原位聚合法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12-PAn及其电化学性质

以醋酸锂和钛酸四丁酯为原料,以乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12;以苯胺、过硫酸铵为原料,以盐酸为溶剂,采用原位聚合法合成Li4Ti5O12-聚苯胺复合材料.采用X射线衍射、红外光谱和电化学测试等对复合材料进行了表征.结果表明,聚苯胺的加入明显提高了Li4Ti5O12的电子导电性能,Li4Ti5O12-PAn复合材料具有比Li4Ti5O12更好的高倍率性能和循环稳定性.0.1C和2.0C放电时Li4Ti5O12-PAn的放电容量分别达到了191.3和148.9 mA·h/g,经80次循环后二者平均每次循环容量衰减率分别为0.13%和0.61%.     

SnO2-Li4Ti5O12复合材料的溶胶-凝胶法制备与表征

以SnCl4·5H2O、CH3COOLi·2H2O、(CH3(CH2)3O)4Ti和NH3·H2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备SnO2-Li4Ti5O12复合材料粉末.采用热重和差热分析、X射线衍射、红外光谱、透射电镜和电化学测试等手段对复合材料的结构、表面形貌和电化学性能进行表征.结果表明:采用溶胶-凝胶法制备的复合材料是一种核-壳结构的纳米复合材料.在复合材料中,Li4Ti5O12以无定形态包覆在SnO2颗粒的表面,其包覆层的厚度为20~40 nm.电化学研究表明,0.1C放电时SnO2-Li4Ti5O12复合材料粉末的可逆容量达到688.7 mA·h/g,0.2C放电时经60次循环后复合材料的容量保持率达到93.4%.由于复合材料中Li4Ti5O12能够有效吸收SnO2电极的体积变化,有效阻止循环过程中Sn颗粒的聚集,大大改善了SnO2的循环稳定性.     

Li4Ti5O12/石墨复合材料的湿法制备与表征

以醋酸锂、钛酸丁酯和石墨为原料,无水乙醇为溶剂,采用湿法制备Li4Ti5O12/石墨复合材料.采用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和电化学测试对合成产物进行表征.结果表明:600 ℃氩气气氛中煅烧6 h可制得含碳量5%左右的Li4Ti5O12/石墨复合材料,其可逆容量达到167.1 mA·h/g;经80次循环后,0.1C放电时容量保持率为99.0%,2.0C放电时容量保持率达到105.1%.与纯Li4Ti5O12相比,Li4Ti5O12/石墨复合材料具有更好的循环性能和倍率性能,是一种优良的锂离子电池负极材料.     

二步煅烧法合成Li4Ti5O12材料的性能

采用超声活化对原材料Li2CO3和TiO2进行预处理,并采用二步煅烧方法制备Li4Ti5O12材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜和电池充放电测试仪研究二步煅烧条件对材料结构、形貌及电化学性能的影响,并得到二步煅烧的最佳工艺。结果表明:采用600℃预烧温度制备的材料具有较高的纯度和结晶度;800℃高温煅烧温度下制备的Li4Ti5O12材料具有均一分散的颗粒结构;超声活化制备Li4Ti5O12的最佳煅烧工艺是600℃预烧8 h后800℃高温煅烧10 h,制备的材料在0.1C倍率下首次放电容量达170.6 mA.h/g,0.2C倍率下20次循环后的放电比容量由152 mA.h/g降至150 mA.h/g,容量保持率为98.7%。     

Co~（2＋）掺杂对Li_2FeSiO_4/C电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法,合成纳米复合材料硅酸亚铁锂（Li2FeSiO4/C）。用XRD、TEM和电化学方法,研究了Co2＋掺杂对Li2FeSiO4/C的影响。结果表明,掺杂适量的Co2＋不会改变Li2FeSiO4的正交晶系结构,可稳定材料结构,改善高倍率充放电性能。室温下,Li2Fe0.97Co0.03SiO4/C以0.1C放电的首次放电比容量为151.8（mA.h）/g,20次充放电循环后放电比容量为131.2（mA.h）/g;Li2FeSiO4/C的首次放电比容量为122.0（mA.h）/g,20次循环后,比容量衰减率为20.3%。交流阻抗测试表明：Li2Fe0.97Co0.03SiO4/C在1.5～4.5V下充放电的可逆性优于Li2FeSiO4/C。     

