高密度LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的合成

以二次干燥化学共沉淀法制得高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2,再与LiNO3混合,经600℃恒温6 h,800℃恒温24 h两个恒温阶段烧结,得到高密度LiNi0.8Co0.2O2,探讨了锂源、镍源、Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度等因素对产品的影响,优化了LiNi0.8Co0.2O2的合成工艺。所得非球形LiNi0.8Co0.2O2粉末振实密度高达3.15 g/cm3,大幅度地提高正极材料的体积比能量。X射线衍射分析表明,合成的LiNi0.8Co0.2O2具有规整的层状NaFeO2结构,充放电测试表明,材料具有良好的电化学性能。     

熔融盐法合成高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8 Co0.2 O2

采用热分析法对不同组成的LiOH-LiNO3二元体系进行研究,绘制了具有最低共熔点的该二元体系的步冷曲线和t-x相图,该体系的最低共熔点为175.7℃。利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2混合经2个恒温阶段烧结(600℃恒温6 h、800℃恒温24 h)制备出了振实密度高达3.23 g/cm3的锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2。X射线衍射分析表明合成的LiNi0.8Co0.2O2具有规整的层状NaFeO2结构。电性能测试表明:在0.5 mA/cm2放电电流密度和3.0—4.3 V的电压范围内,LiNi0.8Co0.2O2首次放电比容量达175(mA.h)/g,放电比容量为163(mA.h)/g,库仑效率为93%。实验结果表明采用该工艺能够制备出电化学性能良好的锂离子正极材料。     

锂离子电池正极材料LiNi0.7Co0.25Al0.05O2的结构表征和电化学特性

用固相法制备球形LiNi0.7Co0.25Al0.05O2粉体,并综合研究该粉体的微观结构和电化学特性.用X射线衍射和透射电子选区衍射分析LiNi0.7Co0.25Al0.05O2的晶体结构.结果表明LiNi0.7Co0.25Al0.05O2为纯α-NaFeO2型六方晶结构.用扫描电镜观察二次颗粒的形状为球形.从循环伏安扫描实验中发现掺杂Al元素能够抑制LiNi0.7Co0.3O2在Li+插入-脱出过程中的结构相变,提高材料的循环稳定性.在电压为3.0～4.3 V,充放电倍率为C/5的条件下,LiNi0.7Co0.25Al0.05O2首次放电容量达到161.5 mA＠·h/g,30次循环后放电容量为156.1 mA·h/g,放电容量损失率仅为3.3%.     

微波共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2

采用微波共沉淀法合成了制备LiNi0.8Co0.2O2的前驱体球形α-Ni0.8Co0.2(OH)2,将其与LiOH·H2O混合,在氧气氛围下,用不同的烧结温度分别烧结10小时获得LiNi0.8Co0.2O2正极材料。用XRD、SEM对所制备的正极材料进行结构和形貌分析,用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明,烧结温度对材料结构和电化学性能影响较大,所合成材料均具有α-NaFeO2的层状结构,烧结温度越高材料结晶越完善。900℃烧结的LiNi0.8Co0.2O2材料初级颗粒结晶最完善而且其二次团聚粒子的平均粒径最小,其表现出的电化学性能也最好,首次放电容量为189.1mA·h·g-1,首次循环放电效率达到92.5%。30循环后放电容量保持在148 mA·h·g-1,显示出较好的循环稳定性。     

低共熔混合锂盐合成LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的研究

在空气气氛中,采用低共熔混合物L iNO3-L iOH为锂盐,制备出了锂离子电池正极材料L iN i0.8Co0.2O2。XRD分析表明:此工艺制得的正极材料具有完整的层状结构。电性能测试表明:在0.5 mA/cm2的充放电电流密度和2.7~4.2 V的电压范围内,L iN i0.8Co0.2O2首次放电比容量为145.2 mA.h/g,充放电库仑效率为83.8%;循环20次后,放电比容量为124.8 mA.h/g。该方法能制备出电化学性能良好的L iN i0.8Co0.2O2正极材料。     

