纳米絮状Li_4Ti_5O_(12)的水热法合成及性能的研究

为解决高温烧结制备的锂离子电池负极材料Li4Ti5O12易团聚、形貌差的问题,采用水热低温烧结法,以钛酸丁酯、氢氧化锂分别为钛源和锂源,异丙醇为溶剂,制备纯相Li4Ti5O12。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面测试仪对样品进行表征,采用恒流充放电法对钛酸锂进行电化学性能评价。结果表明,在400℃低温煅烧后可得到单一纯相尖晶石型Li4Ti5O12,所制备样品为具有大比表面积的纳米絮状粉体,表现出良好的电化学性能,在常温条件下,以0.1C倍率进行充放电,首次放电容量达到155.7mA·h/g,经50次循环后容量仍保持约143mA·h/g,容量保持率达到91.8%。     

复合材料Li_4Ti_5O_(12)/SnO_2的制备及电化学性能研究

采用化学沉积法制备Li4Ti5O12/Sn O2复合材料,讨论了Sn O2的含量对负极材料电化学性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试对材料进行结构、形貌及电化学性能表征.结果表明:复合材料中的Sn O2不会改变钛酸锂的尖晶石结构和形貌,当Sn O2质量分数为5%时,材料的电化学性能最优;电压在1~3 V,进行恒流充放电测试,结果表明:0.1 C倍率时,Li4Ti5O12的首次放电比容量为167.83 m Ah/g,而5%复合材料的首次放电比容量为178.21 m Ah/g.     

Li_(1.52)Ni_(0.30)Mn_(0.78)Co_(0.06)O_(2.00)正极材料的电化学性能

以Li2CO3、Ni(CH3COO)2·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过直接沉淀法制备了具有α-NaFeO2型层状结构的微米Li1.52Ni0.30Mn0.78Co0.06O2.00正极材料.通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电、交流阻抗、循环伏安法等方法研究了样品的结构和电化学性能.结果表明:充电截止电压4.6V时样品的充放电性能最佳.在电流200 mAh·g-1时,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为150.2 mAh·g-1、155.0 mAh·g-1;样品的电化学反应受电荷传递阻抗和和Li+扩散的共同控制.     

高温固相法合成尖晶石型Li4Ti5O12及其性能研究

以Li2CO3和TiO2为原料,以乙醇为分散剂,采用高温固相方法合成Li4Ti5O12锂离子电池负极材料,利用XRD、SEM和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行了表征。系统考察了热处理温度对Li4Ti5O12负极材料结构及电化学性能的影响,同时也研究了锂的投料量对Li4Ti5O12电化学性能的影响。在1.0~2.2 V（vs.Li/Li＋）范围内,以0.1 mA/cm2的电流密度对最佳工艺条件下合成的Li4Ti5O12负极材料进行了恒电流充放电测试。其首次放电比容量为167 mAh/g,经过30周充放电循环后放电比容量几乎没有衰减,表现出较大的初始放电比容量和良好的循环性能。     

掺钴对富锂磷酸亚铁锂大电流放电性能的影响

采用固相法制备了具有橄榄石型结构的微米Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品.通过充放电循环、循环伏安实验、交流阻抗、XRD衍射、红外光谱、扫描电镜等现代技术研究了制备的样品的电化学性能.研究表明,在2 C倍率电流下,制备的Li1.12FePO4/C和Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品第1循环的放电容量分别为64.8和108.9 mAh.g-1,第30循环的放电容量分别为67.3和110.1 mAh.g-1.因此,掺钴的富锂Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品具有明显改善的大电流放电性能.     

尖晶石型Li_4Mn_5O_(12)正极材料的合成

以LiOH·H2O和MnCO3为原料,采用两段固相法制备了亚微米级大小的尖晶石型Li4Mn5O12正极材料.通过充放电测试、X射线衍射、扫描电镜等现代实验方法研究了合成温度对材料的电化学性能的影响.研究表明:500℃烧结制备的样品表现出最佳的电化学性能.在0.2 C倍率电流条件下,第1循环和第30循环的放电容量分别为143.5 mAh·g-1和143.9 mAh·g-1;在2 C倍率电流下,样品的第1循环和第50循环的放电容量分别为109.2 mAh·g-1和126.1 mAh·g-1.     

