微波碳热还原法制备Li3V2（PO4）3及其性能研究

将一定配比的LiOH·H2O,V2O5,H3PO4和蔗糖(C12H22O11)通过球磨均匀混合,烘干后埋入石墨粉中,在功率为800W的家用微波炉中高火加热15 min,通过碳热还原合成Li3V2(PO4)3.用X射线衍射和扫描电镜对材料的结构和形貌进行了表征.充放电测试表明,在电压范围为3V～4.3V和3V～4.8v时,Li3V2(PO4)3正极材料具有较高的比容量、优良的循环性能和倍率特性.在电压范围为1.5 V～4.8 V时,Li3V2(PO4)3正极材料具有很高的比容量,但循环性能较差.该材料有望用于锂离子电池部分取代昂贵的LiCoO2,也可望应用于动力型和储能型锂离子电池.     

低温碳热还原法合成Li3V2（PO4）3及其电化学性能

利用V2O5-nH2O湿凝胶,LiOH.H2O、NH4H2PO4和C为原料,通过低温碳热还原法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3.考察了不同合成温度、时间对产物晶形结构、形貌和电化学性能的影响.结果表明,当合成温度和时间分别为550℃和12 h时,所合成的Lj3V2(PO4)3样品属于纯的单斜晶系,且颗粒分布均匀.该样品以O.2 C充放电,首次放电容量为130 mAh.g-1,循环30次后容量为124 mAh.g-1.     

三价铁源对碳热还原法制备LiFePO4/C结构和性能的影响

以有机(柠檬酸铁)和无机(Fe2O3或Fe3O4)三价铁混合物为铁源,以有机铁源中的有机酸根为碳源和还原剂,通过固相-碳热还原法制备LiFePO4/C正极材料,考察无机三价铁源对正极材料结构和性能的影响.采用XRD、SEM和恒流充放电测试等方法对正极材料的结构、表观形貌及电化学性能进行研究.结果表明:以Fe2O3为无机三价铁源合成的LiFePO4/C材料的晶相单一、晶粒尺寸较小、电化学性能较好,以0.1C放电时,其第三次放电比容量达136 mA-h/g,循环20周后基本无衰减;而由Fe3O4为铁源制得的材料中含有其它杂质相,晶粒尺寸较大,电化学性能较差,以0.1C放电倍率放电时,其第三次放电比容量仅为118 mA-h/g,循环20周后衰减近17%.     

微波碳热还原法制备TiN

本文探讨了利用微波加热技术碳热还原ＴｉＯ２合成ＴｉＮ工艺的可行性及其机理，并对碳热还原反应热力学进行了分析。实验结果表明，微波碳热还原法合成ＴｉＮ具有其独特性和优越性。与常规法相比，它不仅能降低合成温度，缩短合成周期，还能细化晶粒，提高粉料活性。     

锂离子电池正极材料LiMnO_2的表面修饰及电化学性能

运用热处理技术分别制备B2O3、CuO和FePO4包覆的LiMnO2锂离子电池正极材料。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的晶体结构和表观形貌进行分析,通过恒电流充放电以及电化学阻抗技术(EIS)分析其电化学性能。结果表明:包覆后材料的电化学阻抗与Warburge阻抗值有所增大,但包覆能有效抑制正极材料LiMnO2在电化学过程中锰的溶解,改善和提高材料的充放电循环性能和结构的稳定性。     

LiFePO4／C复合正极材料的制备及其电化学性能研究

采用高温固相碳热还原法（CTR，Carbothermal Reduction）合成了LiFePO4／C复合正极材料。采用XRD，SEM以及BET等方法对产物进行表征。结果表明，所得LiFeP04／C材料有着单一的橄榄石型晶体结构。750℃下制备产物的BET比表面积为39．7002m^2／g。利用恒流充放电，循环伏安法（CV），电化学阻抗谱（EIS）等电化学手段研究了LiFePO4／C材料的电化学性质。结果表明：750℃下制备的LiFePO4／C复合材料在25℃工作温度下，有着优异的循环稳定性和大倍率充放电性能，使用850ma／g（5C）的电流密度对电池充放电90次后，电池放电比容量仍能保持11lmAh／g。在55℃工作温度下1C充放电倍率时，首次和第90次循环的放电比容量分别为14513mAh／g和142．9mAh／g。     

