介孔Li3V2（PO4）3正极材料的研磨溶胶凝胶法合成和电化学性能（英文）

以V2O5·nH2O、LiOH·H2O、NH4H2PO4和蔗糖为原料,采用研磨溶胶凝胶技术制备了无定形Li3V2(PO4)3前驱体,再经过焙烧获得具有单斜结构的介孔Li3V2(PO4)3正极材料,并用XRD、SEM、TEM、比表面积和电化学性能测试来表征材料的性能。研究表明,在700°C下焙烧的样品具有良好的介孔结构、最大的比表面积(188cm2/g)和最小的孔径(9.3nm)。在0.2C倍率下,该介孔样品的首次放电容量达155.9mA·h/g,经过50次循环后其容量仍然可达154mA·h/g,表现出非常稳定的放电性能。     

溶胶-凝胶法合成超细锂快离子导体Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3粉体及其表征

以Ti(OC4H9)4、Li(CH3COO).2H2O、Al(NO3).9H2O和NH4H2PO4为原料,采用溶胶-凝胶法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉体,并研究热处理温度对粉体结构的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对制备粉体的结构与性能进行表征。结果表明:溶胶凝胶法可合成纯相LATP粉体,降低热处理温度,且粉体结晶性良好,粒径小于1μm,室温下电导率为1.32×10-3 S/cm,673 K时电导率达到8.94×10-2 S/cm,473～673 K下活化能为31.55 kJ/mol。     

合成温度对正极材料Li3V2（PO4）3/C性能的影响

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3和C6H8O7·H2O为原料,采用溶胶-凝胶法在600～800℃下合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C,利用XRD和蓝电测试系统对材料进行表征,研究了合成温度对材料电化学性能的影响。结果表明:650℃下合成产物中开始出现Li3V2(PO4)3相,700、750和800℃下合成纯相的Li3V2(PO4)3正极材料;750℃合成的样品在放电电流密度为0.1C下首次放电容量为123.5mAh·g-1,并且随电流密度增大到10C时也有较好的循环稳定性。     

高分散Li4Ti5O12纳米晶的制备及电化学性能（英文）

以月桂酸为分散剂,采用溶胶-凝胶法合成颗粒尺寸为120～250nm的高分散Li4Ti5O12纳米晶。通过研究表面活性剂月桂酸的含量优化制备工艺,制备出电化学性能最佳的样品。采用XRD、FESEM、TEM、激光粒度分析仪、交流阻抗以及恒流充放电测试,对材料的物理和电化学性能进行表征。在800℃下热处理10h后的高分散性Li4Ti5O12纳米晶显示出优异的电化学性能,在1C倍率下,首次放电容量为163.3mA.h/g,50次放电循环后,放电容量无明显衰减。研究表明,高分散性Li4Ti5O12纳米晶可以缩短锂离子的扩散路径,改善样品的电化学动力过程,有效地提高其高倍率性能。     

不同有机-水混合溶剂的Li3V2（PO4）3/C合成及其性能

以有机-水为混合溶剂,采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电以及循环伏安(CV)测试等方法,研究产物的结构形貌及电化学性能。结果表明:溶剂对材料的晶型结构没有影响,对颗粒的形貌影响较大;以1,2-丙二醇-水为溶剂的样品呈薄片状和针状;在3.0～4.5 V电压范围内,Li3V2(PO4)3/C的0.1C首次放电比容量为132.89 mA.h/g,10C首次放电比容量达125.42 mA.h/g,循环700周后容量保持率为95.79%,具有良好的倍率性能与循环性能;而在3.0～4.8 V电压范围内倍率性能较差。     

固化剂对喷雾干燥-焙烧法制备快离子导体Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3的影响

采用喷雾干燥法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的前驱体,将所得前驱体在不同温度下焙烧得到锂离子固态电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3,研究固化剂PEG-6000对合成过程的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG-DTA)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对合成样品进行表征。结果表明:喷雾干燥法得到的前驱体均为球型颗粒,粒度为2～5μm,添加固化剂的前驱体颗粒更细;固化剂降低前驱体合成纯相Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的焙烧温度;无固化剂的前驱体在800℃下焙烧得到纯相Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3;添加固化剂的前驱体在700℃下得到纯相Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3。     

Li_(1 2x)Zn_(1-x_PO_4的合成及其锂离子的导电性

以Li2 CO3,ZnO和NH4 H2 PO4 为原料 ,采用传统固相合成法和柠檬酸盐溶胶凝胶法制备了组成为Li1 2xZn1-xPO4 (x =0～ 0 .5 )的固体粉末和烧结体。对合成材料作了DTA ,TG ,XRD和SEM等分析 ,并用交流阻抗技术测定了样品的导电性。实验结果表明 ,与传统的固相合成方法相比 ,溶胶凝胶法可以使样品合成温度降低约 40 0℃ ,并且具有较高的导电率。     

