锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

层状结构的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有比容量高、循环性能优异、成本较低和对环境友好的特点.综述了锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料最近几年的研究现状与进展,并对其晶体结构特征、合成方法、掺杂与包覆改性以及表面修饰进行了评述,提出了目前锂离子电池正极材料研究中存在的问题,并对它未来的发展趋势进行了展望.     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉体的类共沉淀制备及性能

在含有Li+、Co2+、Ni2+、Mn2+离子的混合溶液中加入（NH4）2CO3作沉淀剂,通过一步共沉淀反应得到含有四种金属离子的混合沉淀前驱体。前驱体经烘干,研磨后在不同温度（700～1 000 ℃）及不同时间（6～24 h）条件下进行烧结,即得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉体。分别通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及循环伏安（CV）、交流阻抗对制备粉体的微结构进行表征和对样品的电化学性能进行测试。结果表明:获得的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉体为-NaFeO2层状结构,颗粒分布均匀,放电比电容高,阻抗小。其中在900 ℃下烧结12 h所得的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉体电化学性能最优。当电压窗口在（0～1.4）Vvs.SCE、扫描速度为5 mVs-1、电解液为1 molL-1 Li2SO4溶液时,其比容量可达399.46 Fg-1;并且其阻抗也最小。     

可弯曲锂离子电池电化学性能的研究

以Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2为正极,石墨为负极;采用卷绕和叠片工艺制备理论容量为300 m Ah可弯曲锂离子电池。通过测试首次充放电效率、循环寿命和内阻等方法对电池电化学性能进行研究。实验结果表明:卷绕式单颗锂离子电池首次放电容量为67.0 m Ah(0.1C倍率),首次充放电效率为89.33%,并联成内阻为48 mΩ,循环300周后容量保持率为85.35%。叠片式电池首次放电容量为400.8 m Ah(0.1C倍率),首次充放电效率为93.49%,内阻为45 mΩ,循环300周后容量保持率为92.68%。     

锂离子电池三元正极材料发展概述

综述了三元正极材料最近几年的发展状况,介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的结构特征,重点探讨了不同制备方法以及离子掺杂、表面包覆等改性手段对材料的影响,最后对未来几年三元正极材料的发展提出了建议。     

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的合成及性能研究

采用辐照凝胶法制备了锂离子电池正极用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉体材料。采用XRD、SEM和电化学充放电测试对制备材料的结构和性能进行了表征。结果表明:900℃制得的样品具有较好的层状结构,结晶性适中,电化学性能优异:其首次放电容量高达184mA·h/g(2.80～4.50V,C/10),30次循环后的容量保持率为87.4%,表现出较好的充放电容量和循环性能,较之850,950℃煅烧样品具有最小的交流阻抗和直流阻抗。     

锂离子电池混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4电化学性能研究

采用湿法球磨制备了锂离子电池用混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电测试、循环伏安测试(CV)和电化学阻抗谱测试(EIS)方法研究了混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的电化学性能。结果表明：混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的晶体结构完好,碳包覆的纳米LiFePO4颗粒较好地包覆在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2表面。含质量分数15% LiFePO4的混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4电化学性能优良,0.2C首次充放电比容量为181.40 mAh?g–1,首次充放电效率为90.79%;1.0C循环50次后放电比容量为169.89 mAh?g–1,容量保持率为97.80%;3.0C循环5次后的放电比容量为162.22 mAh?g–1,容量保持率仍有89.43%;60 ℃高温存储7 d后,容量保持率和容量恢复率分别为86.48%和97.32%。     

溶剂热处理法制备的钙钛矿CH3NH3PbI3薄膜的微观形貌与电池性能的研究

近年来研究表明,通过增大晶粒尺寸和减少晶界数量可以有效减小钙钛矿太阳能电池的漏电流和增大并联电阻,极大地增加其能量转化效率。溶剂热处理工艺是一种利用溶解再结晶的原理增大薄膜晶粒的实用工艺,可用于制备大晶粒高质量的多晶薄膜。本文制备了不同溶剂热处理时长的旋涂制备的钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜,利用SEM和XRD分析了其形貌和晶体结构的变化,探索了薄膜晶粒形貌与电池性能的对应关系,应用优化后的溶剂热处理工艺成功制备出大晶粒、高性能的钙钛矿薄膜。实验表明,溶剂热处理法制备的钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜平均晶粒尺寸接近3μm,较普通热处理方法制备的薄膜晶粒尺寸(约300 nm)有显著增大。     

