锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及其改性

采用共沉淀法合成了锂离子正极材料LiFePO4,考察了不同合成条件对材料结构及性能的影响.研究结果表明:通过碳包覆改性后,LiFePO4的容量可明显提高,SiO2的掺杂对LiFePO4的结构没有影响.同时讨论了上述两种改性方法对材料性能的影响机制.     

Mn2+掺杂对LiFePO4正极材料结构、性能及嵌锂动力学的影响

为了改善橄榄石型LiFePO4正极材料的性能,采用高温固相法合成了Mn掺杂的LiMnxFe1-xPO4(x=0,0.10,0.25,0.40,0.50)材料.采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、充放电测试、循环伏安和电化学阻抗谱研究了材料的结构、电化学性能和锂离子嵌脱动力学.结果表明,锰掺杂的LiFePO4样品颗粒分布比较均匀,具有较小的平均粒径和窄的粒度分布,LiMnxFe1-xPO4是纯相的橄榄石结构.在不同倍率下,LiMn0.4Fe0.6PO4具有最高的放电容量和最好的动力学性能.Mn的掺杂提高了LiFePO4材料的可逆性、锂离子扩散系数和放电容量,减小了电荷转移电阻,进而提高了其动力学性能.     

锂离子电池正极材料LiNixFe1-xPO4的制备及其性能

为提高锂离子电池正极材料LiFePO4的充放电性能，用Ni对LiFePO4进行掺杂，研究了Ni掺杂量对LiFePO4性能的影响，在LiNixFe1-xPO4（x=0，0．01，0．03，0．05，0．10）材料中，LiNi0.03Fe0.97PO4具有比LiFePO4更好的电化学性能，用80mA／g的电流进行充放电时，第2次放电比容量为133．278mAh／g，循环20次后为127．655mAh／g．     

镁离子掺杂对LiFePO4材料性能的影响

为了提高LiFePO4的电化学性能,用Mg2 对LiFePO4进行掺杂,以Li3PO4为锂源、Mg(OH)2为掺杂源,采用固相法合成锂离子电池正极材料Li1-xMgxFePO4(x=0.005、0.01、0.02和0.03).通过X射线衍射分析及电化学测试,研究了Mg掺杂对材料的结构和电化学性能的影响.实验研究表明,掺入少量的Mg2 ,可以减小晶胞体积,提高LiFePO4的循环性能和比容量.当Mg的掺入量为2 mol%时,以0.1C倍率充放电,Li0.98Mg0.02FePO4最大放电容量为123.6 mAh/g.     

锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4的合成及性能

采用固相反应法合成了锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4(Re=Er,Y,Gd,Nd,La),采用X射线衍射、恒电流充放试验对掺杂试样的微观结构和电化学性能进行测试。试验结果表明:掺杂稀土金属离子对LiFePO4的晶体结构没有影响,与LiFePO4相比,掺杂Er3+,Y3+,Gd3+的试样具有优良的循环性能和倍率性能,而掺杂Nd3+,La3+的试样的循环性能和倍率性能较差。掺杂试样中,Li0.97Gd0.01FePO4的电化学性能最佳,在C/10和1C(1C=120 mA.g-1)倍率下放电容量均最大。     

锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4的合成及性能

采用固相反应法合成了锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4（Re=Er,Y,Gd,Nd,La）,采用X射线衍射、恒电流充放试验对掺杂试样的微观结构和电化学性能进行测试。试验结果表明：掺杂稀土金属离子对LiFePO4的晶体结构没有影响,与LiFePO4相比,掺杂Er^3＋,Y^3＋,Gd^3＋的试样具有优良的循环性能和倍率性能,而掺杂Nd^3＋,La^3＋的试样的循环性能和倍率性能较差。掺杂试样中,Li0.97Re0.01FePO4的电化学性能最佳,在C/10和1C（1C=120mA·g^-1）倍率下放电容量均最大。     

双碳源在LiFePO4/C微波固相合成中的协同效应

以Li2CO3,FeC2O4·2H2O和NH4H2PO4为前驱体,分别以葡萄糖和葡萄糖/乙炔黑为碳源,利用微波加热合成了LiFePO4/C正极材料.用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料进行了表征,用四探针法测定了材料的电导率.研究了碳源与微波温度对材料微结构和电化学性能的影响,发现由于乙炔黑的协同效应,用双碳源在600℃反应即可得到最佳电化学性能的LiFePO4/C,而仅用葡萄糖作碳源反应需要在较高温度(如700℃)下进行.     

