(Na1-yMy)1.6 Co2O4(M=K,Ca,Sr)的制备及电学性能

用溶胶凝胶法制备了NaCo2O4及(Na1-yMy)1.6Co2O4(M=K,0.05≤y≤0.35;M=Ca,Sr,0.10≤y≤0.40)的氧化物。研究结果表明:掺杂Ca、Sr的NaCo2O4样品的Seebeck系数都有一定提高;而掺杂K的NaCo2O4样品的Seebeck系数无明显提高,且掺K使NaCo2O4的功率因子降低;对NaCo2O4掺杂Ca的量0相似文献   

前驱体掺杂-常温球磨还原法制备锂离子电池正极材料LiFe_(1-3y/2)Al_yPO_4

采用共沉淀法制备掺Al3+前驱体FePO4·2H2O,并以乙二酸为还原剂,与Li2CO3反应在常温下球磨合成LiFePO4前驱混合物,后经热处理得到橄榄石型LiFe1-3y/2AlyPO4。用XRD、SEM、HRTEM和恒流充放电等对样品进行表征。结果表明:适量Al3+掺杂不会破坏LiFePO4的晶体结构,当掺杂量较低时(y=0.01),Al3+优先占据Fe位;当掺杂量较高时(y≥0.02),Al3+同时占据Li位和Fe位。电化学测试表明:LiFe0.985Al0.01PO4拥有最优的电化学性能,该样品在0.1C、1C和2C倍率下的首次放电比容量分别为162.4、152.2和142.0 mA·h/g,在1C倍率下循环100次后的放电比容量高达149.7 mA·h/g。     

正极材料Li（Ni1／3Co1／3-xMn1／3）MxO2（M=Ti，Mg）的合成及性能

采用草酸盐前驱体合成Ti4+、Mg2+掺杂正极材料Li(Ni1/3Co1/3-xMn1/3)MxO2(M=Ti, Mg).利用XRD和SEM对其结构和形貌进行表征,并采用循环伏安、交流阻抗、恒流/恒压充放电测试其电化学性能.结果表明:Ti4+、Mg2+掺杂后晶胞体积增大,大倍率充放电时LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学反应阻抗Rct降低,其大倍率充放电性能得到改善,Ti4+掺杂效果更好;当掺杂量x＝0.025时,材料晶型完整,具有单一的a-NaFeO2层状结构;1C倍率时Li(Ni1/3Co1/3-0.025Mn1/3)Ti0.025O2的第二循环放电容量为143.2 mA-h/g,2C时为128.0 mA-h/g,经100次循环后容量分别为132.5和115.8 mA-h/g,容量保持率为92.53%和90.47%.     

尖晶石/层状异质结构xLiM_2O_4?(1-x)LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2锂离子电池正极材料的制备及电化学性能

采用原位诱导法制备得到了一系列x Li M_2O_4?(1-x)Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(M=Ni,Co,Mn;x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)尖晶石/层状异质结构复合材料。借助X射线衍射、扫描电镜、差示扫描量热仪、恒电流间歇滴定技术和恒电流充放电测试表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了研究。电化学性能结果表明:x=0.2材料的倍率性能和循环性能最佳,在2.7~4.3 V、1C下循环100次后,放电比容量为137 m A?h/g,容量保持率为93%;10C时的放电比容量为112 m A?h/g,相比于原始Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料在10C的放电比容量(95 m A?h/g)有较大提高。此外,快充慢放能力测试也证实了该材料的结构稳定,其在5C充、1C放的充放电机制下,循环100次后的放电比容量还能高达120 m A?h/g,容量保持率为87%。恒电流间歇滴定技术(GITT)的结果表明。x=0.2材料的D_(Li+)值比原始Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料的要高出一个数量级,说明尖晶石相的引入从根本上改善了材料的电化学性能。     

