球磨时间对LiFePO4/C性能的影响

以碳酸锂、磷酸铁、单水葡萄糖为主要原料,选用高效的立式搅拌磨做球磨设备,采用湿法球磨混料和高温固相反应法合成锂离子电池正极材料LiFePO4/C。研究了不同球磨时间对LiFePO4/C的物理性能和电化学性能的影响。通过粒度分布、振实密度、比表面积、扫描电子显微镜、充放电测试对材料性能进行表征。结果表明,控制球磨时间为3h,在热处理温度为700℃的条件下,合成的LiFePO4/C正极材料具有较好的性能,振实密度为1.41g/cm3,比表面积为13.9m2/g,以0.2C倍率充放电时的首次充放电效率为95.2%、首次放电容量为151.4mAh·g-1,1C充放循环100次的容量保持率为99.3%。     

LiFePO4/C复合正极材料的固相法合成

以LiOH·H2O、FeC2O4·2H2O、NH4H2PO4和C6H12 O6·H2O为原料,采用一步固相法在氮气氛下合成了LiFePO4/C复合正极材料.采用XRD、SEM和电池性能测试仪对合成产物进行了表征.研究了煅烧温度、煅烧时间、葡萄糖用量和锂过量对合成产物结构和电化学性能的影响.实验结果表明,采用一步固相法合成LiFePO4/C的最佳务件为:将经过高能球磨的前驱体在氮气氛下于650℃煅烧18h,葡萄糖用量为其它原料总质量的10％,锂过量10％(摩尔分数).在此条件下合成的LiFeP(4/C具有单一的橄榄石型结构和良好的电化学性能,0.1C的首次放电容量达到154.87mAh/g,30次循环后放电容量仍保持138.97mAh/g.     

纳米LiFePO4/C复合正极材料的制备及其性能研究

采用碳热还原方法、以不同掺碳(葡萄糖为碳源)方式合成LiFePO4/C复合正极材料,利用X射线衍射仪、高倍率透射电镜以及电池测试仪等手段对样品进行了分析研究,并探讨了不同掺碳方式对复合LiFePO4/C正极材料性能的影响.结果表明,采用湿法加入葡萄糖制备的LiFePO4/C正极材料中LiFePO4的粒径范围在40～80nm左右,为纳米材料尺度,0.05C倍率下首次放电比容量达到160mAh/g,1C倍率下循环50次后,容量衰减仅为1.2%.     

LiFePO4/C制备工艺的优化及其性能

用共沉淀法制备了球形NH4FePO4·H2O前驱体,再与Li2CO3和葡萄糖混合用固相焙烧法制备了LiFePO4/C正极材料.利用正交实验考察了焙烧温度、焙烧时间、球磨时间、x(Li):x(Fe)和葡萄糖用量等对材料首次放电比容量的影响,得到了最佳工艺条件.通过XRD、SEM、FTIR和恒流充放电测试仪等测试了材料的结构和电化学性能.所得材料在室温下电流密度为0.1、0.5和1C时首次放电比容量分别为147.6、136.7和122.3mAh/g,循环50次后容量分别为142.8、127.3和106.7mAh/g;在60℃下电流密度为0.5C时,其首次放电比容量为163.8mAh/g,循环性能良好.     

烧结方式对LiFePO4/C复合正极材料电化学性能的影响

对LiFePO4/C复合前驱体,分别采用静态氮气气氛,动态氮气气氛及静态真空三种烧结方式进行碳热还原合成LiFePO4/C复合正极材料.采用XRD、SEM、CV和充放电循环测试等方法分析和表征材料的结构、形貌和电化学性能.结果表明,烧结方式对所得材料的结晶度、晶粒大小、碳含量、合成温度以及电化学性能均有显著影响.真空烧结所得材料结晶度高,而动态气氛烧结对材料颗粒细化及均匀化都有积极影响,同时也能有效促进锂离子扩散动力学.动态气氛烧结可将材料的烧结温度降低到500℃,且所得材料表现出优异的电化学性能.0.5C倍率下循环首次放电比容量达到163.4 mAh/g,50次循环后容量保持率为99.02%.     