La2O3对LiFePO4正极材料的修饰改性研究

采用碳热还原法合成橄榄石型LiFePO4正极材料,并用溶胶-凝胶法在其表面修饰La2O3颗粒。通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）等方法对表面修饰前后的LiFePO4进行表征,分析了表面修饰前后LiFePO4物理性质的变化,并进行了恒流充放电测试和循环伏安测试,研究了表面修饰对LiFePO4电化学性能的影响。结果表明,La2O3表面修饰没有改变LiFePO4材料的晶体结构,LiFePO4材料经La2O3修饰后,其电化学性能显著改善。     

钇掺杂LiCoPO4正极材料的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了LiCoPO4与钇掺杂的正极材料,并研究了该材料的晶型结构、充放电以及循环性能。试验表明:少量Y3+掺杂不影响LiCoPO4的晶格结构;合成的改性正极材料Li0.99Y0.01CoPO4在0.1C倍率下首次放电比容量达到123.0 mAh/g,相比纯相LiCoPO4提高了8%,20次循环后Li0.99Y0.01CoPO4的放电比容量是78.6 mAh/g,改性材料在电化学性能上得到较大提升。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究现状及趋势

系统介绍锂离子电池正极材料LiFePO4的结构、工作原理及其优缺点。针对LiFePO4存在的缺陷,从添加导电剂前驱体、掺杂改性及控制合成粒度等改性方面阐述了LiFePO4的研究现状,并提出了未来该材料的研究方向。     

β-琼脂糖酶（AgaA7）在大肠杆菌中的表达、纯化及酶学性质研究

为研究重组β-琼脂糖酶（AgaA7）基因的表达产物及其酶学性质,根据GeneBank中β-琼脂糖酶（AgaA7）基因的编码序列合成此基因后,将其克隆到表达载体pET-22b（＋）中,并在大肠杆菌BL21（DE3）中进行表达.纯化后的表达产物经SDS-PAGE检测其相对分子质量并测定其酶学性质.结果表明：重组酶的相对分子质量为～5.0×10^4,与预期相符.此酶最适反应pH是7.0,在pH58的缓冲液中最稳定;最适反应温度为50℃,在低于50℃时比较稳定.Na^＋,K^＋,Ca^2＋,Mg^2＋对重组酶活性影响不大,而Zn^2＋,Hg^2＋,Pb^2＋则对酶活性具有不可逆抑制作用.     

Li_(1.52)Ni_(0.30)Mn_(0.78)Co_(0.06)O_(2.00)正极材料的电化学性能

以Li2CO3、Ni(CH3COO)2·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过直接沉淀法制备了具有α-NaFeO2型层状结构的微米Li1.52Ni0.30Mn0.78Co0.06O2.00正极材料.通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电、交流阻抗、循环伏安法等方法研究了样品的结构和电化学性能.结果表明:充电截止电压4.6V时样品的充放电性能最佳.在电流200 mAh·g-1时,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为150.2 mAh·g-1、155.0 mAh·g-1;样品的电化学反应受电荷传递阻抗和和Li+扩散的共同控制.     

基于分形滤波的SOFM在矿井突水水源判别中的应用

选择Na+,K+,Ca+,Mg2+,Cl-,SO42-和HCO3-这7种离子的含量作为判别因素,建立了基于分形滤波的矿井突水水源的自组织特征映射(SOFM)神经网络识别模型.实例结果表明,基于分形滤波的SOFM网络模型具有收敛快、精度高的优点,能很好地满足矿井突水水源的识别需要.     