层状LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的多元掺杂改性

采用共沉淀法制备锂离子电池掺杂型层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMxO2(M=Mg、Al、Cr)正极材料。采用X射线衍射、扫描电镜、充放电实验和交流阻抗实验对LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMxO2正极材料的结构、形貌、电化学性能以及动力学参数进行表征。结果表明:当掺杂量x=0.05时,Mg2+、Al3+掺杂的正极材料在2.8～4.3V、0.1C下的首次放电比容量分别为139.2、151.6mA·h/g,20次循环后的容量保持率分别为98.8%和96.7%;掺杂Mg2+或Al3+均能提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的交换电流密度和锂离子扩散系数。结合实验结果和掺杂离子的离子半径和化学稳定性,解释了掺杂离子在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2晶格中的占位及其在充放电过程中的作用。     

Li1+x(Fey/2Niy/2Mn1-y)1-xO2正极材料的合成及电化学性能

采用低温共沉淀-水热-煅烧法合成了锂离子电池Fe-Ni-Mn体系正极材料Li1+x(Fey/2Niy/2Mn1-y)1-xO2,并用XRD、SEM、ICP光谱和电化学性能测试对材料进行了表征.XRD测试和ICP分析表明,Fe、Ni取代Li2MnO3中的部分Mn,形成很好的固溶结构yLiFe1/2Ni1/2O2-(1-y)Li2MnO3 (y=0.l,0.2,0.3,0.4,0.5).SEM测试表明,取代量y不同,材料的表观形貌有所不同,y=0.4时材料的颗粒粒径均匀、较小,呈类球形结构.电化学性能测试表明,当y=0.4时,循环稳定性最好,充放电50次后放电比容量仍可维持在195.0 mAh/g,放电中值电压为3.5 V,y=0.4时样品在大倍率放电下的电化学性能表现良好.     

La_(2/3)Ba_(1/3)MnO_3∶Ag_x多晶靶材制备及其性能

采用化学共沉淀法制备了不同Ag掺杂量的La2/3Ba1/3MnO3∶Agx(x为摩尔分数,x=0.00、0.02、0.08、0.10、0.20)多晶靶材,通过XRD、SEM和R-T对La2/3Ba1/3MnO3∶Agx靶材的结构和性能进行测试分析,实验结果表明:所得样品为正交晶系钙钛矿结构;掺Ag(x=0.02、0.08、0.10、0.20)样品比未掺Ag样品的金属-绝缘转变温度Tp值低;随着烧结温度和Ag掺杂量的升高,金属-绝缘转变温度Tp随之增加;随着Ag掺杂量增加,电阻率归一化值先增大后减小。La、Ba、Mn元素的摩尔分数与理论设计的数值基本相同,O元素在烧结过程中缺失较严重,Ag元素的摩尔分数也较低,这与Ag在高温烧结时的挥发有关。     

新型混合导电陶瓷Sm_(1-x)Sr_xAl_(1-y)Fe_yO_(3-δ)的制备及电性能

采用有机凝胶法结合固相烧结技术制备Sm1-xSrxAl1-yFeyO3-δ(SSAF,x=0.10~0.20,y=0.10~0.70)系列新型混合导电陶瓷。利用TG—DTA、XRD、FTIR、Archimedes法和直流四线法分别对凝胶前驱体的热分解及相转化过程、烧结体的相结构、相对密度和电导率进行表征,研究烧结温度及Sr和Fe掺杂量对样品的结构、电性能及输运机制的影响。结果表明:凝胶前驱体在900℃焙烧5h可以形成结晶良好的四方钙钛矿相纳米粉体;随着烧结温度的升高,Sm0.9Sr0.1Al0.5Fe0.5O3-δ(SSAF9155)陶瓷的电导率和相对密度都先增大后减小,1450℃烧结5h制得的SSAF9155陶瓷具有最高的电导率和相对密度;SSAF陶瓷的电导率主要取决于p型电导,且随Sr和Fe掺杂量的增加而增大,在中低温段电导率随着温度的升高而增大,遵从Arrhenius关系,导电行为符合p型小极化子跳跃导电机制;样品的表观活化能随着Fe掺杂量的增加而减小,随着Sr掺杂量的增加而增大。     

球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及其电化学性能

以化学共沉淀法制备的球形Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3为前驱体合成了球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,研究LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2合成工艺对产物形貌的影响.结果表明直接以前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3与Li2CO3反应合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的一次颗粒较大,以前驱体分解后的氧化物与Li2CO3反应合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的一次颗粒相对细小;合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2均为具有层状结构的纯相物质;球形正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2充放电过程中存在一个材料活化的过程,在前10周期充放电时,电池容量处于增加的状态;在2.7～4.3 V的电压范围内1 C倍率下电池的放电比容量达到149 mA·h/g,0.2 C倍率下为158 mA·h/g,经50次循环后容量无衰减.     

