锰酸锂电池储存后容量衰减机理

采用商品化的LiMn2O4制作锰酸锂/石墨电池,研究其储存性能,并对储存前后的正极、负极和电解液进行表征分析。结果表明:半荷电常温储存一个月,电池容量衰减3.7%,循环性能得到改善。X射线衍射和透射电镜结果表明:LiMn2O4晶格发生收缩,正极表面形成一层固体电解质(SEI)膜。交流阻抗研究表明:正极阻抗由储存前的62.69Ω增大到储存后的84.64Ω,负极阻抗由储存前的183.1Ω增大到储存后的301Ω。红外光谱分析表明:电解液溶剂和电解质盐均不同程度地发生了分解,锰酸锂电池储存后容量衰减主要是由电极极化、Mn溶解、电解液分解、负极SEI膜增厚等原因造成。     

稀土镧掺杂层状锰酸锂正极材料的制备与性能

采用溶胶凝胶法制备层状LiMnO2,并掺杂不同比例的稀土元素进行改性.XRD分析结果表明,掺杂镧元素的层状锰酸锂呈斜方晶系,纯度较高.SEM照片显示这种产物为层状结构,且粒度大小分布较为均匀.用循环充放电测试考察了产物的电化学性能,结果显示掺杂6%La的层状锰酸锂正极材料的初次放电比容量为128 mAh/g,但循环稳定性较差;而掺杂了4%La的层状锰酸锂则表现了良好的循环稳定性,首次放电比容量达到了102 mAh/g,多次充放电之后容量基本没有衰减,仍然能保持较高的比容量.从交流阻抗数据分析,掺镧量为4%的样品扩散阻抗较小,充放电可逆性较好.     

1,4-二氧六环预处理对锂电极的钝化作用

利用1,4-二氧六环对锂金属电极表面进行预处理,使之钝化,以提高电极的界面稳定性和充放电循环性能.结果表明:1,4-二氧六环可以在锂金属表面发生聚合,预先形成性能良好的SEI(Solid Electrolyte Interface)钝化膜,提高电解液中锂金属电极的界面稳定性,同时表面预处理并不会降低锂电极的动力学性能.锂电极的充放电循环效率测试和锂金属电池的循环性能测试表明:经过1,4-二氧六环表面预处理的锂金属电极与未经预处理的锂金属电极相比,无论是电极的充放电效率,还是由其所组成电池的放电性能与循环寿命都得到了较大提高.     

添加剂四氟硼酸四乙基铵对石墨负极界面性能的影响

采用恒流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)测试方法研究四氟硼酸四乙基铵(Et4NBF4)作为锂离子电池电解液添加剂对石墨负极材料界面性质的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对固体电解质界面膜(SEI)的成分变化进行分析。结果表明:添加剂Et4NBF4参与了SEI膜的形成,提高了人造石墨(AG)/Li半电池充电容量和后续的循环效率,但是降低了首次充放电效率;首次放电过程中1.0～0.5 V是SEI膜形成和生长的电位区间,而0.5 V以下SEI膜进行不断的修复;添加少量Et4NBF4降低了SEI膜阻抗,提高了电解液与石墨负极的相容性。     

锂掺杂对石墨电化学性能的影响

研究了掺杂锂元素对用作锂离子电池负极的石墨材料的结构与性能的影响. XRD及元素分析结果表明 锂以化合物的形式存在于石墨材料中, 由于缺陷结构的增加, 掺杂后石墨材料的BET比表面积略有增大. 电化学测试结果表明 预先掺锂能够有效减少首次充放电过程中的不可逆容量, 使石墨电极的可逆容量增加. 与未掺杂的热处理石墨比较, 可逆嵌锂容量由304.5 mA*h/g增加到312.2 mA*h/g, 首次充放电不可逆容量由66.4 mA*h/g减少到52.9 mA*h/g. 以掺锂改性石墨为负极制作成063448型锂离子电池后, 电池的容量和循环稳定性均得到改善, 以1C倍率充放电时, 放电容量可达845 mA*h, 循环200次后的容量保持率为91.65%.     

吡咯对电沉积磷酸钙类复合涂层的生长方式的影响

利用电化学沉积的方法,在电解液中加入吡咯,制备了磷酸钙-聚吡咯复合涂层.结果表明:吡咯使涂层的生长方式发生了改变.未加入吡咯获得的单一的磷酸钙沉积陶瓷膜呈现无序排列,叶片状.电解液中加入吡咯后,陶瓷膜层有序排列,呈针状且整个膜层的晶粒增大.红外光谱分析表明,出现了C=C和N-H基团的伸缩振动吸收峰,说明吡咯已经由电解液中转移到涂层中.相分析表明:吡咯的加入并没有改变涂层的相组成,说明整个过程中仅有少量的吡咯进入涂层.     

