Al_2O_3掺杂对Co-Ni-Mn正极材料性能的影响

采用XRD分析和充放电测试,研究氧化铝(Al_2O_3)掺杂量x对锂离子正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Al_xO_2(x=0、1/40、1/20和1/10)性能的影响。当Al_2O_3掺杂量为1/20时,所得LiNi_(1/3)Co_(1/3-1/20)Mn_(1/3)Al_(1/20)O_2材料的结晶度较好且完整,混排度较低。以0.1 C在2.0~4.8 V充放电,正极材料的首次放电比容量为264.47 mAh/g,第20次循环的容量保持率为93.01%,库仑效率为98.37%。     

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%。     

掺杂Fe对正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

通过共沉淀法合成了掺杂Fe元素的锂离子电池正极材料Li[Ni_(1/3)Co_((1-x)/3)Mn_(1/3)Fe_(x/3)]O_2(x=0、0.1、0.3、0.5、0.7和0.9)。用循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等方法,研究铁、钴元素含量对材料电化学性能的影响。与三元材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2相比,少量Fe掺杂(x=0.1)的Li[Ni_(1/3)Co_(0.9/3)Mn_(1/3)Fe_(0.1/3)]O_2比容量更高,循环性能更好。以0.1 C在2.4~4.5 V恒流充放电,首次、第30次循环的放电比容量分别为168.2 mAh/g、139.1 mAh/g,容量保持率为86.02%。     

Y_2O_3/Al_2O_3复合包覆对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2电化学性能的影响

以Y_2O_3和Al_2O_3溶胶为包覆前驱物,对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2进行了表面包覆改性。X射线衍射光谱法(XRD)测试表明,Y_2O_3/Al_2O_3包覆并未影响LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的晶体结构,仍为良好的a-NaFeO_2层状结构。扫描电子显微镜法(SEM)测试表明,氧化物在正极材料表面均匀分布。与未包覆LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2相比,3.0~4.4 V测试电压下,Y_2O_3/Al_2O_3包覆后的容量保持率提高了约15%。CV和EIS测试表明,Y_2O_3/Al_2O_3包覆后LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的极化和电荷转移电阻明显减小,有效降低了电解液与正极材料的副反应,提高了电化学性能。     

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%。     

富锂正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2掺杂稀土La及其电化学性能

以LiNO_3、Ni(NO_3)_2·6 H_2O、Co(CH_3COO)_2·4 H_2O和Mn(CH_3COO)_2·4 H_2O为原料,用燃烧法制备了富锂层状锂离子电池正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2和不同La掺杂量的正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54-x)Ni_(0.13)Co_(0.13)La_x]O_2(x=0,0.01,0.03,0.05)。对制备的样品进行了XRD、S EM、EDS、电池充放电循环、EIS等表征和测试,进一步分析了掺La量对该富锂正极材料结构、形貌及电化学性能的影响。实验结果表明,掺杂前后的四种材料都具有典型的层状α-Na FeO_2结构,说明掺杂后并未改变材料的层状结构;在2.0~4.7 V充放电,当电流为0.1 C(1 C=200 mA/g)时,制备的正极材料Li-[Li_(0.2)Mn_(0.54-x)Ni_(0.13)Co_(0.13)La_x]O_2(x=0.03)具有最高的首次充放电比容量,分别为250.51和179.45 mAh/g,其首次库仑效率从Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2的63.5%提高到71.6%,以0.5 C循环50次,放电比容量保持在136.05 mAh/g。     

Co_3O_4/N掺杂三维石墨烯的制备及其电化学性能

通过简单易行的水热法,将Co_3O_4与N掺杂三维石墨烯进行复合,分别在70、80、90、100、110℃下水热反应12h制得样品。X射线衍射和傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试表明,制得的样品为Co_3O_4与N掺杂三维石墨烯的复合材料,无其他杂质。电化学测试结果表明,在80℃下反应12 h制备的材料电化学性能最好,在电流密度为1 A/g时的比电容值为189.97 F/g,电流增大到10 A/g时,电容量保持率为76%,具有很好的倍率性能,经过500次充放电测试后,电容量保持率仍高达97.5%,且各材料内阻均小于1Ω。     