溶胶-凝胶法合成LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2及其性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了层状正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2,XRD、SEM、EDS和电化学性能测试表明,850℃为最佳煅烧温度,在此温度下合成的材料具有ɑ-NaFeO2层状结构,结晶度最好,Ni、Co、Mn分布均匀。充放电测试在2.0～4.6 V,0.2 C的电流下,材料首次放电比容量为185.6 mAh/g,库伦效率为93.2%;经40次循环后,容量保持率为92.5%,且该材料具有优良的倍率性能。     

表面活性剂辅助制备(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物及储锂性能

采用纳米化策略进一步提高锂离子电池负极材料(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物(HEO)的倍率性能。本研究以金属硝酸盐为金属源、尿素为沉淀剂、十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）为表面活性剂,利用水热法成功制备了具有单一尖晶石结构的(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4 HEO纳米材料。研究表明：与未添加表面活性剂相比,水热过程中引入表面活性剂,所制备的(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物纳米晶粉体,具有更小的颗粒尺寸、更均匀的分散度、更大的比表面积和均一的孔结构。这种独特的结构特征使该电极材料具有较大的赝电容贡献率,从而使材料的可逆比容量和倍率性能得到大幅度提升。引入表面活性剂的电极材料在0.2 A/g的电流密度下展示了较高的初始放电比容量（1308 mA·h/g）和首圈库伦效率（82.5%）,循环25圈时可逆容量为1263 mA·h/g;在3 A/g的高电流密度下,循环150圈后的比容量高达1053 mA·h/g,为未引入表面活性剂的电极材料比容量的8倍多。     

锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的性能研究(Ⅰ)

采用共沉淀法和高温固相烧结相结合,合成了锂离子电池层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。采用ICP-AES元素分析方法、XRD和SEM对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的成分、结构和形貌进行了表征。SEM测试结果表明,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的形貌近似为球形,且颗粒分布均匀。并对其进行了充放电性能测试,结果表明:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在25℃、2.5～4.6 V、0.1 C倍率下,首次放电容量达189.32 mAh.g-1(锂为负极),C/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在1 C、2.75～4.2 V下,初始放电比容量为145.5 mAh/g,循环100次后,容量保持率为98.41%。是一种有发展前景的锂离子电池正极材料。     

改进固相法合成LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O_2正极材料及性能研究

采用固相法制备正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/透射电镜(TEM)分析材料的结构和形貌特征,用LAND电池测试系统测试材料的电化学性能(充放电容量和循环性能等)。以LiOH.H2O,H2C2O4.2H2O,Ni(AC)2.4H2O,Co(AC)2.4H2O和Mn(AC)2.4H2O为原料,采用固相法在不同煅烧温度和煅烧时间下制备的层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有典型的α-NaFeO2型层状结构特征,晶型结构完整。电化学性能测试结果表明,在850℃下保温15 h合成的正极材料电化学性能最优,在电流密度为120 mA/g、充放电电压在2.75~4.5 V时,经30次循环后放电比容量为163.5 mA.h/g,容量保持率为94%;50次循环后为157.2 mA.h/g,容量保持率为90.8%。     

烧结温度对LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2物理及其电化学性能的影响

以共沉淀法制备出的球形Ni0.5Co0.3Mn0.2(OH)2为前驱体,以碳酸锂为锂源,通过高温固相法合成了球形LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2正极材料。通过热重分析(TGA/DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、粒度分布、以及电化学性能的测试考查了不同烧结温度对LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2的物理性能及电化学性能的影响。结果表明,900℃下烧结得到的LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2晶体结构完整、球形形貌规则、粒度分布均匀,并表现出了优异的电化学性能,0.2 C首次放电容量达到了166.7 mA.h/g;1 C首次放电容量为151.6 mA.h/g,20次循环后,容量保持率高达97.9%。     

低共熔混合锂盐合成Co和Al共掺杂的LiNiO2

在空气中,采用低共熔混合物L iNO3-L iOH为锂盐,制备了Co和A l共掺杂锂离子电池正极材料L iN i0.8Co0.15A l0.05O2。XRD分析表明,制得的正极材料具有完整的层状结构。电性能测试表明:在0.5 mA/cm2的放电电流密度和2.7—4.2 V的电压范围内,L iN i0.8Co0.15A l0.05O2首次放电比容量达147.6 mA.h/g,库仑效率达84.3%,第20次的放电比容量为133.8 mA.h/g。该合成新工艺,能制备出电化学性能良好的Co和A l共掺杂的L iN iO2正极材料。     