NaV1-xCrxPO4F的合成及电化学性能

采用高温固相法合成掺杂改性的NaV1-xCrxPO4F(x=0,0.04,0.08)作为钠离子电池正极材料。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等对材料的晶体结构和形貌进行表征。从材料的晶体结构、恒流充放电测试和循环性能等方面分析掺杂元素Cr在改善材料性能中的作用。结果表明:掺Cr后的材料电化学循环稳定性得到较好的改善,首次放电容量达到83.3 mA.h/g,效率高达90.3%,循环20次后可逆容量保持率仍然有91.4%。     

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。     

18650型柱状锂离子电池的容量衰减机理（英文）

研究18650商业化锂离子全电池在常温条件下的容量衰减机理。结果表明,经过500次循环后,18650柱状电池的容量衰减率为12.91%;对经循环后的电池采用XRD、SEM、EIS和CV进行表征。电化学交流阻抗图谱表明,随着循环的进行,电池的电阻特别是电荷转移电阻逐渐增加;同时,循环伏安测试表明,在循环的后期,电池的锂离子脱嵌可逆性能下降,导致容量衰减。这是因为,在正、负极材料界面处发生电解液与电极材料副反应,反复形成固态电解质界面膜。同时,副反应产物沉积一部分沉积在隔膜上,堵塞隔膜孔,阻碍锂离子的穿梭。因此,锂离子在正负极间的移动阻力增大,导致电池的容量衰减和电位衰减。     

醚溶剂种类及组成对锂硫电池电化学性能的影响

选择4种结构相似但链长不同的链状醚(Gn,n=1~4)和环状醚1,3-二氧戊环(DOL)作为锂硫电池的电解液溶剂,研究不同的醚种类及组成对锂硫电池电化学性能的影响规律,探讨溶剂性质与锂硫电池性能之间可能存在的内部联系。结果表明:高黏性溶剂会降低锂硫电池的低电位放电平台;使用纯链状醚作溶剂时,溶剂的施主数(DN值)与锂硫电池性能密切相关,锂硫电池在高DN值溶剂中虽易发生过充、库仑效率低,但若控制DN小于19时,锂硫电池循环期间放电容量更高。因此,在合理范围内,增加多硫化物在电解液中的溶解性有利于提高活性材料的利用率;而当引入DOL与链状醚混合使用时,金属锂/电解液的界面性质一定程度上决定锂硫电池的性能水平,DOL由于成膜作用可以降低界面阻抗、改善锂硫电池的循环性能,且锂硫电池容量与库仑效率均随混合溶剂中DOL含量的增加而逐步提高,但DOL含量不宜过高,锂硫电池在适中的混合溶剂配比下才具有较好的循环稳定性。     

Spectra of sodium aluminate solutions

The UV spectra of sodium aluminate solutions were obtained in the sodium oxide concentration range from 59 to 409 g/L and the caustic ratio range from 1.5 to 4.0 to reveal the structure characteristics of them. It is found that a new peak appears at about 370 nm besides peaks at about 220 and 266 nm in all solutions. The new peak is strongly favored by high hydroxide concentration and high caustic ratio. And it only appears when the solutions are prepared by dissolving sodium hydroxide and aluminum hydroxide. In addition, the IR and Raman spectra of sodium aluminate solutions with high alkali concentration and high caustic ratio were measured, and the UV spectra of aqueous solutions of Al（H2O）6^3＋ and AlF6^3- were measured as well. According to the crystal field theory in coordination chemistry as well as the above spectra characteristics, this new peak at about 370 nm is determined as the evidence of a new species of aluminate ion with a coordination number of 6.     

大尺寸氧化铝单晶的光谱和色心研究

采用冷心放肩微量提拉法（SAPMAC）生长了目前国内最大的氧化铝单晶体（￠ 225mm×205mm，重27．5kg）。测试了大晶坯不同部位样品的真空紫外吸收光谱（140nm～380nm）及荧光光谱。结果表明，晶体各部位样品都存在波长为163nm，178nm及230nm左右的吸收峰位；而且边缘部位样品的吸收系数更大。荧光光谱图上主要存在320nm左右的紫外荧光带和420nm附近的蓝色荧光带。进一步的研究证实了吸收色心起源于氧空位与Ti^4＋复合存在以及Mn针、Cr^3＋等杂质离子的电荷转移过程。计算了不同类型的色心浓度。最后提出了减小色心浓度、提高晶体光学性能的一些工艺措施。     

甘草酸银化合物的FT-IR光谱研究

采用FT－IR光谱法研究了甘草酸银化合物的分子振动光谱。结果表明：甘草酸仅用两个羟基与Ag^ 配位成盐,而另一个羟基仍保留于分子中。推断其配位方式属于桥式双齿配位。     

YAG-MIG复合焊接5A90等离子体光谱分析与温度计算

5A90铝锂合金在航空航天中的重要应用使得对其焊接性的研究变得尤为重要.在YAG-MIG复合焊接5A90的条件下,使用光谱仪对焊接过程中金属蒸气/等离子体进行监测,获得了其特征光谱分布,并由谱线相对强度法计算获得了金属蒸气/等离子体的温度,并对焊接工艺参数对金属蒸气/等离子体温度的影响进行了探讨.结果表明,复合焊接的特征光谱在350～850 nm范围内以大量的高强度的氩离子谱线为主,伴有少量镁、锂离子.得到了一组工艺参数下复合焊接5A90过程中等离子体的平均温度为6 554 K,比同等工艺参数水平下YAG焊的增加了将近1 200 K,而与电弧焊的比较接近.     