BZB和Bi_2O_3添加对NiCuZn铁氧体微观结构及直流偏置特性的影响

在(NiO)_(0.39)(CuO)_(0.21)(ZnO)_(0.39)(Co_2O_3)_(0.005)(Fe_2O_3)_(0.95)的铁氧体预烧粉体中掺杂固定含量的Bi_2O_3-ZnO-B_2O_3(BZB)玻璃和不同含量的Bi_2O_3,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对材料物相组成和微观结构进行了分析,并在此基础上探讨了材料微观结构、矫顽力H_c对材料直流偏置性能的影响。研究发现,适量掺杂时,样品不仅得到最高矫顽力H_c,而且微观形貌呈现出较多特殊多重显微结构。这种特殊显微结构有利于形成较强的退磁场,使样品在较强外加直流偏置场时磁感应强度不易趋于饱和,进而提高样品抗直流偏置能力和饱和磁感应强度。其中,当BZB与Bi_2O_3的掺杂量为0.45 wt%和0.06 wt%时,样品H_(70%)达到最大626 A/m。     

AlPO4包覆对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能的影响

采用共沉淀法在LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2表面包覆Al PO4。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和充放电测试技术研究Al P O4包覆对正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。电化学性能测试结果表明:不同Al PO4包覆量对正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2物理性质、结构及电化学性能有显著影响。当采用Al PO4包覆量为1%时,循环性能最好,50次循环后,放电比容量仅降到176 m Ah/g,容量衰减最小,只有1.7%。表现出良好的电化学稳定性,同时材料的倍率性能也明显提高。     

多离子共掺杂对三元正极材料性能的影响

三元正极材料有望成为新能源汽车动力电池首选材料,为改善三元材料性能,采用氢氧化物共沉淀-固相合成工艺制备出一系列正极材料Li [(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))_(1-x-y-z)M1_xM2_yM3_z]O_2(0≤x≤0.05、0≤y≤0.05、0≤z≤0.05;M1=Al、M2=Mg、M3=Cu)并与市售三元材料进行对比。XRD、SEM以及电化学测试结果表明:制得的材料均为α-NaFe0_2层状结构,其中三元材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2为类球状形貌,比市售三元颗粒细小,在1 C、2.7～4.3 V下循环50周,保持率为91.56%,在0.1 C、2.7～4.3 V下循环100周,保持率高达92.46%,和商用材料相比,容量值和循环性能相当,倍率性能不佳。此外,本研究还分析了两种及三种掺杂元素同时存在对正极材料的影响:掺杂后材料粒度变小,当掺杂含量为0.05时,高含量的掺杂离子损害了电池性能;当掺杂含量为0.01时,材料Li[(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))_(0.97)Al_(0.01)Mg_(0.01)Cu_(0.01)]O_2的倍率性能明显提高,2 C和5 C倍率下的放电比容量分别为112和98.6 mAh/g。     

V_2O_5/MoO_3掺杂对NiCuZn铁氧体结构和性能的影响

采用固相反应法制备了NiCuZn铁氧体,研究了V2O5/MoO3不同掺杂量对材料电磁性能的影响以及V2O5/MoO3这两种物质掺杂效果的对比。结果表明,在900℃烧结条件下,随V2O5/MoO3掺杂量的增多,样品起始磁导率呈现出先增大后减小的规律(掺杂0.25wt%V2O5/0.5wt%MoO3时出现磁导率峰值)。对比两种掺杂物质,发现掺MoO3样品的起始磁导率和饱和磁化强度略好于掺V2O5的样品;掺V2O5样品的品质因数和矫顽力好于掺MoO3的样品。     

Bi_2O_3添加对NFC用NiCuZn铁氧体性能的影响

按组成Ni_(0.28)Cu_(0.27)Zn_(0.45)Fe_(1.91)O_(3.82)制备了NiCuZn铁氧体,在预烧料中添加0.5wt%的Co_2O_3和x的Bi_2O_3(x=0.05,0.1,0.3,0.5,0.7,1.0,1.5,3.0 wt%),在900℃烧结后测试样品微观形貌和磁特性。结果表明,非磁性相Bi_2O_3的引入,一方面导致NiCuZn铁氧体晶粒的生长机制发生变化,从而影响材料磁特性,另外作为非磁性相,其加入量的不同也对磁特性带来不同的影响。少量(x=0.05 wt%~0.3 wt%)Bi_2O_3添加,晶粒平均尺寸为1.4~1.6μm,在获得致密的单畴晶粒结构的同时带来了材料Bs和磁导率μ的提高;当添加量增大时(x=0.5 wt%~3.0wt%),由于非磁性相的增加,磁导率μ与Bs均降低。最佳磁特性m￠值在Bi_2O_3添加为0.1wt%时获得,为196,m2值为3。     