锂离子电池极材料钽掺杂钛酸锂的制备及电化学性能

通过固相合成制备了钽掺杂材料Li4Ti4.95Ta0.05O12。通过XRD和SEM来表征Li4Ti4.95Ta0.05O12的结构和形貌。钽掺杂并没有改变本体材料的结构和形貌,而且显著提高了材料的循环性能和倍率性能。Li4Ti4.95Ta0.05O12在10C和30C倍率时的放电容量分别是116.1mA.h/g和91.0mA.h/g。Ta掺杂取代了Li4Ti5O12中的Ti的位置,产生了Ti4＋/Ti3＋混合价态,从而提高了钛酸锂的电导率。故具有优异的高倍率性能,是一种优异的锂离子电池负极材料。.     

二步煅烧法制备高振实密度钛酸锂负极材料

以Li2CO3和纳米TiO2为原料,通过二步煅烧固相反应法制备Li4Ti5O12负极材料。研究前驱体球磨以及球磨时间对合成Li4Ti5O12样品振实密度和电化学性能的影响。借助XRD、SEM、振实密度仪和充放电测试仪、电化学综合测试仪表征Li4Ti5O12材料的物理性能和电化学性能。结果表明:球磨工艺能够提高Li4Ti5O12的纯度,并有效提高其振实密度和电化学性能;球磨时间为2 h时,所得材料的振实密度达1.70 g/cm3,0.1C首次放电比容量为174 mA.h/g,5C放电比容量达124.2 mA.h/g。     

Ti4＋掺杂对Li2FeSiO4／C电化学性能的影响

用溶胶-凝胶法制备Ti4＋掺杂的Li2FeSiO4／C正极材料。用XRD、HRTEM和电化学方法研究了该材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明,掺杂适量的Ti4＋不会改变Li2FeSiO4／C的正交晶系结构,可以稳定材料的结构,改善高倍率充放电性能。在室温下,Li2Fe0.97Ti0.03SiO4/C以0．1c倍率放电的首次放电比容量为149．1mA·h／g,20次循环后放电比容量为127．3mA·h／g,且不同倍率下的电化学性能明显优于未掺杂的Li2FeSiO4／C。交流阻抗谱研究表明,适量的Ti4＋掺杂,减小了正极材料在充放电过程中的电荷传递电阻,增加了材料的电子电导率,改善了材料的电化学性能。     

水热法制备Li_4Ti_5O_（12）负极材料及其电化学性能

以钛酸四丁酯和乙酸锂为原料,水热法制备前驱体,再经过短时间的高温煅烧制备Li4Ti5O12负极材料。利用XRD、SEM和恒电流充放电方法分别测定材料的结构、形貌以及材料的电化学性能。结果表明：制备出的产物Li4Ti5O12颗粒具有尖晶石型结构,其中800°C、6h烧结出的样品具有约800nm的粒径,并表现出优良的电化学性能,0.1C和5C首次放电容量分别达到158.7（mA.h）/g和109.3（mA.h）/g,不同倍率下循环20次容量保持率较好。     

Zn_2SnO_4和Zn_2Sn_(0.8)Ti_(0.2)O_4/C的制备和电化学性能(英文)

以SnCl4.5H2O、TiCl4、ZnCl2和N2H4.H2O为原料,采用水热法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4纳米粉体。在此基础上,以葡萄糖和水热合成的Zn2Sn0.8Ti0.2O4为原料,以碳热还原法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料。利用XRD、XPS、TEM、恒电流充放电等方法分别研究Zn2SnO4和Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的结构、形貌和电化学性能。同时用非原位XRD、XPS和SEM分析Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料电极在充放电过程中的结构和形貌变化。合成的纯Zn2SnO4的首次放电容量为1670.8mA.h/g,循环40次后放电容量迅速衰减为342.7mA.h/g。而Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的首次放电容量为1530.0mA.h/g,循环100次后容量还保持为479.1mA.h/g,与纯Zn2SnO4、Zn2Sn0.8Ti0.2O4和Zn2SnO4/C相比,电化学性能有较大的提高。     