二吡啶酮配体四、六核钴簇合物的合成及结构表征

利用溶剂热反应,二吡啶酮与钴的乙酸盐反应得到两种新颖的四核和六核钴的簇合物[Co4(OH){(py)2CO(OH)}{(py)2CO}(O2CCMe3)6].3H2O1和[Co6{(py)2CO(OH)}2(O2CMe)8(DMF)(H2O)4].DMF.H2O2。晶体1的晶系数据:单斜,P2(1)/n,a=1.5784(9),b=1.7678(9),c=2.2615(13)nm,V=6.2857(6)nm3,F(000)=2672,finalR1=0.0795,wR2=0.1697[I>2σ(I)]。晶体2的晶系数据:单斜,P2(1),a=1.3721(10),b=1.4377(10),c=1.5541(10)nm,V=2.7813(3)nm3,F(000)=1436,finalR1=0.0370,wR2=0.0664[I>2σ(I)]。配合物1中有两个共边的Co3O单位组成了蝶式构型,而配合物2含有两个线形的三个Co原子组成的双锚结构。     

水热还原制备Cu2O微米棒及其机理

借助X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,以CuSO4·5H2O和NaC2H3O2·3H2O为主要原料,D 山梨醇为还原剂,水热还原制备了Cu2O微米棒。具体条件是:n(CuSO4·5H2O)∶n(NaC2H3O2·3H2O) =1∶4,D 山梨醇的加入量与CuSO4·5H2O等摩尔,水热180℃下反应12h。微米棒的直径小于1μm,长度在10μm以上,棒表面有晶体生长印迹。其机理是:C2H3O-2 水解生成OH-,OH-与Cu2+生成Cu(OH)2,Cu(OH)2 再被D 山梨醇还原生成Cu2O。     

制备纳米氧化铝的研究

以硫酸铝溶液和氨水为原料,用喷射沉淀法制备纳米氧化铝,分析了溶液浓度和干燥方式对Al2O3前驱体粒度的影响。将浓度0.2mol/L的Al2(SO4)3与4.5%的NH3·H2O进行喷射实验,冷冻干燥,在1200℃下烧结,经XRD及粒度测试可知,产物平均粒径为30.9nm的αAl2O3。     

超分子化合物(APH)_2(H_4P_2Mo_5O_(23))·2H_2O的水热合成和性质

以四水合钼酸铵〔(NH4)6Mo7O24.4H2O〕、磷酸和2-氨基-4-甲基吡啶(AP)为原料,按一定比例在180℃恒温水热法反应5 d,合成了超分子化合物(APH)2(H4P2Mo5O23).2H2O,收率为80%。用红外光谱、紫外可见光谱、氢核磁共振谱、X射线粉末衍射和TG-DTA对产物进行了表征。结果表明,杂多阴离子保持结构不变,而有机阳离子红外和紫外光谱发生了蓝移,有机阳离子和杂多阴离子以静电力和氢键作用形成了超分子化合物。     

CoFe_2O_4的制备及电子结构

采用尿素燃烧法,以Fe(NO_3)_3·9H_2O、Co(NO_3)2·6H_2O、CO(NH_2)_2等为原料,制备出了CoFe_2O_4多晶材料。XRD分析表明制备的CoFe_2O_4多晶体为尖晶石结构;形貌研究表明,制备的样品的晶粒生长完整,晶粒的大小较均匀,平均晶粒尺寸为0.5μm左右;Co2p、Fe2p和01s芯能级光电子谱的分析表明,制备的CoFe_2O_4铁氧体为正尖晶石和反尖晶石的混合体,并且钴铁氧体的性质与Co和Fe离子的价态分布密切相关。     

固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3的制备及其催化性能的研究

用(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O直接焙烧的方法制备了固体超强酸催化剂SO42-/Fe2O3,并以乙酸乙酯的合成反应考察了焙烧温度、焙烧时间对固体酸催化活性的影响。实验表明:最佳焙烧温度为550℃,最佳焙烧时间为4h。当催化剂用量为2g,醇酸物质的量比为1.6∶1,回流时间2h时,乙酸转化率为85.1%。