Bi_2O_3含量对NiCuZn旋磁铁氧体基板材料性能的影响

采用氧化物法制备了NiCuZn铁氧体材料,研究了Bi2O3掺杂对其旋磁性能的影响。结果表明,在1～4wt%的范围内,随着Bi2O3含量的提高,铁磁共振线宽△H和介电损耗角正切tgδε都呈现出先减小后上升的趋势;并且在掺杂量为3wt%、烧结温度为900℃时,△H15kA/m、tgδε=6.5×10-4、Ms300kA/m,可用于低温共烧旋磁铁氧体基板的制备。     

基于LTCC技术的BaTiO_3-NiCuZn复合材料的研制

采用高纯度原材料,严格控制主配方和生产工艺,由固相反应法制备出高性能的低温烧结NiCuZn铁氧体材料,然后再与高介电钙钛矿(BaTiO3)混合低温烧结制得一类新型介电-铁磁复合材料.固定助溶剂Bi2O3比例2%,研究了铁电-铁磁含量对复合材料的电容、电感双性的影响,并将材料在生产线进行流延测试,表明流延效果良好.这种材料解决了介电与铁磁材料层低温共烧兼容的问题.     

掺杂Bi2O3、Mn3O4、CO2O3、LiCO3对NiCuZn铁氧体材料性能的影响

为了提升叠层片式抗EMI滤波器用低温共烧NiCuZn铁氧体材料的性能,研究了Bi2O3、Mn3O4、Co2O3、LiCO3掺杂对NiCuZn铁氧体材料微观结构及电磁性能的影响。采用传统的氧化物法制备NiCuZn材料,对材料的主配方、助烧剂、掺杂进行适当的选择,采用适当制备工艺可达到良好效果,制备出优异性能的抗EMI滤波器用低温共烧NiCuZn铁氧体材料。     

含铁、钴、镍的钒氧化物二次锂电池正极材料

对添有不同摩尔比的Fe_2O_3、NiO、Co_2O_3的V_2O_5二次锂电池正极材料的研究表明:5%Fe_2O_3-V_2O_5的比容量最高(334Ah/kg,i_d=0.5mA/cm~2);20%NiO—V_2O_5循环性能最好,经过60次深循环后还保持70%的容量;由Ip～v~(1/2)的线性关系和恒电位阶跃时I～t~(1/2)呈线性关系说明放电过程由锂在正极材料中的扩散所控制.     

Mg_(0.6)Cu_(0.1)Zn_(0.3)Fe_(2+x)O_(4+3/2x)铁氧体的结构和磁性能

分别采用过铁、正铁和缺铁配方通过固相反应法制备MgCuZn铁氧体,分析了Fe3+对铁氧体的磁性能和烧结特性的影响。微量缺铁有助于促进烧结并改善磁性能,过铁情况下,饱和磁化强度随x值增大迅速下降,在x=0.06处下降至38.84 A·m2/kg,相应的磁导率下降,截止频率向高频移动。并研究了微量V2O5掺杂对改善磁性能的作用,在掺杂量为0.4wt%处获得虚部损耗的有效提升(截止频率处提升近30%)。在此基础上探讨了MgCuZn铁氧体用作抗EMI磁珠的可行性,其低廉的价格相较于传统的Ni Zn/Ni Cu Zn铁氧体具有明显的优势。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的蔗糖改性研究

首次采用一种固相自引发基团置换反应法制备了蔗糖改性的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)技术对产物的结构和形貌进行了表征,同时对其电化学性能进行了检测.结果表明,在前驱体中加入少量的蔗糖可以有效改善LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的微观结构和电化学性能.在3～4.3 V的充放电电压区间内.添加质量分数3%蔗糖所制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料显示出最高的初始放电比容量0.1 C达到183 mAh/g.     

Bi2O3-MoO3复合掺杂对NiCuZn铁氧体烧结特性和磁性能的影响

研究了采用Bi2O3-MoO3复合掺杂的方式来降低NiCuZn铁氧体的烧结温度及提高电磁性能.结果表明:适量的Bi2O3-MoO3复合掺杂,可在900℃烧结,起始磁导率μi>800,适用于高感量、小尺寸片式感性器件的制备.     

PZT-NiCuZn复合材料的电磁特性

首先用溶胶-凝胶法制得Pb(Zr0.52Ti0.48)O3纳米(简称PZT)粉料,然后采用固相反应法制备PZT-NiCuZn铁氧体复合材料.研究了PZT含量对复合材料的显微结构、物相组成、致密化过程以及电磁性能的影响.结果显示,PZT组分与铁氧体之间没有任何反应,复合材料的主晶相为尖晶石相.随着PZT含量的增加,起始磁导率逐渐减小,品质因数增大,同时介电常数增大.该材料具有高的介电常数和良好的高频性能,有望用于抗电磁干扰滤波器.