SrxBa1-xBi4Ti4O15陶瓷及SrBi4Ti4O15／BaBi4Ti4O15复合材料的性能研究

采用固相烧结工艺制备了SrxBa1-xBi4Ti4O15铁电陶瓷和SrBi4Ti4O15／BaBi4Ti4O15铁电复合材料。在固相反应过程中，680℃时SrBi4Ti4O15或BaBi4Ti4O15开始生成：800℃时材料主晶相基本形成，但是还有微量焦绿石相存在；850℃时SrBi4Ti4O15或BaBi4Ti4O15的主要衍射峰全部出现。随着Ba含量的增加，SrxBa1-xBi4Ti4O15陶瓷的居里温度逐渐降低。Sr0.5Ba0.5Bi4Ti4O15，陶瓷的介电常数峰在高频时较宽，在100Hz时，介电常数峰被随温度升高而逐渐增大的介电常数所“屏蔽”，材料介电损耗随温度升高而增大，但在低频下增加得更快，这是高温下由氧空位引起的电子松弛极化造成的。将预烧后的SrBi4Ti4O15和BaBi4Ti4O15粉体分别造粒后冉均匀混合，压片成型，经烧结制得的SrBi4Ti4O15／BaBi4Ti4O15复合陶瓷其相变弥散特性明显优于SrxBa1-xBi4Ti4O15的相变弥散特性。     

Electrical resistivity of NiFe_2O_4 ceramic and NiFe_2O_4 based cermets

NiFe2O4 ceramic and NiFe2O4 based cermets, expected to be used as the inert anodes in aluminum electrolysis, were prepared and their electrical resistivities were measured at different temperatures. The effects of temperature and composition on their electrical resistivities were investigated. The results indicate that the electrical resistivities of NiFe2O4 based cermets mainly depend on temperature, resistivity of ceramic matrix, composition and dispersion of the metal phase among ceramic matrix. The electrical resistivity of NiFe2O4 ceramic decreases from 10. 094 Ω · cm to 0. 475 Ω · em with increasing temperature from 573 K to 1 233 K. The electrical resistivities of NiFe2O4 based cermets are greatly lowered, but decrease with increasing the temperature with similar trend compared to that of NiFe2O4 ceramic. The resistivities of NiFe2O4 based cermets containing 5 % Ni, 5 % Cu and 5 % CuNi alloy are 0. 046 8, 0.066 8 and 0. 0532 Ω · cm at 1 233 K, respectively, which are all acceptable as inert anode materials compared to that of the current carbon anode used for aluminum electrolysis.     

掺杂MgAl2O4的Al2O3陶瓷材料研究

将MgO以MgAl2O4的形式掺杂到Al2O3中,研究MgAl2O4的掺杂量及其在不同烧结工艺条件下,对Al2O3陶瓷烧结性能和显微结构的影响.结果显示在氧化气氛1 640℃下烧结,掺杂MgAl2O4的Al2O3陶瓷烧结性能较掺杂MgO的Al2O3陶瓷差.而在氢气氛1 640℃下烧结,掺杂MgAl2O4的Al2O3陶瓷烧结性能优于掺杂MgO的Al2O3陶瓷,Al2O3陶瓷的相对密度可达99.1%,但晶粒尺寸分布不均匀,在3 μm～7 μm之间.当采用先在氧化气氛1 450℃下一次烧结后,再在氢气氛1 640℃下进行二次烧结时,发现不仅可以获得致密掺杂MgAl2O4的Al2O3陶瓷材料,而且还可以制备出存在大量长柱状晶粒的Al2O3陶瓷.     