环己苯对不同锂离子电池过充性能的影响

采用3C/5V和1C/10V过充测试研究了在电解液中添加环己苯(CHB)对不同材料体系锂离子电池防过充性能的影响,考察了CHB的加入对LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料体系锂离子电池循环性能的影响。结果表明:在LiCoO2正极材料体系锂离子电池中,电解液添加2%(质量分数)的CHB,不能明显提高电池的耐过充性能,而在LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料体系锂离子电池中,则可以明显提高电池的耐过充性能,同时对电池的循环性能几乎没有影响,循环300周后,容量保持率为91.9%。     

碳改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的电化学性能

采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4微粉,并采用热裂解法在其表面进行了碳包覆。通过XRD、SEM、TGA分析和充放电测试研究了包覆后粉体的晶体结构、形貌、包覆量和电化学性能。测试结果表明:合成的碳包覆LiMn2O4材料为单一的尖晶石型结构,碳包覆有效降低了Jahn-Teller畸变和锰在电解液中的溶解,提高了材料的电化学性能。以0.1C倍率充放电时碳包覆LiMn2O4的初始充放电比容量为123.1 mAh/g,循环20次后容量保持率为96%。     

Bi2O3掺杂Ba0.85Ca0.15(Zr0.1Ti0.88Mn0.02)O3压电陶瓷及微型气泵的制备与性能研究

采用固相法制备了Bi₂O₃掺杂的Ba_0.85Ca_0.15(Zr_0.1Ti_0.88Mn_0.02)O₃压电陶瓷,研究了体系的微观结构,以及Bi₂O₃掺杂量对体系压电性能的影响;将体系最优性能的样品装配成微型气泵,并与日本村田的MZB1001T02微型泵进行了性能对比。研究表明,Bi₂O₃掺杂Ba_0.85Ca_0.15(Zr_0.1Ti_0.88Mn_0.02)O₃的无铅压电陶瓷呈单一的钙钛矿结构,少量的Bi₂O₃掺杂使体系保持了三方-四方相共存的特性。当掺杂量(质量分数)为0.05%时,样品晶粒分布均匀,介电和压电性能最优,即ε^T_33...     

激光合金化Mn-Al2O3和Mn-Al2O3-NiWC涂层的磨蚀性能研究

为了提高不锈钢桨叶的表面耐磨蚀性能,采用激光合金化技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了Mn-Al2O3和Mn-Al2O3-NiWC合金化层,原位获得均由枝晶、共晶和未熔氧化铝颗粒组成的高锰钢基复合耐磨蚀涂层,并通过正交试验研究了两种合金化层的显微组织和耐磨蚀性能。结果表明,所有的正交参量下激光合金化Mn-Al2O3均可提高不锈钢的耐磨性,但耐蚀性有的提高,有的降低;参量因素对合金化层耐磨性的影响顺序为Al2O3添加量、扫描速率、激光功率,对耐蚀性的影响次序则恰恰相反;Al2O3添加量决定了Mn-Al2O3复合涂层中硬质相的含量,从而决定了涂层硬度和耐磨性;两种合金化层表面均发生晶界腐蚀、晶粒内和晶界处的点蚀,其耐蚀性与其多种组织、物相及各自的化学成分和耐蚀性及组织均匀性相关。     

声表面波器件用Pb[(Mn_(1/3)Nb_(2/3))_xZr_yTi_(1-x-y)]O_3压电陶瓷材料的研制

声表面波器件用铌锰锆钛酸铅系压电陶瓷材料,采用真空烧结工艺来提高陶瓷致密度,改善表面光洁度。添加CeO_2抑制晶粒生长,制得了小于2μm微晶压电陶瓷材料。进一步改善陶瓷材料的表面光洁度,样品经抛光后得表面最大孔洞小于0.5μm,适宜制作38MHz的声表面波滤波器件。     

Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3微波介质陶瓷的研究进展

3G移动通信事业的迅速发展对应用于基站的微波介质谐振器陶瓷材料的Q值提出了更高的要求。Ba(Zn1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷材料因为具有很高的Q值、接近于零的τf和适宜的εr而备受关注。介绍了Ba(Zn1/3Nb2/3)O3系列微波介质陶瓷的结构和性能、改性研究、纳米化制备工艺及Ba(Zn1/3Nb2/3)O3-Ba(Co1/3Nb2/3)O3复合技术,以期对该领域其他研究者有所帮助。     

Hierarchical Engineering of Porous P2‐Na2/3Ni1/3Mn2/3O2 Nanofibers Assembled by Nanoparticles Enables Superior Sodium‐Ion Storage Cathodes

