ZnS/Fe3O4复合纳米粒子的制备及表征

采用两步共沉淀法合成了ZnS/Fe3O4纳米复合物。XRD分析表明,样品为ZnS/Fe3O4纳米复合物。透射电镜分析表明,纳米复合物的平均粒径在10nm左右,这与XRD分析结合谢乐公式估算的结果基本吻合。紫外吸收光谱检测表明,ZnS/Fe3O4纳米复合物的紫外吸收峰发生轻微的蓝移。320nm激发波长的光致发光研究表明合成的ZnS/Fe3O4纳米复合物具备一定的荧光发光能力,且复合物的发光强度可随ZnS量子点的浓度进行调整。振动样品磁强计(VSM)分析结果表明,ZnS/Fe3O4纳米复合物具有超顺磁性,ZnS浓度提高,复合物的饱和磁化强度下降。     

LiFePO4纳米棒的合成与电化学性能

采用水热-固相二步法合成了纳米棒状磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料,并对晶体结构、形貌和性能进行了XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和恒流充放电分析。利用水热法可合成纳米棒状磷酸亚铁[Fe3(PO4)2.H2O]前驱体,固相法可得到纯相LiFePO4纳米棒。在2.5~4.2 V充放电,产物的1.0C、5.0C放电比容量分别为125 mAh/g和104mAh/g,具有良好的高倍率性能。     

微波合成法制备LiFePO4及其电化学性能

分别以草酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为锂源、铁源和磷源,苯蒽二元共聚物为还原剂合成前驱体,采用微波合成的方法制备了锂离子电池正极材料LiFePO4。采用扫描电镜(SEM)对产物进行物相表征,并采用恒流充放电的方法考察了样品作为锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明,650℃下制备的样品为纯橄榄石结构的LiFePO4,颗粒粒度为1～2μm;在2.5～4.2 V电压范围内以0.2 C充放电时,首次放电比容量达到158.3 mAh/g,经过20次充放电循环容量仍保持为157.9 mAh/g,具有较好的倍率放电性能和容量保持能力。     

八面体Fe3O4纳米颗粒的制备及微波吸收性能

利用简便的氧化沉淀法制备出了结晶度高、粒径均一的八面体Fe3O4纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对产物的结构、形貌、粒径及磁性能进行了表征。制备的八面体Fe3O4纳米颗粒平均粒径为43nm,在室温下表现出铁磁性,比饱和磁化强度和矫顽力分别为74.2 A.m2/kg和7.4 kA/m。利用矢量网络分析仪对Fe3O4纳米颗粒-石蜡复合样品在0.5～18GHz频率范围内的电磁参数进行了测量,研究了复合样品的微波吸收性能。结果表明,复合样品具有良好的微波吸收,吸收峰位随着样品厚度的增加向低频移动,峰值和吸收峰数目也随样品厚度而变化,当匹配厚度为2.8 mm时,在10.8 GHz反射损失最小值达到了-22.5 dB。     

微波合成法制备LiFePO4及其电化学性能

分别以草酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为锂源、铁源和磷源,苯蒽二元共聚物为还原剂合成前驱体,采用微波合成的方法制备了锂离子电池正极材料LiFePO4。采用扫描电镜(SEM)对产物进行物相表征,并采用恒流充放电的方法考察了样品作为锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明,650℃下制备的样品为纯橄榄石结构的LiFePO4,颗粒粒度为1～2μm;在2.5～4.2V电压范围内以0.2C倍率充放电时,首次放电比容量达到158.3mAh/g,经过20次充放电循环容量仍保持为157.9mAh/g,具有较好的倍率放电性能和容量保持能力。     

焙烧气氛对合成ZnWO_4电化学性能的影响

用溶胶-凝胶法合成了锂离子电池负极材料ZnWO4,研究了不同焙烧气氛对样品性能的影响。利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和恒流充放电及交流阻抗研究了合成样品的晶体结构、形貌及电化学性能。结果表明:在空气和氩气气氛中焙烧均可得到黑钨矿相的ZnWO4,但空气气氛中粉体为片状,颗粒较小,而在氩气中焙烧得到的样品,颗粒表面光滑,有网状结构。氩气氛围的样品,以50 m A/g进行恒流充放电时,首次可逆比容量为446.29m Ah/g,明显高于空气氛围中所得样品的首周可逆比容量(298.60 m Ah/g),且循环性能较好。     

直封式工艺制备18650型LiFePO4锂离子电池

以LiFePO4和石墨为正、负极活性材料,用直接封口方式制备额定容量为1 300 mAh的18650型锂离子电池。存放30 d后,与半敞开式工艺相比,直封式工艺制备的电池电压提高0.15 V,荷电保持率提高13%,循环1 000次后的容量提高7%,表面无锈蚀。热误用、短路、过充电、强制放电、振动和机械冲击测试时,电池均不起火、不爆炸,撞击测试时不泄漏。     