Three-dimensionally intercrossing Mn3O4 nanowires

Three-dimensional Mn₃O₄ nanostructures were synthesized by a soft chemistry templating process using a block copolymer as the structure-directing agent. This material has a unique structure of intertwining nanowires which are grown from faceted Mn₃O₄ particles and aligned spatially perpendicular to or along each facet. The magnetic measurements of such nanostructured films show clear signs of magnetic shape anisotropy, indicating that this templating synthesis approach could be a promising method to develop Mn₃O₄ nanostructures with desired anisotropic properties through dimensionality control.     

以NH4FePO4·H2O为前驱体微波法合成LiFePO4及其性能研究

用FeSO4、H3PO4、(NH4)2HPO4、NH3·H2O为原料合成NH4FePO4·H2O前驱体,再与LiCO3和蔗糖均匀混合,烘干后埋入活性炭粉中,在最大功率为800 W的家用微波炉中以320～640 W功率加热一定时间,获得LiFePO4.用扫描电镜和X射线衍射分析对NH4FePO4.H2O和LiFePO4的形貌结构进行了表征.研究了微波输入功率、加热时间对LiFePO4结构和电化学性能的影响.研究表明,在320 W下微波加热15 min得到的LiFePO4材料,具有良好的电化学性能.在0.05 C放电倍率下可达到156 mAh/g的放电比容量,在0.5 C放电倍率下仍可达到115 mAh/g的放电比容量.     

以NH4FePO4·H2O制备LiFePO4及其性能研究

用FeSO4,H3PO4,NH3·H2O为原料合成NH4FePO4·H2O前驱体,再与Li2CO3和蔗糖均匀混合,通过高温固相反应法合成了LiFePO4正极材料.用X射线衍射和扫描电镜分析对NH4FePO4·H2O和LiFePO4的结构进行了表征.研究了不同含碳量对LiFePO4晶体结构和电化学性能的影响.结果表明,NH4FePO4·H2O前驱体和LiFePO4具有结构相似性,在高温固相反应时NH4FePO4·H2O与Li2CO3发生置换反应.材料具有较好的电化学性能.     

微乳液法制备锂离子电池用 ZnMn2O4/Mn3O4亚微米棒及其转化反应机理

采用油包水微乳液法再经煅烧制备分级ZnMn2O4/Mn3O4复合亚微米棒.ZnMn2O4/Mn3O4电极在550次连续放电/充电循环中,在500 mA/g充放电电流条件下,其比容量从440 mA·h/g增加到910 mA·h/g,并在100 mA/g下提供1276 mA·h/g的超高比容量,远高于ZnMn2O4或Mn3...     

Co3O4-CoAl2O4薄膜的热处理温度对Co-WC选择性涂层吸收性能的影响规律研究

目的 提高Co-WC太阳能选择性吸收涂层的吸收性能。方法 采用溶胶-凝胶法在超音速火焰喷涂（HVOF）制备的Co-WC涂层上涂覆Co3O4-CoAl2O4薄膜。在大气环境下,对样品进行梯度温度热处理,通过XRD表征在不同热处理温度下涂层的组成成分;利用FE-SEM和表面粗糙度仪观察涂层表面微观结构和测量涂层表面粗糙度;通过天平称量涂层质量变化来评价Co3O4-CoAl2O4涂层在不同温度下的服役性能;借助EDS分析Co3O4-CoAl2O4涂层的元素分布情况;使用UV-Vis-NIR分光光度计测试涂层的吸收性能。结果 经过Co3O4-CoAl2O4薄膜改善后,Co-WC涂层的吸收性能提高。其中在650 ℃热处理温度下,Co3O4-CoAl2O4涂层的吸收率最佳,α=0.901,表面为典型的尖晶石结构,晶粒尺寸细小,表面粗糙度为3.519 μm。650 ℃热处理温度下,Co3O4-CoAl2O4涂层在40 h抗超声震荡实验和20次抗热震实验中,相比其他热处理温度下的样品,质量变化最小,分别为14.9 mg和0.5 mg,且涂层的吸收率维持在0.89左右。结论 Co3O4-CoAl2O4薄膜通过选取合适的热处理温度,可以在改善Co-WC涂层表面状态的同时,一定程度上提高吸收性能。