尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy的循环性能

用高温固相法制备了尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy锂离子电池正极材料.电性能测试表明,Al、F共掺杂能提高LiMn2O4的容量.LiAl0.1 Mn1.9O4-yFy(y=0.05、0.10)常温下的初始容量分别为104.4 mAh/g和105.3mAh/g,高于Li1+xMn2O4;100次循环后,容量仍高于Li1+xMn2O4.Li1+xMn2O4(x=0.05、0.06和0.07)的高温(55℃)循环性能较好,100次循环后,容量衰减率分别为24.02%、21.78%和22.23%,除Li1.04Mn2O4(x=0.04)外,均低于LiAl0.1Mn1.9O4-yFy.阴离子的掺杂提高了材料的容量,阳离子掺杂抑制了Jahn-Teller效应,增强了尖晶石结构的稳定性,提高了材料的循环性能.     

Al3+、F-掺杂LiMn2O4的高温电化学性能

采用固相法合成制得正极材料尖晶石型LiMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1固溶体,XRD显示了其具有良好的尖晶石结构.通过恒电流充放电、循环伏安等测试对样品的电化学性能进行对比研究,用SEM观察了它们之间的形貌差别.结果表明:与LiMn2O4相比,LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1具有良好的高温(55℃)循环性能,Al3+、F-的掺杂大大地提高了材料的稳定性,实验电池循环实验15次后容量仍能保持在110 mAh/g左右.     

LiCrxNi3xMn1.8O4的电化学性能

用溶胶-凝胶法合成尖晶石型锂离子蓄电池正极材料LiCrxNi3xMn1.8O4(x=0.05),用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)对产物的结构和形貌作了表征,并对材料的电化学性能进行考察.结果表明:合成的LiCr0.05Ni0.15Mn1.8O4具有与母体LiMn2O4同样的尖晶石结构.其中800 ℃合成的LiCr0.05Ni0.15Mn1.8O4具有更稳定的结构和循环可逆性.首次充、放电比容量为120、100 mAh/g,循环41次后容量保持率为98%.循环伏安和充放电结果表明,Cr和Ni同时掺杂使Li 在充/放电过程中的两步脱/嵌过程有转变为一步的趋向.     

LiMn2O4的Jahn-Teller效应研究

尖晶石LiMn2O4是很有发展前途的锂离子电池正极材料,但它在循环过程中存在着容量衰减的问题,其中Jahn-Teller效应是锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4在应用中容量衰减的难点。对溶胶凝胶法制备的尖晶石LiMn2O4,及其阳离子掺杂LiMxMn2-xO4(M=Li,Ni-Co)正极材料进行了表面改性(包覆MgO),利用x射线衍射、晶格参数和｜Mn4 ｜/｜Mn3 ｜比值等参数研究了尖晶石LiMn2O4的Jahn-Teller效应。结果表明:表面改性后的正极材料Li1.05Mn1.9Co0.05Ni0.05O4循环性能明显增强,Jahn-Teller效应得到了有效抑制。     

掺钴LiMn2O4材料的微波模板法合成

利用微波模板法制备了尖晶石型LiMn2O4-xCoxO4(x=0、0.1、0.2和0.4)锂离子电池正极材料.利用XRD和SEM等方法对样品进行了表征,结果表明:掺杂后的材料仍是尖晶石相,掺杂Co可提高材料的尖晶石结构稳定性.电化学测试结果显示:与纯的LiMn2O4材料相比,掺杂后的材料循环性能得到提高.x=0.2为最佳值,其初始容量为112 mAh/g,40次循环后,容量衰减率为9%.     

锡掺杂对尖晶石型Li4Ti5O12性能的影响

采用传统高温固相法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12,研究了Sn元素掺杂对Li4Ti5O12的影响。采用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗图谱、恒流充放电测试研究了材料的晶体结构和电化学性能。结果表明:所制备的材料均具有良好的尖晶石型结构,Sn元素的掺杂有效地改善Li4Ti5O12电子导电性和循环性能,其中以ST2(nSn:nTi=1:9)为最佳,以0.5 C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达到138.69mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在124.30mAh/g,容量保持率为89.62%。     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4的研究进展

从制备方法、比容量、循环性能、高温性能等几方面对近年来有关LiMn2 O4尖晶石的研究作了综述。烧结温度、氧分压及冷却速度是影响高温固相反应产品性能的关键因素 ,软化学合成方法具有一些固有的优点 ;合成高n(Li)∶n(Mn)比的Li1 +xMn2 O4、对LiMn2 O4进行化学嵌锂、或同时利用 3V +4V两个平台的容量可以提高比容量 ;以低价金属离子掺杂、阴 /阳离子同时掺杂、或合成非整比化合物可以改善循环性能 ;过渡金属的掺杂还将改变充放电曲线 ,导致容量向高电位区转移 ;锰的溶解及其引起的结构变化是导致高温下锂锰尖晶石容量衰减的原因。     