Layered transition metal oxides (TMOs) are appealing cathode candidates for sodium‐ion batteries (SIBs) by virtue of their facile 2D Na⁺ diffusion paths and high theoretical capacities but suffer from poor cycling stability. Herein, taking P2‐type Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂ as an example, it is demonstrated that the hierarchical engineering of porous nanofibers assembled by nanoparticles can effectively boost the reaction kinetics and stabilize the structure. The P2‐Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂ nanofibers exhibit exceptional rate capability (166.7 mA h g^?1 at 0.1 C with 73.4 mA h g^?1 at 20 C) and significantly improved cycle life (≈81% capacity retention after 500 cycles) as cathode materials for SIBs. The highly reversible structure evolution and Ni/Mn valence change during sodium insertion/extraction are verified by in operando X‐ray diffraction and ex situ X‐ray photoelectron spectroscopy, respectively. The facilitated electrode process kinetics are demonstrated by an additional study using the electrochemical measurements and density functional theory computations. More impressively, the prototype Na‐ion full battery built with a Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂ nanofibers cathode and hard carbon anode delivers a promising energy density of 212.5 Wh kg^?1. The concept of designing a fibrous framework composed of small nanograins offers a new and generally applicable strategy for enhancing the Na‐storage performance of layered TMO cathode materials.     

硫化镉纳米微晶掺杂Na2O—B2O3—SiO2系统玻璃的制备及光学性质 …

本文采用Ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制备了掺杂ＣｄＳ纳米微晶的Ｎａ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统玻璃,研究了这种玻璃材料的合成反应机理和结构特性。利用各种温度下玻璃中掺杂纳米尺寸ＣｄＳ半导体微晶的光致发光光谱,研究了其光致发光带的峰值能量和线宽对温度的信赖关系,拟合了其带隙发光带的线宽随温度的变化曲线,获得样品的非均匀线宽。ＣｄＳ微晶的非均匀线宽主要是由于微晶的尺寸分布引起的,可以利用ＣｄＳ微晶的非均匀宽化系     

New dielectric material system of Nd(Mg1/2Ti1/2)O3–CaTiO3 at microwave frequency

The microwave dielectric properties of (1 − x)CaTiO₃–xNd(Mg_1/2Ti_1/2)O₃ (0.1  x  1.0) ceramics prepared by the conventional solid state method have been investigated. The system forms a solid solution throughout the entire compositional range. The dielectric constant decreases from 152 to 27 as x varies from 0.1 to 1.0. In the (1 − x)CaTiO₃–xNd(Mg_1/2Ti_1/2)O₃ system, the microwave dielectric properties can be effectively controlled by varying the x value. At 1400 °C, 0.1CaTiO₃–0.9Nd(Mg_1/2Ti_1/2)O₃ has a dielectric constant (ε_r) of 42, a Q × f value of 35 000 GHz and a temperature coefficient of resonant frequency (τ_f) of −10 ppm/°C. As the content of Nd(Mg_1/2Ti_1/2)O₃ increases, the highest Q × f value of 43 000 GHz for x = 0.9 is achieved at the sintering temperature 1500 °C.     

SO2-4/Bi24O3固体超酸的制备及其可见光催化性能

采用水热法结合H2SO4浸泡处理成功合成了SO2-4/Bi2O3可见光催化材料, 并采用XRD、TG DTA和UV Vis等对合成产物的物相结构、热化学性能、光吸收性能以及可见光催化性能进行了研究, 对H2SO4浸泡工艺条件对产物的可见光催化性能的影响进行了探讨。研究表明, 水热合成产物为α Bi2O3、Bi2O4和Bi2O2CO3的混合物, 其中α Bi2O3为主要成分;H2SO4浸泡处理并未改变产物的物相结构, 但经H2SO4浸泡处理后产物的光催化性能得到了显著的提高, 并且H2SO4浸泡工艺条件对产物的光催化活性有着重要的影响。在实验范围内, 在浓度为0.5mol·L-1的H2SO4溶液中浸泡75min, 再经700℃热处理4h可制备出具有较佳光催化活性的产物, 经75min可见光的照射后对甲基橙溶液的光催化脱色率可达93.1%。     

Li-Zr共掺杂对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了(Bi1.975Li0.025)(Zn2/3Nb4/3–xZrx)O7陶瓷,研究了当Li+替代量一定时,Zr4+掺杂对陶瓷相结构和介电性能的影响。结果表明,当替代量0相似文献