烧结温度对Li_(1.1)Mn_(1.85)Al_(0.05)O_4正极材料结构和电化学性能的影响

通过共沉淀法制备了正极材料Li1.1Mn1.85Al0.05O4的前驱体M3O4,并探究600~900℃区间烧结温度对细粒度材料样品电化学性能的影响规律.通过XRD物相分析、SEM图像分析,激光粒度测试、电化学滴定测定Mn价态分布、d Q/d V-V微分容量分析以及恒电流充电循环测试,研究了Li1.1Mn1.85Al0.05O4材料的综合电化学性能等.实验结果表明:经过细化的样品在高温烧结时,存在不同程度的氧缺陷,并随温度升高而增大.细粒样品超过750℃烧结,氧缺位在晶格显著出现并伴随着Mn3+富化、Mn4+贫化现象,并导致晶格膨胀,结构稳定性下降,循环性能劣化.Mn尖晶石系材料制备时应防止粒度过细,并在750℃以下烧结处理.     

Li_(1.1)Ni_(1/3)CO_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的制备与性能研究

以Li2CO3、Ni CO32Ni OH24H2O、Co CO3H2O和Mn CO3为原料,采用高温固相法,制备了Li1.1Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料.通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征,并采用恒电流充放电测试系统对该材料的电化学性能进行测试.结果表明:第2次球磨时加锂盐合成的Li1.1Ni1/3Co1/3Mn1/3O2样品结构完整,为-Na Fe O2型二维层状结构,属于R-3m空间群,且该样品的阳离子混排程度较低,颗粒大小比较均匀.该样品在0.1 C放电倍率和2.4~4.6 V电压范围的首次放电比容量为182.7 m Ah/g,循环57次后,容量的仍高达保持率为95.1%,表现出良好的循环性能.     

掺杂元素Co、Cr、La对尖晶石型锰酸锂电化学性能的影响

采用高温固相法合成了掺杂Co、Cr、La元素的尖晶石型锰酸锂Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4电池材料;X射线衍射（XRD）表征所合成的产物呈现出良好的尖晶石型结构材料;扫描电子显微镜（SEM）显示合成材料均具有良好的粒径分布（2～3μm）及外貌.以该活性物质作为锂离子电池正极材料,经充放电测试研究表明：掺杂的尖晶石型锰酸锂正极材料Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4能够更好地抑制尖晶石型锰酸锂材料的可逆容量在充放电过程中的衰减,循环性能有了很大改善,表现出更好的电化学可逆特性,100次循环后放电容量仍能保持初始容量的95%以上.作为锂离子电池正极材料LiCoO2的替代材料,该研究为锰酸锂尖晶石型正极材料的改性提供了一种新方法.     

掺杂元素Co、Cr、La对尖晶石型锰酸锂电化学性能的影响

采用高温固相法合成了掺杂Co、Cr、La元素的尖晶石型锰酸锂Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4电池材料;X射线衍射(XRD)表征所合成的产物呈现出良好的尖晶石型结构材料;扫描电子显微镜(SEM)显示合成材料均具有良好的粒径分布(2~3μm)及外貌。以该活性物质作为锂离子电池正极材料,经充放电测试研究表明:掺杂的尖晶石型锰酸锂正极材料Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4能够更好地抑制尖晶石型锰酸锂材料的可逆容量在充放电过程中的衰减,循环性能有了很大改善,表现出更好的电化学可逆特性,100次循环后放电容量仍能保持初始容量的95%以上。作为锂离子电池正极材料LiCoO2的替代材料,该研究为锰酸锂尖晶石型正极材料的改性提供了一种新方法。     