铂纳米微粒的微波高压液相合成及光谱特性研究

以柠檬酸钠作还原剂、聚丙烯酰胺作稳定剂 ,采用微波高压液相合成法制备了稳定的液相铂纳米粒子。TEM表明 ,铂纳米粒子呈球形 ,粒径约为 1 0nm。光谱分析表明聚丙烯酰胺在 2 1 6nm处有一个吸收峰 ;铂纳米粒子体系在紫外可见光波长范围内无吸收峰 ,随着波长的降低其吸收增大 ;浓度低于 8 0× 1 0 - 4 mol/LPt的铂纳米粒子体系在 40 0nm ,470nm、 5 1 0nm和 940nm产生 4个共振散射峰。     

真空阴极弧离子镀类金刚石碳膜Raman光谱研究

分别采用带有和不带有弯曲弧磁过滤器的真空阴极弧离子镀方法，在不同镀膜电流以及不同基片偏流下分别制备了类金刚石碳膜，对比了不同结构下类金刚石碳膜的Raman光谱特点对其Raman光谱的D峰和G峰采用Gaussian-Lorentzion的几率分布进行了分峰，并着重讨论了基片偏流、弯曲磁场等沉积参数对膜结构的影响结果表明，氩分压对膜结构影响不大，较大的偏流以及弯曲磁场的加入均有利于sp^3杂化碳键的形成。     

金刚石薄膜缺陷的激光拉曼光谱分析

本文分析了不同基板温度下在单晶硅衬底上沉积的金刚石薄膜的激光拉曼光谱特征。根据这些拉曼光谱的特点,讨论了金刚石膜中存在的几种缺陷,如内应力、SP~2态碳等。此外,对金刚石膜作光荧光分析表明,金刚石膜还存在点缺陷,如中性空缺,其零声子线(ZPL)位于1.677eV处。     

热处理对TiO_2溅射薄膜结构和光谱性能的影响

用直流反应磁控溅射法制备了TiO2薄膜,并对热处理前后试样的紫外可见光谱(UV-Visspectrum)和荧光发射光谱(PLSpectrunm)做了研究。发现热处理后试样的紫外可见光谱在496nm处出现了一个较为明显的吸收峰,荧光发射光谱496.5nm处出现一个荧光发射带肩。X射线光电子能谱(XPS)的分析结果表明,热处理可使薄膜中晶格氧扩散出去,生成Ti3+离子和氧空位。结合XPS的分析结果和理论计算,可推断热处理后出现的位于496nm处的吸收峰和496.5nm处的荧光带肩可被指认为薄膜中Ti3+离子的d电子跃迁产生。     

热处理对TiO2溅射薄膜结构和光谱性能的影响

用直流反应磁控溅射法制备了TiO2薄膜,并对热处理前后试样的紫外可见光谱（UV-Vis spectrum）和荧光发射光谱（PL Spectrunm）做了研究。发现热处理后试样的紫外可见光谱在496nm处出现了一个较为明显的吸收峰，荧光发射光谱496．5nm处出现一个荧光发射带肩。X射线光电予能谱（XPS）的分析结果表明，热处理可使薄膜中晶格氧扩散出去，生成Ti^3＋离子和氧空位。结合XPS的分析结果和理论计算，可推断热处理后出现的位于496nm处的吸收峰和496．5nm处的荧光带肩可被指认为薄膜中Ti^3＋离子的d电子跃迁产生。     

FeCuMoSiB合金穆斯堡尔谱研究

用Ｘ射线衍射技术和穆斯堡尔谱技术，研究了Ｆｅ７３．５ＣｕＭｏ３Ｓｉ１３．５Ｂ９合金的结构和超业细相互作用。该合金的相组成为α－Ｆｅ（Ｓｉ）纳米晶和边界相即五余非晶相。典型纳米晶状态下的穆斯堡尔谱由５条亚谱构成，其中４条亚谱为６峰谱，对应α－Ｆｅ（Ｓｉ）相中的４种不同环境的Ｆｅ原子。另１条亚谱对应边界处的非晶相，研究了非晶带材经５００－６００℃不同温度晶化处理后的穆斯堡尔谱特性。