正尖晶石LiMn2O4的合成与电化学性能研究

采用高温固相反应原理合成了LiMn2O4锂离子电池正极材料,研究了合成原料中n(Li)/n(Mn)(摩尔比)和合成温度以及掺杂金属钴元素对合成产物性能和结构的影响,恒电流充放电结果麦明LiMn2O4容量为115～120mAh/g,掺杂钴以后容量下降而循环性能改善,XRD测试分析表明合成产物具有正尖晶石结构;通过进一步优化材料的粒度和电极制备时控制导电剂的加入量,确定了提高LiMn2O4的容量、改善材料循环性能的其他因素.以合成产物为阴极材料,MCMB为阳极材料,组装的18650型锂离子电池的容量达到了1250mAh,循环300次后容量保持70%左右.     

二元掺杂LiMn2O4正极材料的研究

采用高温固相法合成了二元掺杂的锂离子电池正极材料LiMxM'yMn2-x-yO4(M=Al,Ni,Co;M'=La,Sm;x=0.01,0.02,0.08;y=0.01,0.02).使用XRD和SEM分析了正极材料的结构和形貌,结果表明:材料具有良好的尖晶石型结构,颗粒分布均匀;充放电测试表明:掺杂不同元素对LiMn2O4电化学性能影响很大;相对其他正极材料,LiCo0.08La0.02Mn1.90O4在3.0～4.3 V电压区间内具有最好的电化学性能,首次放电比容量达120 mAh/g,50次循环后的放电比容量为109 mAh/g,容量衰减率为7%.     

尖晶石型LiCo0.1Mn1.9O4材料的制备和性能

通过分步加热高温固相合成法合成了尖晶石型LiCo0.1Mn1.9O4材料,在实体电池LiCo0.1Mn1.9O4/1 mol/LLiPF6-EC DEC EMC/MCMB体系中研究了材料的电化学性能。经过1 000次循环,LiCo0.1Mn1.9O4材料的放电容量保持率在85%以上,2 C充放电时,放电容量为0.1 C时的97.28%。利用X射线衍射仪(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对经过不同次数循环后的正极片进行研究,发现经过千次循环,材料的结构和极片表面形貌都得到很好的保持。     

锰锌铁氧体纳米颗粒的制备条件

用NaOH共沉淀法制备了Mn-Zn铁氧体纳米颗粒,采用正交实验法研究了反应温度、OH-和Fe3 浓度对锰锌铁氧体磁性能的影响。发现各种影响因素中,反应温度对颗粒的磁性能有显著影响,而OH-和Fe3 浓度的影响不大。制得的纳米颗粒粒径细小(10nm),磁性能好,最高比饱和磁化强度可达53A·m2/kg。XRD分析表明产物纯净,其组成为Mn0.8Zn0.2Fe2O4。采用油酸钠进行颗粒的表面改性,其分散性有明显改善。此外,还用SEM、HRTEM等分析手段表征了粒子的微观形貌,并讨论了制备手段和粒子特性对其分散性的影响。     

Structural, Electrical and Dielectric Behavior of Pb(Mg1/4 Ni1/4 W1/2)O3 Ceramics

Polycrystalline samples of Pb(Mg_1/4 Ni_1/4 W_1/2)O₃ (PMNW) have been prepared by a conventional solid-state reaction. Preliminary room temperature X-ray study shows the formation of single-phase compound with cell parameters a = 9.8045 (28) Å, b = 13.1280 (28) Å and c = 14.42072 (28) Å. Dielectric anomaly and ferroelectric phase transition observed at 76°C was supported by our polarization study. The variation of dc resistivity of the material with temperature shows its semiconducting behaviour.     

LiN i1/3CO1/3M n1/3O2/Li4Ti5O12锂离子电池的制备与性能

分别以LiNi1/3 Co1/3M n1/3 O2、Li4Ti5O12为正、负极活性物质,制备了18650型高功率锂离子电池.测试了不同倍率及温度下的充放电性能,考察了安全性能.制备的电池有良好的快速充电、倍率放电及高低温放电性能.以1C在1.20～2.80 V循环,在常温下循环200次的容量保持率在93％以上;在高温...     