Co部分替代Ni对La_(0.4)Er_(0.4)Mg_(0.2)Ni_(3.3-x)Co_xAl_(0.2)(0.1≤x≤0.4)储氢合金结构和电化学性能的影响

为了改善储氢合金La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)的结构和综合电化学性能,采用Co部分替代Ni的方法,实验采用高频感应炉制备La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)储氢合金。通过X射线衍射技术和电化学测量方法研究储氢合金的晶体结构和电化学性能。XRD图谱显示样品储氢合金主要由LaNi5和La2Ni7相组成,电化学实验表明,随着Co含量的增高,储氢合金电极的最大放电容量和50次循环后的容量保持率S50基本呈现增加状态,放电容量从x=0.1时的225mA·h/g升高到x=0.4时的254.9mA·h/g,容量保持率S50从57.11%(x=0.1)增加到66.10%(x=0.4),但高倍率性能不断下降。通过交流阻抗(EIS)和线性扫描(LS)对Co替代Ni的合金动力学性能分析发现,Co替代Ni后合金的表面电荷转移能力先降低后升高。     

Mg2+掺杂的LiFePO4材料的共沉淀合成与表征

提出了一种采用共沉淀法合成镁掺杂的锂离子正极材料LiFePO4的新方法,研究了合成条件,采用XRD,SEM,循环伏安测定,电化学阻抗谱分析,以及充放电测试对合成的材料作了表征分析．结果表明,采用共沉淀合成方法可以获得性能良好的LiFePO4;Mg^2＋掺杂对LiFePO4结构没有产生明显的影响,但掺杂量的大小对LiFePO4的放电性能有较大影响．     

活性炭比表面积对双电层电容特性的影响

用KOH活化活性炭作为电极材料制作双电层电容器,用接触角测定其润湿性,用恒流充放电、循环伏安等方法研究活性炭的电化学性能。结果显示,炭膜浸润时间最短约为90min,双电层电容器的比电容随比表面积增加而增大。比表面积为1932m^2·g^-1的炭样在1mol·L^-1的H2SO4电解~（677mA·g^-1）中充放电最大比电容为167F·g^-1。     

聚吡咯/石墨烯复合水凝胶的制备与性能

先通过软模板法制备具有纳米管状结构的聚吡咯（PPy）,再以此PPy与氧化石墨烯（GO）为前驱物,通过水热法制备具有三维结构的聚吡咯/石墨烯（PG）复合水凝胶。研究了PPy用量对复合水凝胶的影响。利用扫描电子显微镜对其形貌进行表征,用循环伏安法和恒电流充放电法对复合凝胶的电化学性能进行了研究。结果表明,当m（PPy）∶m（GO）在1.5∶1到2.5∶1之间时,可以形成完整的PG复合水凝胶,复合水凝胶可承受自身重量约1 000倍的压力。PG复合水凝胶具有良好的电化学性能,当恒电流充放电测试的电流密度增加到20 A/g时,复合水凝胶的比电容仍然大于400 F/g。这些结果表明PG复合水凝胶在超级电容器领域有着较好的应用前景。     

稀土Nd掺杂对Sr（Fe0.5Nb0.5）O3基介质陶瓷巨介电性能的影响

铁铌酸锶是一种重要的介质材料,具有复合钙钛矿结构,同其他介质材料相比,具有相对高的介电常数的优点,在高储能等领域有重要的应用潜力,是一种用途广泛的功能陶瓷材料．实验以Sr（Fe0.5Nb0.5）O3基陶瓷为研究对象,研究了稀土Nd掺杂对该系陶瓷巨介电性能的影响．结果表明：随着Nd抖掺杂量的增加,陶瓷样品的介电常数逐渐变大;随着温度的上升,陶瓷体系的介电常数也逐渐增大;Nd抖含量x≤0．10时,陶瓷样品有着良好的频率稳定性,x=0．10的陶瓷样品在100kHZ下有着良好的温度稳定性．     