水热法合成纳米LiFePO_4材料

采用水热法合成纳米Li Fe PO4材料并研究了反应溶液p H值和温度对Li Fe PO4材料颗粒形貌、微观结构和电化学性能的影响。控制Li∶Fe∶P摩尔比为3∶1∶1,按照先混合Li OH与H3PO4溶液后加入Fe SO4溶液的投料顺序,在溶液p H值为6.0以上可以得到结晶度好且比容量较高的纳米级Li Fe PO4材料。p H为6.0和180℃条件下得到的是Li Fe PO4纳米薄片,调整反应溶液p H值为中性和弱碱性,或控制反应温度在140℃以下或者200℃以上,Li Fe PO4材料可能是方形或者形貌不规则的纳米颗粒。电化学测试结果表明,颗粒形貌方形或者不规则的Li Fe PO4材料大电流放电性能优于薄片状纳米材料。     

纳米NiFe2O4冷冻油对转子式压缩机性能的影响

将纳米颗粒添加到制冷压缩机的润滑工质——冷冻油中,可提高其润滑性能,实现降低压缩机摩擦能耗的目的。本文以56EP为基础油,选用非离子型表面活性剂Span80与Tween60复配的方法,制备了纳米NiFe2O4冷冻油。依据GB/T 5773-2004和GB/T 15756-2006规定的测试方法,实验研究了纳米NiFe2O4冷冻油对转子式空调压缩机性能的影响。结果表明:与常规56EP压缩机相比,使用纳米NiFe2O4冷冻油后,在加速寿命试验前,两种不同型号压缩机的制冷量分别提升了约0.46%和0.58%,输入功率减少了2.01%和2.22%左右,性能系数提高了近2.54%和2.81%;1000h加速寿命试验后,使用纳米NiFe2O4冷冻油压缩机的压缩机性能趋于继续提升,且压缩机泵体零件的各处磨损值低于零件磨损量限值。     

形貌对Co3O4电化学性能的影响

四氧化三钴(Co₃O₄)作为锂离子电池负极材料,具有较高的理论比容量,其颗粒形貌与大小对电化学储锂性能有明显影响。采用电解法和沉淀法分别制备颗粒状、片层状和八面体状Co₃O₄。用SEM和XRD对制备的Co₃O₄进行形貌和结构分析,并研究不同形貌Co₃O₄作为负极材料的电化学储锂性能。八面体状Co₃O₄具有良好的电化学储锂性能和循环稳定性,样品以0.2 C在0～3.0 V循环的首次放电比容量达1 162.2 mAh/g;经过100次循环后,放电容量保持率为73%。八面体状Co₃O₄具有最小的表面能,有利于形成均匀致密的固体电解质相界面(SEI)膜,提升材料的储锂性能。     

核壳结构Co3O4水热法制备及其电化学性能

以硝酸钴为原料,柠檬酸三钠为模板,六次甲基四胺为成沉淀剂水热制备了核壳结构Co3O4,X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试表明,柠檬酸三钠的加入使制备的Co3O4呈现核壳状结构,循环伏安等电化学研究表明该材料的电化学电容性能较好,单电极比电容达到333 F/g。     

FePO4颗粒尺寸对LiFePO4/C复合材料性能的影响

以FePO4为铁源、Li2CO3为锂源、聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法合成了LiFePO4/C复合材料.研究了铁源FePO4 的颗粒尺寸对复合材料电化学性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成产物的晶体结构、表面形貌进行了表征和研究,通过充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)对材料的电化学性能进行测试和分析.结果表明:FePO4颗粒的大小影响着合成产物颗粒的大小,从而影响了LiFePO4/C的充放电性能.     

纳米LiFePO4材料的制备及性能研究

以FeCl2.4 H2O、(NH4)2HPO4及LiOH·3 H2O和柠檬酸为原料,采用水热模板法制备花形结构的LiFePO4纳米棒。此方法合成的LiFePO4形貌可控,粒径均匀,分散性好,电压平台稳定,具有高于160 mAh/g的比容量。还研究了柠檬酸浓度以及前驱体的煅烧温度对LiFePO4的形貌以及电化学性能的影响。实验表明在柠檬酸浓度为0.1 mol/L、煅烧温度650℃下,样品为分布均匀的纳米"花形棒状"结构,尺寸均匀、晶形稳定,电压平台为3.45 V,且电压平台宽,首次充放电比容量高达162.5 mAh/g,0.5 C充放电50次容量保持率将近100%。     