LiMn2O4正极材料的合成及电化学性能

根据Li2CO3／MnO2混合粉体的TG-DSC分析结果，采用高温固相反应法，在不同的预保温温度下合成出正极材料LiMn2O4。对其进行XRD，SEM表征和电化学性能测试，确定了在600℃预保温和830℃最终合成的优化工艺。该工艺合成的LiMn2O4粉体具有单一的尖晶石相结构和粒度分布均匀的形貌。组装成电池在常温下循环时，初始放电比容量达122mAh／g，20次循环后容量保持在96％左右。其循环伏安曲线经过20次循环后仍可保持较好的形状。     

层状LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料的制备及改性研究进展

综述了近年来有关于层状LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料的研究进展,重点介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构及4种主要合成方法--高温固相法、共沉淀法、溶胶-凝胶法和喷雾干燥法,比较了不同合成方法及组成对材料性能的影响.层状LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料具有价格低廉,热稳定性好,容量高等优点,但由于其制备比较困难,振实密度低,高倍率放电性能不好,影响了其商业化的进程.因此,探索新的制备方法,对材料进行掺杂和包覆改性,进一步提高正极材料的振实密度和电化学性能仍是今后的研究热点.     

LiVPO4F／C复合正极材料的合成与性能

利用碳热还原法,通过两步反应合成了LiVPO4F/C复合正极材料.主要研究了球磨、碳含量和电解液对样品结构和电化学性能的影响.结果表明球磨2 h在750℃下能合成纯的LiVPO4F产品,剩余碳的存在使LiVPO4F的粒径减小且分布较为均匀,同时提高了颗粒之间的导电性.对样品进行电化学性能测试表明,含碳量为1.83%的LiVPO4F/C的样品比容量和循环性能都得到显著改善;合适的电解液可以明显提高样品LiVPO4F的电化学性能.含碳量为1.83%的LiVPO4F/C的复合材料以1 mol.L-1LiPF6/EC+EMC+DMC(体积比1∶1∶1)为电解液,在0.2 C的倍率下放电时,其首次放电容量为119 mAh.g-1,放电平台在4.2 V左右(vs.Li),循环30次后比容量为89 mAh.g-1.     

正极材料Li3V2（PO4）3的合成及其电化学性能

通过碳热还原法合成了锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3，考察了不同合成温度、时间对产物晶形结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明，当合成温度、时间分别为800℃，20h时，所合成的样品属于单斜晶系，且粒度大小分布比较均匀，该材料以0．2C充放电，其首次放电容量为120mAh·g^-1，循环30次后其比容量达108mAh·g^-1。     

Ti掺杂对层状LiMnO_2的结构及电化学性能的影响

采用水热法制备层状LiMnO2,并对其进行Ti掺杂制备出LiMn1-xTixO2(x=0.01,0.02,0.03)。用XRD和电化学方法研究了Ti掺杂对LiMnO2的结构及电化学性能的影响。结果表明,掺杂Ti 4+在降低材料结晶度的同时,依旧保持了LiMnO2的层状结构。在室温下以0.1C放电,当LiMn1-xTixO2,x=0.02,时,该材料具有最大放电比容量184.52mA·h/g且20次循环后容量保持率为93.7%。循环伏安和交流阻抗测试显示材料LiMn0.98Ti0.02O2在2.0~4.5V下充放电的可逆性优于LiMnO2,极化电阻明显小于未掺杂样品。     

碳热还原法制备碳氮化钛粉末

本文在热力学分析的基础上,采用纳米碳黑和TiO2为原料,在石墨碳管炉中用碳热还原氮化法制备出了纳米晶碳氮化钛粉末。通过热重分析、X射线衍射分析、化学成分分析、扫描电镜形貌分析等手段研究了不同工艺参数对Ti(C,N)粉末制备过程的影响。结果表明,随着反应温度的升高,产物Ti(C1-x,Nx)粉末的x值随之减小,随着保温时间的增大,x值随之增大;配碳量的增大有利于得到低x值的Ti(C1-x,Nx)粉末,但同时也出现了游离碳的增多;配碳量为28%(质量分数,下同)的混合物在加热到1700℃,保温3h条件下,得到了游离碳含量<0.2%、氧含量<0.5%、总碳为12.65%,平均粒径约为0.5μm,晶粒大小为52.6nm的Ti(C,N)粉末。     

