锂离子电池的正极材料

综述了国外锂离子蓄电池正极材料的进展，着重叙述了ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２和ＬｉＭｎ２Ｏ４的合成方法。Ｌｉ－ＣｏＯ２主要用Ｌｉ２ＣＯ３和ＣｏＣＯ３为原料，在９００℃温度下合成。最近通过Ｌｉ２ＣＯ３和ＣｏＣＯ３在４００℃下反应制成了“低温”ＬｉＣｏＯ２（ＬＴ－ＬｉＣｏＯ２），（ＬＴ－ＬｉＣｏＯ２）的电化学性质不同于高温合成的ＬｉＣｏＯ２。制取化学计量的ＬｉＮｉＯ２比较困难，采用ＬｉＮＯ３和Ｎｉ（ＯＨ）２为原料在７００℃～８００℃温度下进行反应制得了Ｌｉ０．９６Ｎｉ１．０４Ｏ２材料。采用ＭｎＯ２和Ｌｉ２ＣＯ３或ＬｉＮＯ３为原料，在７５０℃温度下合成了Ｌｉ０．９３Ｍｎ２Ｏ４。在４００℃低温下采用Ｌｉ２ＣＯ３和ＭｎＣＯ３为原料，在Ｌｉ／Ｍｎ＝２／３和Ｌｉ／Ｍｎ＝４／５情况下分别合成了Ｌｉ２Ｍｎ４Ｏ９和Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ１２。     

合成温度对LiFePO4电化学性能的影响

介绍了采用固相法制备锂离子电池正极材料LiFePO4的制备方法以及关于合成温度对材料结构和电化学性能的影响方面的研究结果。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构与形貌进行了表征;用恒流充放电实验、循环伏安对材料的电化学性能进行了研究,结果表明,700℃合成的LiFePO4电化学性能最佳,在0.2C的倍率下首次放电容量达到107.8mAh/g。     

流变相-喷雾干燥法合成LiCo0.3Ni0.7O2正极材料的研究

以Co0.3Ni0.7(OH)2和LiOH.H2O为原料,在含羟基的有机溶剂水溶液中浸渍呈流变相,用喷雾干燥后于空气中在不同的温度下煅烧16h制备层状LiCo0.3Ni0.7O2正极材料,用XRD、TG-DTA、SEM以及激光粒度测试等表征了材料的晶体结构与理化性能.结果表明,由本法可降低样品合成的反应温度和对反应气氛的严格要求,制备出的样品可有效抑制材料中阳离子混排及非化学计量产物的出现,大大降低材料的首次不可逆放电容量,提高材料的首次放电效率.经700°C煅烧16h合成出的样品首次放电容量达172mAh/g,首次放电效率可达90.8%,循环40次后容量仅衰减9%,显示出优良的电化学性能.     

丝网印刷制备碳纳米管场发射阴极的研究

碳纳米管(CNT)是理想的场发射阴极材料.本文分析了CNT的长度、直径以及排列密度与CNT阴极场增强因子的关系,研究了大面积CNT场发射阴极的丝网制备技术,包括CNT浆料配制、阴极电极的制作、阴极烧制方法和表面处理方法.文中实际制备了CNT阴极,利用二极管结构测试了对其表面处理前后的场发射性能.实验结果证明,采用本文所研究的制备技术能够印制高性能的场发射CNT阴极,该研究为制备大面积CNT阴极阵列提供了技术基础.     