Co部分替代Ni对La_(0.4)Er_(0.4)Mg_(0.2)Ni_(3.3-x)Co_xAl_(0.2)(0.1≤x≤0.4)储氢合金结构和电化学性能的影响

为了改善储氢合金La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)的结构和综合电化学性能,采用Co部分替代Ni的方法,实验采用高频感应炉制备La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)储氢合金。通过X射线衍射技术和电化学测量方法研究储氢合金的晶体结构和电化学性能。XRD图谱显示样品储氢合金主要由LaNi5和La2Ni7相组成,电化学实验表明,随着Co含量的增高,储氢合金电极的最大放电容量和50次循环后的容量保持率S50基本呈现增加状态,放电容量从x=0.1时的225mA·h/g升高到x=0.4时的254.9mA·h/g,容量保持率S50从57.11%(x=0.1)增加到66.10%(x=0.4),但高倍率性能不断下降。通过交流阻抗(EIS)和线性扫描(LS)对Co替代Ni的合金动力学性能分析发现,Co替代Ni后合金的表面电荷转移能力先降低后升高。     

多元掺杂负载型TiO_2光催化剂的制备与性能

为了提高TiO2光催化剂日光催化性能及解决催化剂回收问题,采用微乳液法制备了La3＋、Fe3＋、Co2＋、Ce4＋共掺杂TiO2/粉煤灰微珠光催化剂,用紫外-可见分光光度计测定了光催化剂的可见光吸收性能,用能谱仪（EDS）分析了催化剂的元素含量,以甲基橙为模型污染物考察了催化剂的光催化性能。实验结果表明：掺杂复合粒子在可见光区吸光性能均高于TiO2/漂珠;且多元素掺杂有协同作用,催化剂的吸收边带红移更多,对可见光的吸收也更强。日光照射下（Co2＋,Fe3＋,Ce4＋）三元共掺杂催化剂的活性≈（La3＋,Ce4＋）二元共掺杂催化剂的活性〉Fe3＋、La3＋单掺杂催化剂的活性。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_(5-x)Co_xO_(12)的结构与电化学性能

主要采用溶胶凝胶法合成Li4Ti5-xCoxO12负极材料,通过XRD、SEM和电化学测试手段,系统的研究了尖晶石型Li4Ti5-xCoxO12的结构和电化学性能.结果表明:0.06≤x≤0.24的样品均为纯相尖晶石型结构,掺杂Co3+对晶粒的生长有抑制作用,但团聚现象明显;引入Co元素降低了样品的首次放电比容量,但是没有影响样品的循环稳定性.     

In掺杂对Er：LiNbO_3晶体上转换荧光性能的影响

采用Czochralski方法生长了同成分Er（1%）：LiNbO3和In（2%）：Er（1%）：LiNbO3晶体（摩尔分数）。采用红外透射光谱来研究晶体样品的缺陷结构,研究发现,随着In3＋离子的掺入,Er：LiNbO3晶体的OH吸收峰发生紫移,由3481cm-1移至3 508 cm-1。以飞秒激光为激发光源测试了晶体样品的上转换荧光光谱,发现In：Er：LiNbO3晶体中Er3＋离子的发光强度有明显提高。结合紫外-可见吸收光谱和上转换光谱,分析了In：Er：LiNbO3晶体中In3＋的掺入使Er：LiNbO3上转换发光强度增强的原因,这些结果表明In：Er：LiNbO3晶体用作激光器的增益介质有助于进一步改善激光器性能。     

均匀共沉淀法合成纳米Gd2O3：Eu粉体及其发光特性

以六次甲基四胺（hexamethylenetetramine,（CH2）6N4,HMT）为沉淀剂,在GdCl3和EuCl3混合溶液中,利用均匀共沉淀法制得了纳米颗粒.结果表明,获得的Gd2O3：Eu纳米颗粒近似为球形,尺寸均匀,平均粒径为100 nm,且每个球形颗粒由平均粒径为20 nm的微晶聚并而成.Gd2O3：Eu荧光粉在波长612 nm的红光发射来自Eu^3＋的5D0-7F2电偶极跃迁,发光强度随煅烧温度提高而增强,随Eu^3＋掺杂摩尔分数的提高而增强.Eu^3＋掺杂摩尔分数超过7%时,发生浓度淬灭,发光强度减弱.