水热法制备LiMnO2及其电化学性能的影响因素

采用水热法制备出层状锂锰氧化物LiMnO2.通过X射线衍射研究了LiMnO2的结构,通过粒径分布测试和恒电流充放电方法研究了LiOH浓度、产物的粒径分布及煅烧温度对LiMnO2的电化学性能的影响.研究表明,制备的LiMnO2具有正交晶系结构;通过控制浓度可以达到控制粒径的目的.当LiOH浓度分别为5 mol/L、6mol/L、7 mol/L时,LiMnO2的粒径分布d(0.5)分别为8.551 μm、7.424 μm、8.272 μm.电化学测试表明,当粒径分布d(0.5)为7.424 μm的LiMnO2经700℃煅烧后,其比容量和循环性能有显著的改善.以理论容量0.1C倍率放电时,其首次放电比容量为152 mAhg-1,20次循环后,比容量为136 mAhg-1,其保电率为90％.     

溶胶-凝胶法辅助碳热还原氮化反应制备CeN粉末

以柠檬酸（CA）为螯合剂,即以有机物为碳源,通过溶胶-凝胶法辅助碳热还原氮化反应制备了CeN粉末。整个反应过程分为水相过程和热处理过程。水相过程主要是Ce³⁺和CA的螯合和聚酯,形成稳定的Ce³⁺-CA螯合物前驱体。通过水相过程实现Ce源与C源在分子水平上的均匀混合。热处理过程包括原位碳化和碳热还原氮化反应两部分。原位碳化过程形成的CeO₂/C粉末促进了CeO₂和C之间的紧密接触,从而减少Ce源和C源原子的扩散距离,以促进碳热还原氮化过程。     

掺Cr对LiMnO2的影响

采用固相反应合成了LiMnO2和LiMn0.9Cr0.1O2，Cr的加入改变了LiMnO2的结构，与LiMnO2正交结构(空间群Pmnm)相比，LiMn0.9Cr0.1O2具有单斜结构(空间群C2／m)。充放电过程中，LiMnO2和LiMn0.9Cr0.1O2结构产生向尖晶石结构的不可逆转变。在首次放电过程中，LiMnO2只存在2．9V的电压平台，随着循环次数的增加，在2．9V和4V电压平台容量都有所增加。与LiMnO2不同，LiMn0.9Cr0.1O2在首次放电过程中存在有2．9V和4V电压平台，随着循环次数的增加，4V电压平台容量逐渐减小，在一定循环次数下，只有2．9V的电压平台存在。因此，Cr的掺杂不仅改变了LiMnO2的结构，而且改变其电化学行为。     

用菱镁矿和铝矾土碳热还原氮化制备Spinel-Sialon复相耐高温材料及其性能

以菱镁矿和煅烧二级铝矾土为主要原料、焦炭为还原剂,在氮气气氛下,通过碳热还原氮化法(CRN)合成复相Spinel-Sialon粉体,并制备出Spinel-Sialon复相耐高温材料.应用XRD和SEM等技术,研究了原料配比和粉体的预合成温度对复相耐高温材料抗折强度的影响.结果表明,所制备的Spinel-Sialon复相耐高温材料的物相为MgAl_2O_4和Si_3Al_3O_3N_5,其平均抗折强度可达239 MPa;粉料在1500 ℃下预合成比在1600 ℃下预合成更有利于试样烧结致密和提高材料的抗折强度,并且随菱镁矿添加量的增加,试样的显气孔率降低、体积密度增加、平均抗折强度增加.     

溶胶—凝胶碳热还原法制备碳化硅超细粉末的研究

以工业水玻璃和碳黑为主要原料,采用溶胶凝胶和碳热还原法制备了碳化硅超细粉末,研究了原料组成和制备工艺对超细粉末质量的影响。结果表明：该方法可直接制备纯度较高、颗粒直径分布范围小,粒径可在一定范围内控制的碳化硅超细粉末。     

Effect of Cr doping on structure of LiMnO_2

1　INTRODUCTIONThelayeredLiCoO2 compoundhasbeensuccess fullycommercializedbecauseofitshighenergydensi tyanditsexcellentstabilitywithrespecttoextendedelectrochemicalcycling .However,fromtheeconomicandenvironmentalpointofview ,cheaper ,lessertox icandsaferintercalationmaterialsthanLiCoO2 com poundarerequired .LiMnO2 compoundsareofinterestasintercalationcathodesforrechargeableLibatteriesduetotheirhightheoreticalcapacity (2 85mAh/g) ,lowcostandnontoxicity .OrthorhombicLiMnO2 (o LiMnO2 ,…