干法制备LiFePO4厚电极的电化学性能

为实现更高的能量密度，探究利用干法工艺制备厚电极的电化学性能。通过构建点-线-面三维导电网络，采用干法电极制备工艺，制备138μm、217μm和303μm厚(面密度分别为26.7 mg/cm²、35.0 mg/cm²和47.9 mg/cm²)的磷酸铁锂(LiFePO₄)厚电极。以0.10 C在2.50～4.25 V充放电，电极的可逆比容量分别为157.5 mAh/g、158.7 mAh/g和153.2 mAh/g,接近30μm厚(面密度为1.0 mg/cm²)对比电池的158.1 mAh/g。在不同电流下进行50次循环，仅0.50 C和1.00 C倍率下循环的容量受厚度影响。以0.50 C循环时，循环曲线出现“跳水”现象，且发生时间随着厚度的增加而提前，主要是因为厚电极在较大电流下充电时，在负极表面沉积大量高比表面金属锂，导致电池内的电解液干涸。     

Co3O4 对 LiCoO2微观形貌和性能的影响

采用SEM、XRD分析和锂离子电池性能测试,研究了Co3O4的化学和物理性能及微观形貌对合成LiCoO2的微观形貌、电化学性能的影响.通过改变烧制工艺,LiCoO2电池的比容量从128 mAh/g提高到139 mAh/g以上,100次循环容量衰减在15%以下,电压平台衰减不到17%,其电化学性能与进口原料相当.     

PAM软模板法合成LiFePO4/C纳米共生物

采用聚丙烯酰胺(PAM)软模板法合成了LiFePO4/C正极材料.在0.1 mA/cm2电流密度下,PAM软模板法合成的LiFePO4/C材料的放电比容量可达120mAh/g,且可逆性增强.材料的振实密度达到1.19g/cm3.透射电镜和原子力显微镜图像研究表明合成的活性材料和所掺杂的碳具有纳米共生结构,且颗粒具有较大的电化学活性比表面,颗粒间无团聚现象.采用X射线衍射实验,对PAM软模板剂在合成过程中的改性作用进行了研究.     

LiFePO4/C正极材料的制备及性能研究

采用高温固相法合成LiFePO4/C正极材料,并对其物理特性和电化学性能进行了分析。研究结果表明,该材料具有较高的振实密度、均匀的粒度分布、较小的比表面积,且具有单一的橄榄石结构,没有其它杂相。实验电池测试表明,材料具有较高的放电比容量及平稳的放电平台,0.2C充放电时,放电比容量达到152.5mAh/g。为了进一步评估该材料的循环性能,制造了以该材料为正极活性物质的2.2Ah标准软包装锂离子电池。电池经3000次充放电循环,其放电容量仍有1 919mAh,放电容量保持率为84.5%,结果表明材料的循环稳定性能优良。     

纳米Fe3O4对装甲车辆用磁流变液性能的影响

针对装甲车辆对磁流变液的特殊使用要求,制备了添加纳米Fe3O4的磁流变液。研究了纳米Fe3O4磁性颗粒含量对磁流变液性能的影响。结果表明,加入适量的纳米Fe3O4(如1%)不但可以提高磁流变液的剪切应力,降低磁流变液的零场粘度,同时可提高磁流变液的沉降稳定性。选取加入纳米Fe3O4量为5%的磁流变液进行试验研究,结果表明:低温条件下,磁流变液粘度变大,剪切应力增大;高温条件下,磁流变液粘度变小,剪切应力减小。耐久性试验表明经过6000km的工况后磁流变减振器阻尼力衰减不大,证明制备的磁流变液能较好满足装甲车辆的要求。     

溶剂组成对LiFePO4电化学嵌脱锂性能的影响

应用循环伏安和恒电流充放电等方法研究了橄榄石型LiFePO4正极材料在不同混合溶剂的电解液中的电化学嵌脱锂性质,探讨了影响LiFePO4正极材料性能的溶剂因素。研究表明:溶剂组成对电极的比容量、倍率充放电性质和电化学循环性质都有影响。     

P123辅助合成的Li3V2（PO4）3/C的电化学性能

以CH3COOLi、V2O5、H3PO4、草酸以及表面活性剂P123(EO20PO70EO20)为原料,采用液相法合成了亚微米级的Li3V2(PO4)3/C,通过XRD、SEM和电化学性能分析,研究了煅烧温度对产物的影响。用P123辅助合成的Li3V2(PO4)3/C粒径减小,电化学性能提高。在850℃下煅烧合成的Li3V2(PO4)3/C,晶体生长完善,可逆性最好,电荷转移阻抗最小。在3.0~4.3 V循环,0.1C首次放电比容量为128.7 mAh/g,5.0C放电比容量为104.3 mAh/g,容量保持率为81%。