Li2Mn1-xMgxSiO4正极材料合成与电化学性能

采用固相法合成了Li2Mn1-xMgxSiO4掺杂型正极材料,并用TG-DTA、XRD、SEM和电化学性能测试对材料进行了表征。前驱体的TG-DTA曲线和XRD物相分析表明,合成Li2MnSiO4时优化的煅烧温度为750℃。XRD测试表明Li2Mn1-xMgxSiO4具有正交结构,对应Pmn21空间群,掺镁可以提高样品主相的结晶度。掺Mg对微观形貌影响明显,适量掺杂可以得到粒径均匀、少团聚的亚微米级粉体。将Li2Mn1-xMgxSiO4组装成扣式电池进行电化学测试的结果表明,Li2Mn0.98Mg0.02SiO4样品性能最好,首次放电比容量达到124.6mAh/g,为理论容量的38%,循环20次后放电容量仍有60mAh/g。     

锰掺杂对锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3/C性能的影响（英文）

采用溶胶-凝胶法合成Li3V2-2/3xMnx(PO4)3(0≤x≤0.12)。采用XRD、SEM、XPS、恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)研究Mn掺杂对Li3V2(PO4)3/C结构和电化学性能的影响。XRD研究表明:掺杂少量的Mn2+不会影响材料的结构,所有样品均具有单一相态的单斜结构(P21/n空间群)。XPS分析表明:在Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C中,V和Mn的化合价分别为+3和+2,原料中的柠檬酸在煅烧过程中分解成C而残留在Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C中。电化学测试表明:掺杂Mn改善了电极材料的循环性能和倍率性能,正极材料Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C表现出最好的循环稳定性和倍率性能。在40mA/g的放电电流密度下,循环100次后,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C的放电容量从158.8mA·h/g衰减到120.5mA·h/g,容量保持率为75.9%,而未掺杂样品的放电容量从164.2mA·h/g衰减到72.6mA·h/g,容量保持率为44.2%。当放电电流密度增加到1C时,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C的初始放电容量仍能达到146.4mA·h/g,循环100次后,放电容量保持为107.5mA·h/g。EIS测试表明,掺杂适量的Mn2+减小了电荷转移阻抗,这有利于Li+的脱嵌。     

AlF3包覆锂离子电池正极材料Li1.2(Mn0.54Ni0.16Co0.08)O2的制备、表征及电化学性能（英文）

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1.2(Mn0.54Ni0.16Co0.08)O2,并用Al F3对这种材料进行表面包覆改性。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等表征材料的结构和形貌。结果表明,合成的Li1.2(Mn0.54Ni0.16Co0.08)O2具有典型的层状α-Na Fe O2结构,AlF3均匀包覆在Li1.2(Mn0.54Ni0.16Co0.08)O2材料表面,包覆层厚度为5~7 nm。电化学测试表明,包覆Al F3后材料的电化学性能得到提高,在1C倍率下,包覆的AlF3材料的首次放电容量为208.2 m A·h/g,50次循环后容量保持率为72.4%,而未包覆AlF3的材料的首次放电容量和容量保持率分别为191.7 m A·h/g和51.6%。     

含Li_2CO_3的电解液中形成ZAlSi12Cu2Mg1合金微弧氧化膜的表征

在Na2SiO3+NaOH体系电解液中加入Li2CO3调整电解液组成,对ZAlSi12Cu2Mg1合金进行微弧氧化。利用涡流测厚仪、XRD、SEM、EDS对氧化膜进行表征。结果表明:Li2CO3含量从4.0g/L增加到6.0g/L,膜层厚度从71μm增加到126μm;微弧氧化过程中,随氧化时间的延长电流呈下降趋势,且随着Li2CO3含量的增多,电流下降速率增大;SEM分析可知,随Li2CO3加入量的增加试样表面氧化膜的粗糙程度先降低后增加,膜层表面微孔数量减少,孔径增大,呈现出的熔融状态更为明显;XRD分析表明,氧化膜主要由Mullite和Al2O3相组成。由EDS分析可知,氧化膜表面主要分布有O、Al和Si及少量的Na和Mg元素。     

Li_4SiO_4-Eu_2O_3的溶胶-凝胶法合成及电导性能

用溶胶 -凝胶法制备了 L i4Si O4- x Eu2 O3(x=0 .0 0～ 0 .15 )离子导体材料 ,并用差热和热重分析仪 (DTA- TG) ,X射线衍射仪 (XRD) ,透射电镜 (TEM)及交流阻抗等技术对样品进行了观察和测试。结果发现 :用溶胶 -凝胶法可降低 L i4Si O4的合成温度并可提高离子的导电性 ,适量 Eu2 O3的掺入可提高基质材料的导电性能。     

