Li_xMnO_2正极材料的合成及其电化学特性

综述了近年来 L ix Mn O2 正极材料的最新研究成果 ,归纳了合成层状结构的 L ix Mn O2 的主要方法 ,评述了该体系材料的电化学特征     

改进Sol-gel法合成LiFePO4正极材料及其电化学性能

为了获得颗粒均匀、细小和电化学性能优异的LiFePO4, 采用sol-gel方法并添加表面活性剂聚乙二醇(PEG)制备LiFePO4/C。制备样品分别用XRD和SEM进行表征,通过充放电和循环伏安测试电化学性能。结果表明,nPEG/nLFP=1∶1、600 ℃制得样品颗粒均匀,平均粒径约为100 nm,在2.0～4.0 V(vs. Li)范围内,15 mA/g电流密度下放电,首次放电比容量为158 mAh/g,是理论容量的92.9％。制备样品展现良好的倍率性能和循环性能。     

锂离子电池正极材料的制备方法

综述了锂离子电池正极材料的工作原理、应具备的结构与性质以及目前最具有吸引力的三种正极材料LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。通过比较这三种正极材料的制备方法和电化学性能，讨论了这些材料存在的问题和相应的解决方法。     

非计量合成LiMn0.8Fe0.2PO4正极材料的电化学性能研究

采用固相法合成了LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4/C、Li(Mn_(0.8)Fe_(0.2))_(0.94)P_(0.97)O_4/C、Li(Mn_(0.8)Fe_(0.2))_(0.9)P_(0.95)O_4/C和Li(Mn_(0.8)Fe_(0.2))_(0.86)P_(0.93)O_4/C四个复合正极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学性能测试对材料的晶体结构、颗粒形貌和电化学性能进行了研究.结果表明:非计量合成的样品与计量合成的样品晶体结构没有明显差异,样品中都没有观察到Li_4P_2O_7衍射峰.非计量合成的样品一次颗粒的完整性不好,LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4/C材料具有最佳的大倍率放电性能.     

锂离子电池正极材料层状镍钴锰复合材料LiNi_xCo_yMn_zO_2的研究

层状镍钴锰复合材料LiNixCoyMnzO2具有比商业化锂离子电池正极材料——Li-CoO2低廉的成本、更低的毒性、更好的热稳定性,近年来受到广大科研工作者的关注.本文重点介绍了近年来层状镍钴锰复合正极材料合成方法及掺杂、包覆改性方面的研究成果,并简要概括了目前存在的问题及材料未来的研究趋势.     

锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究

采用碳酸锂和电解二氧化锰为原料,通过高温合成法研究了不同合成条件对反应产物ＬｉＭｎ２Ｏ４结构,性能的影响,并对ＬｉＭｎ２Ｏ４中Ｌｉ离了非化学计量本比做了研究。结果表明,合成前研磨时间越长,所需合成的时间越短,合成最佳温度为７５０℃;随着锂离子量ｎ的增另,ＬｉｎＭｎ２Ｏ４的晶格常数减小,１≤ｎ≤１．１时合成产物结构最完整 、     

尖晶石型正极材料LiCrxMn2-xO4的电化学特性

采用高温熔融固相浸渍法合成了掺杂铬元素的尖晶石型锰酸锂LiCrxMn2-xO4.XRD测试结果显示所合成的产品均为尖晶石结构.以该活性物质作为锂离子电池的正极材料,通过充放电测试、微分容量以及循环伏安方法的研究表明,掺铬尖晶石型LiCrxMn2-xO4材料在充放电电压区间内所发生的电化学反应经历两个阶段,同时表明铬的掺入能够有效抑制尖晶石型锰酸锂材料的可逆容量的衰减,提高了材料的稳定性.     

