锂离子电池中硅-氧化钴电极材料的研究

主要介绍了微米硅、多孔微米硅以及经修饰后的硅-氧化钴电极材料性能。以质量分数12%的氧化钴修饰多孔硅,首次与第二次放电电容量分别为3 590m Ah·g~(–1)和2 679m Ah·g~(–1),其放电电容量衰退率为25.4%。与没有修饰过的微米硅(2 281 m Ah·g~(–1)和555 m Ah·g~(–1))相比,效果明显提升,并且在之后的多次充放电中,也有很大提高。分析结果表明,微米多孔硅减缓了硅在充放电时的体积膨胀;被披覆氧化钴稳定了固态电解质层,进而提高了硅材料在锂离子电池中充放电循环稳定性。     

锂氧电池复合电解质电化学性能研究

将LiPF_6溶入EC/EMC/DMC作为锂氧电池电解质主体,并分别加入[Emim]BF_4和[DEME]TFSI离子液体制成复合电解质材料,组装成锂氧电池。通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6溶入EC/EMC/DMC-[Emim]BF_4体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.025×10~(–3)A·cm~(–2)电流密度下电池首次放电比容量为2 672×10~(–3)Ah·g~(–1),能量密度达6.468×10~(–3) Wh·cm~(–2)。     

碱活化石墨烯对磷酸铁锂电化学性能的影响

采用KOH活化石墨烯,通过固相法制备了磷酸铁锂/碱活化石墨烯(LFP/CA-G)复合材料,通过SEM、Raman、XRD和电化学测试对复合材料的结构和性能进行表征,结果表明:通过固相法制备的LFP/CA-G复合材料稳定性较好,在1C倍率下循环50次的容量保持率为100%;LFP/CA-G复合材料的0.2C首次放电比容量为158.8m Ah/g,较磷酸铁锂/石墨烯(LFP/G)提高了3.1 m Ah/g;其3C倍率的放电比容量为139 m Ah/g,较LFP/G提高了7 m Ah/g。LFP/CA-G复合材料具有更好的可逆性,其阻抗更小。这是因为碱活化的石墨烯具有丰富的微孔,有利于缩短锂离子的迁移路径,减小了极化。     

锂空气电池Co-Pt二元催化剂的性能研究

以CoO和Pt催化剂(Co-Pt催化剂)作为二元催化剂并将其应用到锂空气电池中,通过场发射扫描电镜和X射线粉末衍射进行物理表征,采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电法研究样品的电化学性能。结果表明,Co-Pt二元催化剂具有良好的电化学性能,在0.025×10–3A·cm~(–2)的电流密度下首次放电比容量和能量密度分别可达到2225.8 m Ah·g~(–1)和5822.8 m Wh·g~(–1)。     

可弯曲锂离子电池电化学性能的研究

以Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2为正极,石墨为负极;采用卷绕和叠片工艺制备理论容量为300 m Ah可弯曲锂离子电池。通过测试首次充放电效率、循环寿命和内阻等方法对电池电化学性能进行研究。实验结果表明:卷绕式单颗锂离子电池首次放电容量为67.0 m Ah(0.1C倍率),首次充放电效率为89.33%,并联成内阻为48 mΩ,循环300周后容量保持率为85.35%。叠片式电池首次放电容量为400.8 m Ah(0.1C倍率),首次充放电效率为93.49%,内阻为45 mΩ,循环300周后容量保持率为92.68%。     

电沉积法制备PANI/MnO_2/石墨烯复合材料及其电化学性能研究

采用简便的脉冲电沉积方法一步合成了呈现层-层分布的三维立体结构的PANI/MnO_2/石墨烯三元复合材料,利用XRD和FT-IR等研究了复合物的结构和组成,SEM和TEM表征了复合物的形貌。同时,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了该复合物的电化学性能。结果表明,0.5 A·g~(–1)电流密度下的比容量可达1 120 F·g~(–1),且1 000次循环的稳定性高达99%。出色的超电容性能主要源于石墨烯作为基体,其上均匀分布棒状结构的PANI,MnO_2纳米粒子均匀分布于PANI纳米棒上,形成了一种分级的特殊结构。     

合成温度对正极材料LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2结构和电化学性能的影响

在空气中通过固相烧结合成LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2锂离子正极材料,利用XRD,SEM,TEM以及恒流充放电测试等手段,探究了合成温度对正极材料的晶体结构和电性能的影响。不同温度下制备的镍钴酸锂,具有相同的菱面体点阵结构,空间群是R-3m。750℃合成制备的LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2,结晶较完全,层状结构较好,样品颗粒大小均匀。其组装电池首次放电比容量为155 m Ah/g,5次充放电后表现出较好的循环性能。     