不同碳源对LiFePO4/C复合材料性能的影响

采用机械液相活化法与高温固相法相结合制备了锂离子电池正极材料LiFePO4和LiFePO4/C.考察了蔗糖、柠檬酸、葡萄糖、酒石酸等不同碳源对材料性能的影响,并采用XRD、 SEM和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表面形貌及电化学性能进行了研究,利用Raman光谱和TEM分析材料中碳的存在状态.结果表明,得到的样品结构均为橄榄石型,碳源的加入能有效地减小材料的颗粒尺寸,并且材料的电导率比纯LiFePO4的电导率提高了5个数量级.LiFePO4/C样品的表面包覆层均为非晶碳,以柠檬酸为碳源合成的LiFePO4/C材料,具有较小的颗粒尺寸,均匀多孔的表面碳包覆层和最佳的电化学性能.在0.1C下第3次的放电比容量达141.0mAh/g,循环10次后容量无衰减.     

碳包覆LiFePO4的结构与性能研究

为了研究碳包覆对LiFePO4结构的影响,以柠檬酸为碳源,采用机械活化-高温固相法,合成了不同碳包覆量的LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、SEM、BET、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、交流阻抗谱(ACI)和恒电流充放电等现代分析方法,全面研究了碳包覆量不同时,LiFePO4/C复合正极材料的结构、形貌和电化学性能,并对C包覆对结构影响的成因进行了分析.结果表明,柠檬酸高温分解后生成无定形碳非晶物质,在LiFePO4颗粒表面包覆形成一种网络结构,抑制了颗粒的生长;C包覆影响了晶体的生长方向和微观结构,LiFePO4/C的优势生长为[121]方向;交流阻抗分析表明包覆后锂离子扩散系数比未改性的LiFePO4提高了两个数量级,且各项阻抗值均降低,从而提高了材料的离子及电子电导性、放电性能和循环性能.     

用两种碳源制备高性能LiFePO4/C正极材料

为了提高LiFePO4材料的电化学性能,以碳溶胶和葡萄糖两种物质为碳源、采用高温固相法制备了LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、TEM、恒电流充放电等方法研究了材料的结构与电化学性能.XRD结果表明,两种碳源的添加对LiFePO4的晶体结构没有影响.从TEM图上可观测到颗粒外部明显的碳包覆层.电化学性能测试表明,在同样倍率下,以两种碳源制备的LiFePO4/C材料放电比容量高于以单一碳源制备的LiFePO4/C,且表现出优良倍率性能和循环稳定性:在0.1C下的放电比容量达162mAh/g,1C下放电比容量为157mAh/g,循环20次后容量没有任何衰减.     

高活性B_4C-SiC超细复合粉体的制备及烧结

以B4C、SiC粗粉为原料,采用机械合金化制备高活性的B4C-SiC超细复合粉体。通过XRD、SEM、LPSA和IR等测试技术研究球料比、过程控制剂及球磨时间对复合粉体性能的影响,确定机械合金化制备B4C-SiC超细复合粉体的最佳工艺条件,研究机械合金化过程中粉体有序-无序转变过程。随后,采用热压烧结工艺验证复合粉体的烧结活性。结果表明:球磨机转速是250 r/min的条件下,球料比为30:1,过程控制剂为2wt%,球磨时间为120 h时,可获得晶格无序的B4C-50wt%SiC超细复合粉体;该复合粉体在1900℃,30 MPa热压条件下烧结1 h,其体积密度为2.62 g/cm3,达到理论密度的93%,比普通混合粉体在相同热压条件下获得样品的致密度提高了8.1%;机械合金化工艺制备的B4C-SiC超细复合粉体具有极高的烧结活性。     

LiFePO4/C正极材料的微波合成及性能研究

采用机械球磨结合微波辐射工艺合成C包覆锂离子电池正极材料LiFePO4/C.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒电流充放电测试研究了不同C源和掺C量对样品物相结构、形貌和电化学性能的影响.实验结果表明,微波法可以快速合成LiFePO4/C正极材料;以乙炔黑作为C源,掺杂8%(质量分数)所合成的样品具有最好的电化学性能,在室温下以20mA/g进行充放电测试,其首次放电容量为148.44mAh/g,10次循环后仍有144.74mAh/g,容量保持率为97.51%.     