尖晶石型正极材料LiCrxMn2-xO4的电化学特性

采用高温熔融固相浸渍法合成了掺杂铬元素的尖晶石型锰酸锂LiCrxMn2-xO4。XRD测试结果显示所合成的产品均为尖晶石结构。以该活性物质作为锂离子电池的正极材料，通过充放电测试、微分容量以及循环伏安方法的研究表明，掺铬尖晶石型LiCrxMn2-xO4。XRD材料在充放电电压区间内所发生的电化学反应经历两个阶段，同时表明铬的掺入能够有效抑制尖晶石型锰酸锂材料的可逆容量的衰减，提高了材料的稳定性。     

Na3-xLixV2(PO4)3正极材料的制备与电化学性能研究

通过溶胶-凝胶法合成了锂离子掺杂的磷酸钒钠(Na_(3-x)Li_xV_2(PO_4)_3)正极材料,探究了不同锂离子掺杂量对材料组成、结构及电化学性能的影响和离子传输机理。研究结果表明,锂离子的引入并不改变Na_3V_2(PO_4)_3的主晶相,但是会造成晶胞体积的减小。锂离子通过激活Na_3V_2(PO_4)_3中的Na(1)位点来提高电化学性能。具有蜂窝状结构的Na_(2.96)Li_(0.04)V_2(PO_4)_3具有较好的电化学性能,在30 C下首次放电比容量达到104.9 mAh·g~(-1),经过350次循环后其放电比容量为77.52 mAh·g~(-1);库伦效率接近100%;其钠离子的扩散系数为2.02×10~(-13) cm~2·s~(-1)。     

双层碳包覆Li4Ti5O12的合成和电化学性能研究

采用固相合成方法制备了双层碳包覆Li_4Ti_5O_(12)复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电分析等测试,研究了产物的结构、形貌及电化学性能.结果表明:通过碳包覆改性后,Li_4Ti_5O_(12)的容量可明显提高,碳的包覆对Li_4Ti_5O_(12)的结构没有影响;2 C倍率下首次放电比容量为118.8 mAh/g,300次循环后放电比容量仍为108.5 mAh/g,容量保持率为91.3%,具有非常好的电化学性能.     

蠕虫状介孔SnO2的合成与电化学性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,采用水热法制备蠕虫状介孔金红石型SnO2,采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、拉曼光谱、氮气吸附-脱附法对合成产物进行表征。结果表明:合成产物具有介孔结构,平均孔径为5.8nm。以介孔SnO2作为锂离子电池负极材料进行电化学性能测试,第1次放、充电比容量分别为1 011.8mAh/g和529.18mAh/g,在恒电流下进行20次充放电后,其放电比容量为326.73mAh/g。     

SnO2及SnO2／Fe2O3复合微米材料的合成及表征

本文首先以SnCl2·2H2O为主要原料,无水乙醇为溶剂,利用溶剂热法于180℃反应24h得到了SnO2微球;再以所制备的SnO2微球为前驱体,FeCl3·6H2O为主要原料,通过水热法得到SnO2／Fe2O3复合材料．利用X射线粉末衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对所得产物进行了表征．结果表明：所得的SnO2为四方锡石型,形貌为微球,平均直径约为2．0μm;复合后得到的SnO2／Fe2O3微球平均直径约为2．5μm．其中,Fe2O3为六方赤铁矿型,在复合物的表面以小颗粒的形式存在,尺寸约为200nm．另外,也对SnO3与SnO2／Fe2O3微球的形成过程进行了讨论．     

草酸铜掺杂DMcT/PAn的氧化还原反应机理

通过循环伏安、Raman光谱和红外光谱研究了铜离子与DMcT/PAn复合材料之间的氧化还原反应机理,结果表明Cu（Ⅱ）盐能改善DMcT/PAn复合材料的均匀性,增加其导电性,充分发挥PAn的催化作用,提高活性物质的利用率;减少DMcT及其配合物在电解液中的溶解,稳定DMcT的氧化还原过程;使复合材料中溶剂尽可能多的除去,相对地增加了复合材料的比容量.     