ZIF衍生Fe3O4@NC/石墨烯锂离子电池负极材料研究

为了改善Fe₃O₄作为锂离子电池负极材料时循环稳定性差的问题,以铁基沸石咪唑酯框架结构材料(Fe-ZIF)为前驱体,使用多巴胺通过聚合反应与其复合,再与石墨烯通过静电吸附作用组装,经过煅烧碳化,制备了Fe₃O₄@NC/G复合材料。研究结果表明,多巴胺与石墨烯的引入有效提高了Fe₃O₄在充放电过程中的电化学稳定性。在0.1 A·g^-1电流密度下,充放电循环30圈,Fe₃O₄@NC/G的放电比容量为1005.6 mAh·g^-1。当电流密度为2 A·g^-1时,经过300圈循环,其放电比容量仍有838.3 mAh·g^-1。Fe₃O₄@NC/G复合材料优异的电化学性能归因于独特的结构设计,这对其他负极材料的构筑提供了一定的参考价值。     

Zn~(2+)和PO_4~(3-)复合掺杂α-Ni(OH)_2的结构及电化学性能

采用化学反应共沉淀法制备出Zn2+和PO43-阴阳离子复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体材料.通过对其微结构表征和电化学性能的测试分析结果表明,随着阳离子Zn2+含量相对增加,阴离子PO43-含量相对减少,晶胞参数α和C逐渐增大,当把掺入Zn2+,PO43-的摩尔百分比为23.4%,5.21%时的α-Ni(OH)2样品作为MH-Ni电池的正极活性材料时,电化学阻抗和扩散电阻较小,电池在以80 mA/g恒电流充电5 h,40 mA/g恒电流放电,终止电压为1.0 V的充放电制度下,具有1.34 V较高的放电中值电压,放电比容量为335.31 mA·h·g-1,而且在强碱溶液中稳定存在,30次充放电循环后没有相变化,放电比容量保持率为94%.     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

目前,商业上普遍使用石墨作为锂离子电池负极材料,由于其理论比容量较低(372 m Ah·g~(–1)),已经不能够满足锂离子电池的发展需求。研究发现,SnO_2作为负极材料可以和锂离子发生良好的可逆反应,且其可逆容量远高于石墨负极。但SnO_2在充放电过程中会出现颗粒粉化导致电极体积膨胀、裂解,从而影响锂电池的循环性能。通过加入石墨烯对SnO_2进行改性,不仅可以缓解SnO_2在运行过程中的体积膨胀,此外,石墨烯本身大的比表面积及良好的导电性,使得石墨烯/SnO_2材料具有较高的可逆容量及较好的循环稳定性。本文综述了几种不同方法制备石墨烯/SnO_2复合材料,在应用到锂离子电池负极材料时,均表现出良好的电化学性能。     

xPb(Y_(1/2)Nb_(1/2))O_3-(1-x)Pb(Zr_(1/2)Ti_(1/2))O_3铁电陶瓷性能研究

系统地研究了 x Pb(Y1 / 2 Nb1 / 2 ) O3- (1- x) Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3三元系铁电陶瓷材料 ,测量并计算了不同组分时的压电常数 (d33 )、介电常数 (εT3 3/ ε0 )、机电耦合系数 (kp、k31 )、以及弹性柔顺系数 (s E1 1 、s E1 2 、s E3 3 ) ,对 0 .0 7Pb(Y1 / 2Nb1 / 2 ) O3- 0 .93Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3材料 ,d33 为 32 7× 10 - 1 2 C/ N,介电常数 εT3 3/ ε0 为 135 0 ,机电耦合系数 kp 大于 0 .6 ,弹性常数 SE1 1 和 SE3 3 均大于 17× 10 - 1 2 m2 / N。实现发现 ,当 x大于 0 .5 5时 ,x Pb(Y1 / 2 Nb1 / 2 ) O3- (1- x) Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3不再是铁电材料     

Characterization of current-voltage (I-V) and capacitance-voltage-frequency (C-V-f) features of Al/SiO2/p-Si (MIS) Schottky diodes

The current-voltage (I-V) characteristics of metal-insulator-semiconductor Al/SiO₂/p-Si (MIS) Schottky diodes were measured at room temperature (300 K). In addition, capacitance-voltage-frequency (C-V-f) characteristics are investigated by considering the interface states (N_ss) at frequency range 100 kHz to 1 MHz. The MIS Schottky diode having interfacial insulator layer thickness of 33 Å, calculated from the measurement of the insulator capacitance in the strong accumulation region. At each frequency, the measured capacitance decreases with increasing frequency due to a continuous distribution of the interface states. From the I-V characteristics of the MIS Schottky diode, ideality factor (n) and barrier height (Φ_b) values of 1.766 and 0.786 eV, respectively, were obtained from a forward bias I-V plot. In addition, the interface states distribution profile as a function of (E_ss − E_v) was extracted from the forward bias I-V measurements by taking into account the bias dependence of the effective barrier height (Φ_e) for the Schottky diode. The diode shows non-ideal I-V behaviour with ideality factor greater than unity. This behaviour is attributed to the interfacial insulator layer, the interface states and barrier inhomogeneity of the device. As expected, the C-V curves gave a barrier height value higher than those obtained from I-V measurements. This discrepancy is due to the different nature of the I-V and C-V measurement techniques.     