溶胶-燃烧法制备Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)及其性能

采用溶胶-燃烧法合成了Gd掺杂CeO2的Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)电解质粉末.研究了热处理温度对其相组成、颗粒大小、晶胞参数的影响.并对GDC烧结体的性能进行了研究.结果表明,溶胶一燃烧法可以成功制备出具有良好的烧结性的GDC电解质粉末,1500℃下得到的GDC烧结体的相对密度可以达到95%.电性能测试表明烧结体在中温范围内具有较高的氧离子电导率.     

活性炭负载Co0.8Zn0.2Fe2O4铁氧体的制备及电磁性能研究

采用溶胶-凝胶法制备活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合吸波材料研究。以柠檬酸为络合剂制备Co0.8Zn0.2Fe2O4铁氧体溶胶,加入活性炭于溶胶中,经浓缩制得活性炭/钴锌铁氧体凝胶,再经过低温煅烧,制备出形态和结构理想的活性炭负载钴锌铁氧体复合材料;详细地考察烧结温度、煅烧时间及活性炭与铁氧体的配比等工艺参数对复合材料的形态和结构的影响;分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能量散射X射线荧光光谱(EDX)对制备出的复合材料进行形貌、结构及组成表征分析。采用波导法在8.2～12.4GHz波段对活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合材料进行电磁参数测试分析,结果表明所制备活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合材料具有较高的电、磁损耗角正切值,其吸波性能较好。     

络合溶胶-凝胶法制备CuAlO2微晶及其光学性能研究

以柠檬酸为络合剂,采用络合溶胶-凝胶法合成CuAlO2微晶.通过TG-DTA、XRD、TEM等手段对凝胶的热分解机制、CuAlO2微晶的形成过程、微晶的物相结构、微观形貌、粒度大小等进行了研究.结果表明:以硝酸铜、异丙醇铝和乙二醇为反应原料,加入柠檬酸作为络合剂,可以与金属离子形成络合物,从而降低了合成CuAlO2微晶的温度,在1050℃煅烧即可得到颗粒细小、组分均匀、铜铁矿型CuAlO2微晶,晶体粒径为150nm左右.利用紫外-可见光谱分析,CuAlO2微晶的光学带隙约为3.75～4.05eV.     

胶原蛋白肽红枣汁复合饮料的研制

目的以红鳍东方鲀鱼皮制得的胶原蛋白肽(1~5 ku)和红枣汁为原料研制胶原蛋白肽红枣汁复合饮料,并确定其最佳的生产工艺。方法以氮得率和感官评价为指标,通过单因素和正交试验研究脱腥时间、脱腥温度、活性炭添加量等3个因素对胶原蛋白肽脱腥效果的影响;以感官评价为指标,通过单因素和正交试验研究胶原蛋白肽和红枣汁的添加配比、蔗糖添加量、柠檬酸添加量对胶原蛋白肽红枣汁复合饮料风味、澄清度、香气、色泽的影响;以菌落总数和感官评价为指标,研究温度对胶原蛋白肽红枣汁复合饮料灭菌效果的影响。结果活性炭添加量为2.00 mg/mL,脱腥温度为45℃,脱腥时间为20 min,添加胶原蛋白肽和红枣汁的体积比为2:1,蔗糖的质量分数为2.50%,柠檬酸的质量分数为0.15%,在压力0.02 MPa,温度105℃条件下灭菌10 min时,感官评分最高,所制得的饮料酸甜可口、口感顺滑,具有浓郁的红枣香气和特有的胶原蛋白香气。结论适宜的活性炭添加量、脱腥温度、脱腥时间,蔗糖、柠檬酸添加量,胶原蛋白肽和红枣汁的添加配比,以及灭菌条件,可以最大限度地保留饮料的特有风味。     

Combustion synthesis of La0.7Sr0.3Co0.5Fe0.5O3 (LSCF) porous materials for application as cathode in IT-SOFC

