锂镍钴锰氧正极材料的热聚合法制备及性能表征研究

经过几十年的发展,锂离子电池由于其在能量密度、循环寿命等方面的优势,在小心电子产品上获得了广泛的应用。在目前的商业化锂离子电池产业中,应用最广泛的正极材料是由Good enough等开发的LiCoO2材料,但是其有毒、热稳定性差等特点,导致其难以得到进一步的应用。因此,通过开发他们的复合材料成为了锂离子电池正极材料开发的主要研究方向之一。论文主要对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的热聚合法制备及性能表征进行了一定的研究。     

Nanostructured high‐energy xLi2MnO3·(1‐x)LiNi0.5Mn0.5O2 (0.3 ≤ x ≤ 0.6) cathode materials

Nanostructured lithium‐manganese‐rich nickel‐manganese‐oxide xLi₂MnO₃·(1‐x)LiNi_0.5Mn_0.5O₂ (0.3 ≤ x ≤ 0.6) composite materials were synthesized via spray pyrolysis using mixed nitrate precursors. All the materials showed a composite structure consisting of Li₂MnO₃ (C2/m) and LiNi_0.5Mn_0.5O₂ components, and the amount of Li₂MnO₃‐phase appeared to increase with x, as observed from XRD analysis. These composite materials showed a high‐discharge capacity of about 250 mAhg^?1. In the range of x considered, the layered 0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.5O₂ materials displayed the highest capacity and superior cycle stability. Nonetheless, voltage suppression from a layered‐spinel phase transition was observed for all the composites produced. This voltage suppression was dependent of the amount of Li₂MnO₃ phase present in the composite structure. © 2013 American Institute of Chemical Engineers AIChE J 60: 443–450, 2014     

Electrochemical Performance of PrBaCo2O5+δ and Sm0.5Sr0.5CoO3−δ Infiltrated Ce0.9Gd0.1O1.95 Cathodes

Cathodes with PrBaCo₂O_5+δ (PBC) and Sm_0.5Sr_0.5CoO_3−δ (SSC) infiltrated on Ce_0.9Gd_0.1O_1.95 (CGO) backbones are prepared using metal nitrates as precursors and ethanol as wetting agent. Electrochemical impedance spectra (EIS) are measured from cathode/CGO/cathode symmetrical cells in 400–650 °C under humidified air. The results indicate that interfacial area specific resistance (ASR) value decreases and then increases with infiltrate loading and minimum values occur at 50 wt.% loading (relative to sum of infiltrate and backbone) for both PBC and SSC infiltrates. ASR values of PBC infiltrated cathodes are lower than that of corresponding SSC infiltrated cathodes in general, and in particular ASR values as low as 1.36 × 10⁻² and 2.27 × 10⁻² Ω cm² are obtained at 650 °C in air for 50 wt.% PBC and 50 wt.% SSC infiltrated cathodes, respectively. Conductivity values of CGO electrolyte increase with infiltrate loading and agree with the reported values when the loading reaches 50 wt.%.     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的制备及其湿敏性质的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)的方法,在SiO2/Si衬底成功制备了钙钛矿结构的La0.5Sr0.5CoO3薄膜.对制备的薄膜生长的薄膜进行了XRD测量分析,并且对薄膜的表面形貌进行了测量分析.着重对薄膜的电阻进行了测量,发现环境气氛对电阻的影响,进而对薄膜湿敏电阻进行了测量.     

基于0.5 μm CMOS集成电路高低压兼容技术研究

将高压MOSFETs器件集成到低压CMOS数字和模拟电路中的应用越来越频繁。文章参考了Parpia提出结构,将高压NMOS、PMOS器件制作在商用3.3V/5V 0.5μmN-阱CMOS工艺中,没有增加任何工艺步骤,也没有较复杂BiCMOS工艺中用到的P-阱、P+、N+埋层,使用了PT注入。通过对设计结构的PCM测试,可以得到高压大电流的NMOS管BVdssn>23V～25V,P管击穿BVdssp>19V。同时,文章也提供了高压器件的设计思路和结果描述。     

前驱体对熔盐法制备SBN50模板晶粒的影响

分别以碳酸盐和硝酸盐为前驱体,采用熔盐法在750～1050℃合成了针状的Sr0.5Ba0.5Nb2O6(SBN50)模板晶粒。通过XRD,SEM分析方法,研究了前驱体对SBN50晶粒相结构和微观形貌的影响,并讨论了其形成机理。结果表明:前驱体性质的不同造成熔盐熔点时SrNb2O6数量和形貌的差异,影响最终SBN50晶粒的形貌;SBN50晶粒的生长是二维成核过程。     

溶胶凝胶法制备LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05及其电化学性能

采用溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4、LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4和LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对合成材料的结构及物理性能进行了表征。将合成材料作为锂离子电池正极活性材料,用循环伏安、交流阻抗及充放电测试的电化学测试方法对材料进行了电化学的研究。结果表明,合成的LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05材料的初始容量高于LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4,而循环性能优于LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4和LiMn2O4,显示了阴阳离子复合掺杂对于阳离子单一掺杂的优势。     

微波共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2

采用微波共沉淀法合成了制备LiNi0.8Co0.2O2的前驱体球形α-Ni0.8Co0.2(OH)2,将其与LiOH·H2O混合,在氧气氛围下,用不同的烧结温度分别烧结10小时获得LiNi0.8Co0.2O2正极材料。用XRD、SEM对所制备的正极材料进行结构和形貌分析,用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明,烧结温度对材料结构和电化学性能影响较大,所合成材料均具有α-NaFeO2的层状结构,烧结温度越高材料结晶越完善。900℃烧结的LiNi0.8Co0.2O2材料初级颗粒结晶最完善而且其二次团聚粒子的平均粒径最小,其表现出的电化学性能也最好,首次放电容量为189.1mA·h·g-1,首次循环放电效率达到92.5%。30循环后放电容量保持在148 mA·h·g-1,显示出较好的循环稳定性。     

正极材料LiNi0.5Mn0.5O2的合成及其性能研究

用共沉淀法制备镍锰氢氧化物前驱体,并通过高温固相反应在800℃空气气氛下煅烧12h合成锂离子蓄电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2,研究了冷却速度和升温制度对材料电化学性能的影响。结果表明,在500℃预处理5h,800℃煅烧完毕立即从炉中取出,环境温度下在空气中冷却,得到的样品比容量能达到180mAh·g-1,材料在2.5～4.6V范围内循环时性能不佳,当采用恒流/恒压模式,在2.5～4.3V范围内,材料具有良好的循环性能。     

层状化合物LiNi0.5Co0.5O2材料的模板法合成及性能

以聚丙烯酰胺(PAM)为模板剂用微波-固相复合加热技术合成了层状锂离子蓄电池正极材料LiNi0.5Co0.5O2,并与直接高温固相法合成的该材料进行比较。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析和X-射线粉末衍射(XRD)分析等技术对材料的微观形貌、粒度分布和相结构进行了表征。恒电流充放电循环测试表明:在3.0～4.3V电压范围内充放电倍率为0.2C时,采用微波法合成的材料放电比容量高达154mAh/g,且有良好的循环性能。同时,计时电量和电化学交流阻抗测试表明前者有较小的内阻,且在循环过程中Li 有较强的扩散能力。