掺杂氧位Bi_(1.5)ZnNb_(1.5)O_7陶瓷结晶化学与介电性能

用F-替代氧离子O2-,采用固相反应法制备Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7(0.00≤x≤0.30,简称C-x)、Bi1.5-x CaxZnNb1.5O7-yFy(0.00≤x≤0.20,简称CF-x)陶瓷样品,研究F-添加的缺陷补偿形式、替代位置,以及对Ca2+掺杂的Bi1.5ZnNb1.5O7(简称α-BZN)陶瓷的相结构、结晶化学和介电性能的影响。结果表明:F-的引入降低了Ca2+在α-BZN陶瓷的固溶度,替代八面体BO6的氧位;在等量Ca2+掺杂的情况下,引入F-进入体系后,样品的介电常数减小,介电损耗下降,这与F-引入α-BZN陶瓷后,四面体A4O'键价和比Ca2+单独掺杂时高一致;F-替代导致介电峰值温度均向高温移动,这可能与F-的添加导致激活能增加有关。     

萱草中微量元素含量的测定及其重金属安全性评价

为了评价萱草的食用安全性,为萱草的综合开发利用提供科学依据,对萱草中微量元素和重金属的含量进行了测量。将萱草经光波消煮后,用原子吸收分光光度计测定其矿物质和微量元素的含量,测试结果表明萱草中的矿物质和微量元素含量较丰富。并以砷为研究对象,进行了急性经口毒性、大鼠骨髓细胞微核、大鼠精子畸形、180 d喂养等安全性毒理学评价试验研究。试验结果表明:所测定的45批萱草样品中,其水溶出物中的砷、汞、镉含量分别为w(砷)≤0.0618μg/g,w(汞)≤0.0183μg/g,w(镉)≤0.0165μg/g,均极其微小;遗传毒性试验结果无显著相关性,180 d喂养试验结果显示,在本试验剂量范围内无毒副作用。研究结果表明:萱草中的微量元素含量丰富,且具有较好的食用安全性。     

热还原法制备LiFePO4／C复合材料的电化学性能

使用廉价的三价铁Fe2O3为铁源,以蔗糖为还原剂和导电剂,通过热还原法制备了LiFePO4／C复合材料。运用TGA—DAT曲线对反应机制进行了分析,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、恒流充放电和循环伏安测试等测试手段对不同覆碳量合成材料进行了表征和电化学性能检测。结果表明：所合成的LiFePO4均为纯相,其中含碳1．07％的样品0．2C倍率下的放电比容量为143．32mAh／g。     

多晶样品SrFe_(1-x)Mn_xO_(3-δ)的结构及电输运性质研究

为了探讨钙钛矿型氧化物中Fe、Mn对其结构和电输运性质的影响,以具有不同氧含量的多晶SrFe1-xMnxO3-δ(x=0.00,0.11,0.22,0.33,0.66,0.88)样品为研究对象,通过XRD谱图精修、碘滴定法测定氧含量和用PPMS测低温电阻等分析手段,对此系列样品的结构和电输运性质进行了详细的分析.研究结果表明,组分范围为0≤x≤0.22的样品为氧空位有序的正交结构(空间群为Cmmm),Mn的进一步掺杂使其结构逐渐转变成另一种正交结构(空间群为Pmmm).除高温时的x=0.00样品外,其余样品的电输运都服从变程跳跃(VRH)导电机制,这表明体系为势无序体系,并且随着Mn掺杂量的增加,由Efros-Shklovskii型VRH过渡到Mott型VRH机制.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的电化学性能

锂掺杂到尖晶石型锂锰氧化物中时,锂掺杂量对材料的结构、初始容量及循环性能都有明显的影响.利用循环伏安法、恒电流充放电法研究了尖晶石型锂锰氧化物的电化学性质,并从结构化学的角度分析了充放电机理.结果表明,过量锂的锂锰氧化物具有两个氧化还原峰,放电容量大,可逆性好.当Li1+xMn2O4中的x=0.05时,其容量最高,稳定性最好.