La_0.7Sr_0.3Co_0.5Fe_0.5O₃ (LSCF) porous materials have attracted a substantial interest for application as cathode in solid oxide fuel cells of intermediate temperature (IT-SOFC). This work investigates the effect of different propellants (urea, glycine, citric acid and sucrose) in the preparation of LSCF powders by the combustion method and also the influence of the sintering temperature on the porosity and electrical conductivity. TGA profiles of the as-prepared samples showed a lower weight loss for the sample prepared with glycine, associated with the higher combustion temperature. XRD patterns presented characteristic reflections of LSFC perovskite and a small formation of secondary phases, with nanometric crystallite sizes (9-20 nm). SEM analysis revealed the loose and porous structure of the powder materials. Densification studies were carried within 950-1100 °C, showing that porosity decreased with increasing sintering temperature. Electrical conductivity was measured in the temperature range 300-800 °C and correlated with the sintering temperature.     

放电等离子烧结技术的应用

本文主要介绍了一种粉末烧结技术——放电等离子烧结。首先从结构设计上进行了介绍,放电等离子烧结的主要原理是在粉末进行压力烧结的同时施加电流,最终实现材料的致密化。放电等离子烧结的主要优点是烧结温度低、时间短、升温快、材料致密等。最后列举了放电等离子烧结技术在热电材料、硬质材料、功能梯度材料等的应用实例,论述表明放电等离子烧结技术是一种可以制备高性能材料的烧结技术。     

Fabrication of Ni-P alloy closed cellular solid containing polymer by the pulse current hot pressing technique

Phenol resin sphere particles covered with nickel-phosphorus alloy were used for fabricating a metallic cellular solid with a fine structure by using the pulse current hot pressing (PCHP), which is also called spark-plasma-sintering (SPS) technique. During the sintering process, strong electric current pulses were applied on the particles in a die. The particles in the die were sintered in a shorter time and at lower temperature than that of normal sintering methods. The polymer materials inside the cells seem to remain partly after the sintering process. The mechanical properties of the cellular materials containing phenol resins were measured. The influence of the PCHP process on the mechanical properties of the specimens was examined.     

F掺杂对LiFePO4／C材料电化学性能的影响

以FePO4·4H2O,LiOH·H2O,LiF和柠檬酸为原料,采用一步固相混合烧结法制得F掺杂LiFePO4／C材料,研究了烧结温度和F掺杂量对LiFePO4／C电化学性能的影响。XRD和SEM分析表明,所得样品均为橄榄石型LiFePO4,颗粒粒径在1～2μm。电化学测试表明,LiFePO3．97F0．03／C在0．1C下的初始放电容量为144．7mAh·g^-1,1C放电比容量为123mAh·g^-1且具有良好的循环性能。     

Nitrate–citrate combustion synthesis and properties of Ce1−x Sm x O2−x/2 solid solutions

A nitrate–citrate combustion route to synthesize nanocrystalline samarium-doped ceria powders for solid electrolyte ceramics is presented. This route is based on the gelling of nitrate solutions by the addition of citric acid and ammonium hydroxide, followed by an intense combustion process due to an exothermic redox reaction between nitrate and citrate ions. The influence of ignition temperature on the characteristics of the powders was studied. The change of the crystal structure with the content of doped Sm was investigated. High temperature X-ray, and Raman scattering were used to characterize the sample. The lattice constant and unit volume increase with doping level and increasing temperature. Dense ceramic samples prepared by uniaxial pressing and sintering in air were also studied.     

The crystallinity of calcium phosphate powders influenced by the conditions of neutralized procedure with citric acid additions

Calcium phosphate powders with nano-sized crystallinity were synthesized by neutralization using calcium hydroxide and orthophosphoric acid with the assistance of citric acid. The influence of processing parameters, such as free or additive citric acid, synthetic temperature and ripening time, on the crystallinity of hydroxyapatite were investigated. The results of X-ray diffraction and microstructure observations showed that the crystallinity and morphology of nano-sized hydroxyapatite particles were influenced by the presence or absence of citric acid. It was found that the crystallinities and crystallite sizes of hydroxyapatite powders prepared with the additive citric acid increased with increasing synthetic temperature and ripening time. Especially, the crystallinities of (h k 0) planes were raised and more homogeneously grown particles were obtained with increasing synthetic temperature.