球形四氧化三锰合成锰酸锂的性能

分别以湿法沉淀的球形四氧化三锰(Mn3O4)和商业电解二氧化锰(EMD)为锰源合成锰酸锂(Li Mn2O4)。通过杂质含量分析、XRD、SEM和充放电测试等,研究锰源对产物性能的影响。以粒度为10μm的球形Mn3O4为原料合成的Li Mn2O4保留了锰源的物化特征,以1.0 C在3.00~4.35 V充放电,首次放电比容量为117.2 m Ah/g,常温、55℃高温循环100次的容量保持率分别为94.6%和91.0%,高于以EMD为原料合成的Li Mn2O4(分别为87.9%和72.9%)。循环性能的提高,与球形Li Mn2O4的粒度分布集中、比表面积小及杂质含量低有关。     

高安全长寿命LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2/Li_4Ti_5O_(12)电池的制备

研制以Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2、钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))分别为正、负极活性物质,25μm厚的聚乙烯为隔膜的方形(245 mm×160 mm×6 mm)12 Ah铝塑膜软包装锂离子电池。筛选电极材料、电解液配方,并通过优化工艺制作的电池在1.5~2.7 V充放电,在常温(25℃)下以4.00 C循环6 000次的容量保持率大于98%,且不胀气;以0.50 C放电,在高温(55℃)下的容量为常温时的108.2%;最高脉冲放电比功率为2 232 W/kg。5只100%SOC电池串联进行针刺测试,不起火、不爆炸。     

AIPO4包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

采用共沉淀法在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2表面包覆AIPO4.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和充放电测试技术研究AIPO4包覆对正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响.电化学性能测试结果表明:不同AIPO4包覆量对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物理性质、结构及电化学性能有显著影响.当采用AIPO4包覆量为1％时,循环性能最好,50次循环后,放电比容量仅降到176 mAh/g,容量衰减最小,只有1.7％.表现出良好的电化学稳定性,同时材料的倍率性能也明显提高.     

长寿命软包装钛酸锂/锰酸锂锂离子电池性能

以钛酸锂为负极、锰酸锂为正极制作了软包装锂离子电池,分析了钛酸锂/锰酸锂电池在充放电过程中产生的气体成分,研究了影响钛酸锂电池胀气的因素,如钛酸锂材料、电解质溶液酸度、电解质溶液添加剂等。进一步开发出性能优越的35 Ah软包装钛酸锂/锰酸锂电池,该电池常温1 C循环3 000次后容量保持87%,高温55℃、1 C、1 300次循环后仍能保持85%的初始容量,并具有良好的倍率性能和搁置性能。     

Electrophoretic deposition of SrBi4Ti4O15 thick films on Al2O3 substrate

Electrophoretic deposition (EPD) is a powerful route to obtain thick films onto conductive substrate. In this work, ferroelectric SrBi₄Ti₄O₁₅ films up to 15 μm were prepared by EPD using submicrometer SrBi₄Ti₄O₁₅ (SBT) powders. The ethanol was used as the solvent with addition of HCl and PVB (dispersant). The zeta potential of SBT powder in ethanol is low compared to some other ceramics such as PZT, so it tends to flocculate and is more difficult to be deposited. With addition of PVB, the suspension was then stabilized. The deposition kinetics and the effect of additives were observed and discussed using DLVO theory. From SEM and XRD observation, the films obtained were crack-free and grain-oriented.     

FERROELECTRIC,PIEZOELECTRIC AND DIELECTRIC PROPERTIES OF Nb MODIFIED Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15 INTERGROWTH

ABSTRACT

Doping and constructing intergrowth are found to be an effectual approach to modify the electrical properties of bismuth layer-structured ferroelectrics. In this work, ferroelectric, piezoelectric and dielectric properties of Nb-doped Bi₄Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti₄O₁₅ (BTN-SBTN-x) intergrowth ceramics were investigated. The ferroelectric property of Bi₄Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti₄O₁₅ was improved by niobium doping. The remanent polarization (2P _r ) increases at first, then decreases with the increase of niobium content, while the coercive field changes little with Nb-doping. As niobium content is 0.06, the 2P _r maximizes at a value of 34.9 μC/cm², which is increased by about 75% in comparison with that of Bi₄Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti₄O₁₅ (2P _r = 20.0 μC/cm²). The Curie temperature of the samples varies hardly upon Nb-doping, which indicates that the good thermal stability of Bi₄Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti₄O₁₅ is not deteriorated after Nb addition. Piezoelectric coefficient d₃₃ was increased from 9.3 pC·N^?1 to 18.6 pC·N^?1 due to the enlargement of 2P _r .     

Ferroelectric versus Relaxor Behaviour in Na0.5Bi4.5Ti4O15—BaBi4Ti4O15 Solid Solutions

Sodium-bismuth titanate Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅ (NBT) and barium bismuth titanate BaBi₄Ti₄O₁₅ (BBT) and their solid solutions were prepared by solid state reaction of the constituent oxides. The room temperature structural characteristics were determined by X-ray diffraction and the dielectric properties investigated in a wide range of temperatures (20–750°C) and frequencies (1 kHz–1 MHz). As the barium content increases, the unit cell change from orthorhombic to pseudo-tetragonal, the paraelectric to ferroelectric phase transition decreases from 655°C to 400–420°C and a relaxor-like behaviour is observed for high barium contents. Depending on the composition, dielectric data were fitted using both classical (low Ba) and modified Curie-Weiss law for relaxors (high Ba).