稀土空位锰氧化物(La(1-x-y)Yy)2/3Ca1/3MnO3的磁热效应

采用固相反应法制备La(1.x)2/3Ca1/3MnO3(x=0.0,0.04)和(La0.7Y0.3)2/3Ca1/3MnO3系列样品,测量不同温度下的磁化强度-磁场曲线,计算样品的磁熵变,研究La空位掺杂和Y3 离子掺杂对磁热效应的影响.结果表明,La空位掺杂(x=0.04)的样品在居里温度附近磁熵变最大值为6.22 J/(kg.K),这比La2/3Ca1/3MnO3磁熵变最大值(6.26 J/(kg.K))稍有降低;而Y3 离子掺杂的样品在温度60 K时和磁场强度2 T下,其磁熵变最大值为0.568 J/(kg.K),并且磁熵变随温度变化有继续增大的趋势.这表明(La0.7Y0.3)2/3Ca1/3MnO3可以作为一定温区的磁致冷材料.     

Si4+和F-掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构和电化学性能的影响

以Li2CO3、NiO、Co2O3、MnO2、LiF和SiO2为原料,采用机械力活化固相法制备了Si4+和F-掺杂的锂离子电池正极材料LiNi1/3Co 1/3Mn1/3O2.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学性能测试等技术研究了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构特征、形貌及电化学性能等.结...     

LiOH-Li_2CO_3低共熔混合锂盐体系合成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

利用低共熔组成的0.24LiCO3-0.76LiOH混合锂盐体系,与钴、镍、锰的球形氢氧化物按1.1:1混合,无需前期球磨,直接经二段控温程序制备出锂离子正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。X射线衍射分析表明合成的Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2结晶度高,具有规整的层状α-NaFeO2结构,扫描电镜显示产物颗粒均匀,振实密度高达2.89g·cm-3,显著高于用单一锂盐制备的同样产品(2.4g·cm-3)。充放电测试表明,材料具有良好的电性能,首次充放电容量为176和166mhA·g-1,循环50次后,材料的电性能没有明显的衰减。     

La1/3Sr2/3Mn1-xFexO3(x=0,0.05)中电荷有序现象的超声研究

系统研究了La1／3Sr2／3Mn1-xFexO3(x=0，0．05)单相多晶样品在20--300K温区内的电荷输运性质和超声特性，结果表明，La1／3Sr2／3MnO3样品在235K存在明显的电荷有序现象，但是极少量的Fe取代Mn就会有效地抑制电荷有序现象的发生，伴随电荷有序现象的发生声速出现极大的软化，其相对变化超过5％，这表明La1／3Sr2／3Mn1-xFexO3中存在剧烈的电-声子相互作用，分析指出该电-声子耦合主要起源于Jahn-Teller效应。     

稀土空位锰氧化物(La(1-x-y)Yy)2/3Ca1/3MnO3的结构和输运性质

用固相反应法制备了La(1-x)2/3Cai/3MnO3(V-LCMO)和(La(0.7-x)Y0.3)2/3Cai/3MnO3)(V-LYCMO)(x=0,0.02,0.04,0.08,0.10)系列La空位锰氧化物样品.X射线衍射(XRD)分析表明:所有的样品均为单相,具有正交对称性(Pnma).La(1-x)2/3Cai/3MnO3系统和(La(0.7-x)Y0.3)2/3Cai/3MnO3系统的晶格参数以及Mn-O键长和Mn-O-Mn键角随La空位浓度不同而改变,说明在室温系统中存在Jahn-Teller效应.对于V-LYCMO系统,其晶格参数、Mn-O键长和Mn-O-Mn键角都比V-LCMO相应的值更小,这可能与离子半径小的Y3 部分替代La3 导致更大的晶格畸变有关.V-LCMO系统随着空位浓度的增大,绝缘体-金属的转变温度TMI几乎不变.在x=0.04时MR值在温度TMI处达到最大值,约为220%(8T).而对V-LYCMO系统,其转变温度TMI约为50 K,在温度40～50 K左右最大的磁电阻值超过106%.认为很大的磁电阻效应与用离子半径小的Y部分替代离子半径大的La有关,它会破坏双交换作用,从而导致Jahn-Teller效应.     