赝晶Ga_(0.18)In_(0.82)P/InP/Ga_(0.47)In_(0.53)As高电子迁移率晶体管(HEMT)的低温直流特性

为了增加InP层的肖特基势垒高度,选择了一种宽带隙应变GaInP材料,首次采用这种材料在InP上制作了高电子迁移率晶体管(图1)。这些1.3μm栅长的HEMT器件最好的g_m可达300mS/mm。在低温(100～293K)条件下对栅长为3μm的晶体管进行了研究,它们直流特性的改善依赖于冷却程度。在最低温度下测到了最好的改进结果(105K下g_m增加54％)。与AlGaAs/GaAs异质结构不同,这种材料的结构是稳定的,而且在低温下没有出现任何g_m或I_(ds)的减小。     

Impedances of an Elliptic Waveguide (For the /sub e/H/sub 1/ Mode) (Correction)

G. R. Valenzuela, author of "Impedances of an Elliptic Waveguide (For the /sub e/H/sub 1/ Mode)," which appeared on pp. 431-435 of the July, 1960, issue of these Transactions, has brought the following to the attention of the Editor.     

MBE生长In_(0.52)Al_(0.48)AS/In_(0.53)Ga_(0.47)AS/InP材料

<正>人们普遍认为,InAlAs/InGaAs/InP系统是极有发展前途的低噪声、高频器件材料。因为与InP晶格匹配的In_xGa_(1-x)As中In组分x值为0.53,这比In_(x≤0.2)Ga_(1-x)As/GaAs赝配结构中In组分大得多,从而有大的电子饱和速度(2.6×10~7cm/s)和高的室温迁移率(～10000cm~2/V·s)。大的导带不连续性(0.5eV),使量子阱对电子的限制作用增强,且掺杂浓度高,因而二维电子气(2DEG)密度大。测量结果还表明,掺杂InAlAs中不存在类似AlGaAs中的DX中心。     

Ga_(0.47)In_(0.53)As/SiO_2与Ga_(0.47)In_(0.53)As/Al_2O_3的界面性质

本文研究了GaInAs/SiO_2与GaInAs/Al_2O_3的界面性质.采用PECVD技术以TEOS为源以及采用MOCVD技术以Al(OC_3H_1)_3为源在n~+-InP衬底的n-Ga_(0.47) In_(0.33)As外延层上淀积了/SiO_2和Al_2O_3,制备成MIS结构.结果表明这些MIS结构具有良好的C-V特性,SiO_2/GaInAs界面在密度最低达 2.4×10~(11)cm~2·eV~(?),氧化物陷阱电荷密度达10~(?)～10~(10)cm~2,观察到GaInAs/SiO,结构中的深能级位置为E_c-E_T=0.39eV.GaInAs/Al_2O_3结构中的深能级位置为E_c=E_T=0.41eV.     

Nonvolatile memory operations ofmetal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS) FETs usingPLZT/STO/Si(100) structures

We report fabrication and characterization of p-channel metal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS)-FETs using the PLZT/STO/Si(100) structures and demonstrate nonvolatile memory operations of the MFIS FETs. It is found that I_D-V_G characteristics of PLZT/STO/Si MFIS-FET's show a hysteresis loop due to the ferroelectric nature of the PLZT film. It is also demonstrated that the I_D can be controlled by the “write” pulse, which was applied before the measurements, even at the same “read” gate voltage     

ZnTe/Si(211)与ZnTe/GaAs(211)异质结构的热应变研究

通过理论计算获得ZnTe/Si（211）与ZnTe/GaAs（211）异质结构样品室温下的热应变分布与曲率半径,并采用激光干涉仪测量两个样品室温下的曲率半径。研究发现,在（211）面上进行异质外延,两个互相垂直的晶向方向[1-1-1]和[01-1]的应变分布呈现各向异性,且沿两个方向上的表面曲率半径亦存在差异。ZnTe/GaAs（211）样品的激光干涉测量结果与理论计算较为吻合,均为同一数量级的表面曲率半径方向为负的张应变,ZnTe/Si（211）样品的测量结果则存在较大差异。由于Si衬底在高温脱氧的过程中产生了表面曲率半径方向为正的塑性形变,在一定程度上降低了外延ZnTe后异质结构的弯曲程度,减小了热失配应变。     

Z/sub 0/ of Rectangular Coax (Correspondence)

The characteristic impedance Z/sub 0/ of rectangular coax has long been the subject of experimental and theoretical investigations. The problem is to obtain an expression for Z/sub 0/ which is both simple and precise to facilitate device design. The recent works of Chen and Cohn are summarized in Fig. 1 and compared with simple and precise calculations already known.