Li4SiO4—Eu2O3的溶胶—凝胶法合成及电导性能

用溶胶－凝胶法制备了Ｌｉ４ＳｉＯ４－ｘＥｕ２Ｏ３（ｘ＝０．００～０．１５）离子导体材料,并用差热和热重分析仪（ＤＴＡ－ＴＧ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）,透射电镜（ＴＥＭ）及交流阻抗等技术对样品进行了观察和测试。结果发现：用溶胶－凝胶法可降低Ｌｉ４ＳｉＯ４的合成温度并可提高离子的导电性,适量Ｅｕ２Ｏ２的掺入可提高基质材料的导电性能。     

微波法一步合成锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究(英文)

以NH4H2PO4、Li2CO3和V2O5为原料,采用微波法快速合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。考察了微波功率、加热时间及产品中的理论碳含量对材料物理及电化学性能的影响。添加的乙炔黑具有还原剂、微波吸收体及导电剂的多重作用。XRD测试表明采用该法可以获得单相的Li3V2(PO4)3。电化学测试表明含2%C的Li3V2(PO4)3具有较好的充放电性能,充放电电流密度为7mA·g-1时,首次放电比容量为115.7mAh·g-1,20次循环后容量保持率为87.5%。与传统方法相比,微波法具有工艺简单,效率高,经济性好的优点。     

Li_3V_2(PO_4)_3溶胶-凝胶-微波合成工艺优化及性能研究

用溶胶-凝胶-微波法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3样品,用正交试验法考察了影响样品性能的因素,分析并优化了工艺。XRD、SEM和电化学测试表明:该方法所制备的样品为单斜结构,粒径尺寸0.2～1μm,颗粒分布比较均匀。锂源为Li2CO3、反应物摩尔比为Li∶V=3.0∶2.0、微波时间为25 min时,为最佳合成工艺条件。在此优化条件下,3.0～4.3 V区间内0.2 C放电比容量达到106 mAh/g,交换电流密度高达6.17×10-6 A/cm2。     

Electrochemical performance of Al-substituted Li_3V_2(PO_4)_3 cathode materials synthesized by sol-gel method

The effect of Al-substitution on the electrochemical performances of Li3V2(PO4)3 cathode materials was studied.Samples with stoichiometric proportion of Li3AlxV2-x(PO4)3(x=0,0.05,0.10)were prepared by adding Al(NO3)3 in the raw materials of Li3V2(PO4)3.The XRD analysis shows that the Al-substituted Li3V2(PO4)3 has the same monoclinic structure as the un-substituted Li3V2(PO4)3.The SEM images show that Al-substituted Li3V2(PO4)3 has regular and uniform particles.The electrochemical measurements show that Al-substitution can improve the rate capability of cathode materials.The Li3Al0.05V1.95(PO4)3 sample shows the best high-rate performance.The discharge capacity at 1C rate is 119 mA·h/g with 30th capacity retention rate about 92.97%.The electrode reaction reversibility and electronic conductivity are enhanced,and the charge transfer resistance decreases through Al-substitution.The improved electrochemical performances of Al-substituted Li3V2(PO4)3 cathode materials offer some favorable properties for their commercial application.     

钒、钕对锂铝硅微晶玻璃析晶与着色的影响

分别引入V_2O_5、Nd_2O_3对透明Li_2O-Al_2O_3-SiO_2(LAS)微晶玻璃进行着色,并利用DTA、XRD、UV-VIS等方法分析钒、钕离子对玻璃晶化过程和着色性能的影响.实验发现,V_2O_5明显降低了玻璃析晶温度,且以V~(5+)形式存在,使玻璃呈浅黄色,微晶玻璃为红棕色,荷移吸收导致光谱吸收带向长波方向移动,而Nd~(3+)离子的4f轨道为5s~25p~6轨道所屏蔽,对析晶和着色性能影响较小.     

Li3VO4离子导体材料的合成及其离子导电性

用柠檬酸盐深胶－凝胶法和传统的固相方法分别合成了Ｌｉ３Ｖｏ４音相。产物的粉末和烧结体应用ＤＴＡ－ＴＧ,ＸＲＤ,ＴＥＭ,ＳＥＭ及交流阻抗谱技术进行了表征和比较,实验结果表明,与传统的固相反应方法相比,用柠檬酸盐深胶凝胶法合成Ｌｉ３ＶＯ４所需温度约低３５０℃,并物的离子导电性上数量级,粉体粒径在８０ｎｍ以下,在１５～６００℃温度范围内,产物烧结体的离子电导率为１０＾－８～１０＾－４Ｓ．ｃｍ＾－１。