前处理工艺对Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2正极材料结构、形貌和电化学性能的影响（英文）

以[Ni1/3Co1/3Mn1/3]3O4和氢氧化锂为原料,分别采用球磨法和液相法前处理工艺制备层状正极材料Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2。采用X？射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、恒流充放电等手段对材料的物理和电化学性能进行表征。结果表明：采用不同前处理工艺制备出的Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2材料在结构、形貌和电化学性能上有较大差异;与球磨处理法制备的材料相比,采用液相法前处理工艺制备的Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2不但保持了前驱体较好的球形形貌,同时还具有较好的循环稳定性和倍率性能;该样品在20mA/g电流密度下,首次放电容量为178mA·h/g,50次循环后,容量保持率达98.7%;在1000mA/g电流密度下,样品容量为135mA·h/g。     

Structure and transport properties of （La1-x-yYy）2/3Cal/3MnO3 with La-site vacancies

Several samples of manganese oxides La（1-x）2/3Cal/3MnO3 （V-LCMO） and （La0.7-xY0.3）2/3Cal/3MnO3 （x〈0.15） （V-LYCMO） with vacancies at La-site （La-vacancy） were prepared by solid-state reaction method. The X-ray diffraction（XRD） patterns refined by Rietveld confirm that these compounds exhibit single phase structure with orthorhombic symmetry （Pnma）. The lattice parameters, Mn-O bond length and Mn—O—Mn bond angle vary with La-vacancy concentration, as an indication of the occurrence of the local Jahn-Teller effect. The measurement result of V-LCMO compounds shows that the maximum magnetoresistance（MR） is about 220% at TIM=268 K and La-vacancy content x=0.04. For V-LYCMO compounds, there exists metal-insulator transition at about 50 K, and a very large MR （over 106%） is observed at the temperature ranging from 40 K to 50 K.     

Synthesis and characterization of layered Li（Ni1/3Mn1/3CO1/3）O2 cathode materials by spray-drying method

Spherical Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2 was prepared via the homogenous precursors produced by solution spray-drying method. The precursors were sintered at different temperatures between 600 and 1 000 ℃ for 10 h. The impacts of different sintering temperatures on the structure and electrochemical performances of Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2 were compared by means of X-ray diffractometry(XRD), scanning electron microscopy(SEM), and charge/discharge test as cathode materials for lithium ion batteries. The experimental results show that the spherical morphology of the spray-dried powers maintains during the subsequent heat treatment and the specific capacity increases with rising sintering temperature. When the sintering temperature rises up to 900 ℃ , Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2 attains a reversible capacity of 153 mA·h/g between 3.00 and 4.35 V at 0.2C rate with excellent cyclability.     

不同金属离子价态的前驱体制备球形LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的性能比较

利用共沉淀法和控制结晶氧化法在不同条件下分别制备出低价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和高价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3OOH前驱体,并分别和LiOH·H2O在不同温度烧结合成出球形锂离子正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2.XPS分析表明,制备的高价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3OOH前驱体其过渡金属Ni、Co和Mn的价态分别是2+,3+,4+,XRD分析表明,高价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3OOH前驱体比低价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驱体具有较高的活性,能够在低温下合成出Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,而且制备的产物结晶度高,阳离子混排程度小,具有规整的层状a-NaFeO2结构.充放电实验表明,由高价态球形Ni1/3Co1/3Mn1/3OOH前驱体制备的Li(Ni1/3Col/3Mn1/3)O2具有优良的充放电性能和循环性能.