改进的固相法制备磷酸铁锂电池材料

采用改进的固相反应法(MSR)，制得了粒子微细、粒径分布窄的LiFePO4和Li0．98Mg0.02FeP04化合物，用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和粒度分布仪研究了样品的物相结构、形貌和粒径分布。结果表明．采用该反应条件有利于控制产物的形貌和粒径以及易获得Fe^ 2稳定的磷酸铁锂化合物。分别用LiFePO4和Li0．98Mg0.02FeP04作正极材料进行了电池的充放电等电化学实验，其结果显示，材料中锂离子的充放电平台相对锂电极电位为3．5V左右，初始放电容量超过160mAh／g，50次充放电循环后容量仅衰减5．5％，表明用该方法制备的样品具有高的比能量和循环稳定性。     

软化学法合成层状结构LiMnO2阴极材料

研究了以氢氧化锂和醋酸锰为原料,用软化学法制备锂离子蓄电池阴极材料LiMnO2。用X射线衍射法确定了材料的结构及其结构转变,结合循环伏安法研究了材料组织结构与电化学性能之间的关系。实验结果显示,层状结构LiMnO2的最佳热合成温度是600 ℃,随着温度升高,材料由层状结构向尖晶石结构转变,层状结构中Mn原子的最密排原子面(003)重排成为尖晶石结构的(111)面;而部分层状结构材料(104)原子面上的Li原子发生转移,Mn原子重排形成尖晶石LiMn2O4的(400)原子面,这两个原子面的面间距不一样,造成XRD图谱上(104)峰的位置上出现新的衍射峰,并且由于原子面上原子种类和排布方式的不同,衍射峰强度也发生变化。热处理温度升高,使材料中相伴出现杂相Li2MnO3和尖晶石型的LiMn2O4,破坏材料的层状结构,降低电化学性能。     

温差电致冷在光电倍增管上的应用

通过阐述光电倍增管探测性能与工作温度的关系,全面分析了引入致冷的必要性,此外详细叙述了水冷式光电倍增管致冷器的设计结构和工作原理,目的是通过使用温差电致冷器来降低光电倍增管阴极的温度,达到-30℃甚至更低。我们进行了多次单分子探测试验,结果表明,此法可以显著地降低阳极暗电流三个数量级以上,大幅度地提高光电倍增管的灵敏度。温差电致冷技术的引入,极大地改善了光电倍增管的探测性能,从而拓展了其应用领域。     

LiSi-CoS2体系热电池的电化学特性

为了了解人工合成的多孔CoS2材料的电压、负载能力、内阻、比功率、比容量等电化学特性,以小组合LiSi-CoS2体系热电池的形式,在真实的热电池工作温度环境下放电,结合电子扫描分析(SEM)、比表面分析(BET)等手段进行了试验分析,同时与LiSi-FeS2体系作了比较;并根据-180目、-260目、-400目三种粒度CoS2材料的电化学特性对比结果分析了粒度对该材料电化学性能的影响。试验表明本试验采用的多孔结构CoS2材料总体电化学性能优于FeS2。内阻较低,负载能力强,大电流极化较小,变负载下输出电压精度高,因此该多孔结构CoS2材料很适合于高比功率热电池产品;比容量较大,活性物质利用率较高,适合高比能量、长寿命热电池;粒度对材料的电化学性能有一定程度的影响,-180目、-260目、-400目三种粒度相比,颗粒度小的CoS2电压坪阶、脉冲电压、比功率均较高,内阻较低,比容量略有差别,但对于本试验可以忽略。     

锂离子蓄电池正极材料LiFePO4的合成研究

采用高温固相法合成锂离子蓄电池正极材料LiFePO4,研究了反应温度、时间对合成产物的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所得样品的晶体结构、表面形貌等进行分析研究。实验证明,反应温度和反应时间对产物结构和性能有较大影响,其中,650 ℃下焙烧20 h合成出的样品电性能最佳,以0.1 C充放电,首次放电容量为111.6 mAh/g。     

Physical and Electrochemical Properties of Doped LiFePO4 as Cathode Material for Lithium-Ion Batteries

LiFePO4 cathode material was synthesized by a solid-state reaction using doping several elements (Nb5 ,Zr4 ). The starting materials were mixed with a high-efficient sander and treated thermally under flowing N2. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), field-emission gun electron microscopy (FEG), and their electrochemical performance was investigated in the term of cycling behavior. Room temperature discharge capacity about 140.6 mA·h·g-1 was obtained at C/5 rate.