基于双金属MOFs 制备Co3O4/In2O3 复合物及其气敏性能的研究

以硝酸铟(In(NO₃)₃·xH₂O)、对苯二甲酸(H₂BDC)、六水合硝酸钴(Co(NO₃)· 6H₂O) 为原料, 首先采用一锅油浴法合成了含有Co²⁺ 的铟基金属有机框架材料(MOFs) Co²⁺/CPP-3(In) 材料, 然后在450 ℃ 下焙烧制备Co₃O₄/In₂O₃ 复合物气敏材料, 将Co₃O₄/In₂O₃ 复合物的粉体制作成传感器, 并对其气敏性能进行研究。利用扫描电子显微镜和X 射线衍射仪(XRD) 对双金属MOFs Co²⁺/CPP-3(In) 材料和Co₃O₄/In₂O₃ 复合物进行表征, 采用静态配气法测试其气敏性能。结果表明, Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 样品的形貌保留了其MOFs 前驱体的棒状结构, 棱柱形框架更为突出, 表面呈凹陷状, 棒体中间粗两边细, 六角截面和棒体均布满了孔洞。结合EDX 和XRD 表征结果, Co²⁺/CPP-3(In) MOFs 前驱体完全转化成Co₃O₄/In₂O₃ 复合物; Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 复合物在 70 ℃ 下对5×10^-6 H₂S 的气敏性能最优, 响应值达到153, 是同条件下纯备In₂O₃对H₂S 响应值的5 倍, 并且有较好的重复性、选择性和稳定性。     

Al_2O_3包覆对富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2的电化学性能影响

采用水热法合成富锂三元正极材料,探究了最佳包覆比例下Al_2O_3包覆对材料的电化学性能影响.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了富锂三元正极材料的表面形貌和结构,通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)技术分析了材料电化学性的影响因素.结果表明,通过异丙醇铝水解制得了氧化铝包覆层,提高了材料的比容量,稳定了材料的结构.     

Synthesis of Ag@Al2O3 Core-shell Structure Nanoparticles and Their Enhancement Effect on Dielectric Properties for Ag@Al2O3/Polyimide Nanocomposites

A novel core-shell structure Ag@Al2O3 nano-particles were synthesized and doped into polyimide as conductive fillers to prepare the composite films with high dielectric properties and low dielectric loss. The morphology and structures of the Ag@Al2O3 nano-particles were characterized by transmission electron microscopy(TEM), X-ray diffraction(XRD), and UV-visible spectroscopy. All the results proved that the Ag@Al2O3 nano-particles had a typical core-shell structure, for the Ag particles were coated by Al2O3 shell and the average sizes of Ag@Al2O3 particles were between 30 to 150 nm. The as-prepared Ag@Al2O3 nanoparticles were doped into the polyimide with different mass fractions to fabricate the Ag@Al2O3/PI composite films via in-situ polymerization process. SEM analysis of composite films showed that the Ag@Al2O3 nanoparticles homogeneously dispersed in polyimide matrix with nanoscale. As dielectric materials for electronic packaging systems, the Ag@Al2O3/PI composites exhibited appropriate mechanical properties and enhanced dielectric properties, including greatly enhanced dielectric constant and just a slight increase in dielectric loss. These improvements were attributed to the core-shell structure of fillers and their fine dispersion in the PI matrix.     

泡沫碳@SnO2复合材料的制备及电化学性能

为了提高氧化锡（SnO₂）电极的电化学性能,采用牺牲模板法和水热法相结合,制备了C@SnO₂复合电极材料。结果表明水热反应过程中生成的SnO₂纳米颗粒负载在泡沫碳的骨架上,或存在于泡囊中。C@SnO₂电极在0.1 A/g的电流密度下循环100圈后比容量超过660 mAh/g。在1.6 A/g的大电流密度下充放电时,电池的比容量达到较高水平（≥310 mAh/g）。这种优异的电化学性能归因于SnO₂纳米颗粒的纳米特性和泡沫碳的特殊结构,可以改善电子传导性,并适应脱嵌锂过程中SnO₂的体积变化。与纯SnO₂电极相比,C@SnO₂复合电极的比容量显著提升,稳定性也得到了增强。     

AgSbSe2热电材料研究进展

组成元素无毒且储量丰富的AgSbSe₂热电材料因其本身低的热导率使其具有高热电应用潜质,但低电导率导致ZT值低。本文给出了AgSbSe₂热电材料的晶体结构、电子结构及基本物性;综述了近年来提高该材料热电性能的主要策略,如掺杂、空位、复合等;并指出提高载流子迁移率是进一步提高AgSbSe₂热电性能的关键。