4薄膜的室温和高温结构及磁性

采用溶胶-凝胶旋转包覆法在玻璃衬底上制备了CO0.8Fe2.2O4薄膜.用振动样品磁强计和X射线衍射仪对样品的磁性和结构进行了室温及高温原位测量;用X射线光电子能谱仪和原子力显微镜测量了样品的成分及表面形貌.室温测量结果表明,400%退火时,样品已生成单一的尖晶石相,随退火温度升高衍射峰增高.样品的晶粒尺寸较小(14.2～29.6 nm),有利于降低磁记录材料的晶界噪音.630%退火样品的矫顽力达到1.56 X 105A·m-1.高温原位测量发现,500%高温时线膨胀系数约为1.3 X 10-5K-1,显示样品结构的热稳定性非常好,适合于磁光记录过程.随温度升高,样品由亚铁磁性逐渐过渡到顺磁性.     

退火温度对CuGa_(0.8)Ge_(0.2)Se_2薄膜结构及光学特性的影响

采用脉冲激光沉积法在SiO2衬底上制备了CuGa0.8Ge0.2Se2薄膜。采用X射线衍射和X射线能谱仪研究了退火温度对薄膜晶体结构和成分的影响,利用扫描电子显微镜表征了薄膜的表面形貌,采用紫外—可见分光光度计分析了薄膜的光学特性。结果表明,在CuGaSe2中掺杂Ⅳ族元素Ge,光子吸收能量分别为0.65和0.92 e V,禁带宽度为1.57 e V,能够形成中间带。并随着退火温度的升高,CuGa0.8Ge0.2Se2薄膜的光学带隙逐渐减小。