锂含量对富锂正极材料Li1+x\[Ni0.5Co0.2Mn0.3\]1-xO2 （x= 0.091，0.115，0.138）结构、形貌及电化学性能的影响

通过共沉淀方法制备了不同锂含量的球形富锂正极材料Li1+x[Ni0.5Co0.2 Mn0.3]1-xO2(x=0.091,0.115,0.138).采用XRD、SEM和电池充放电测试仪研究了不同锂含量对于球形富锂正极材料结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:增加锂含量不会改变富锂正极材料Li1+x[Ni0.5Co0.2Mn0.3]1-xO2的晶体结构,但是随着锂含量的增加,球形粒子中一次粒子粒径逐渐增大.当x=0.115时,球形Li1.115 [Ni0.5Co0.2Mn0.3]0.885O2粒子的一次粒子大小适中,并且材料具有最佳的电化学性能.在2.0～4.8 V范围内,0.1C倍率对材料进行活化,放电比容量高达230 mAhg-1.在2.0～4.6 V范围内,0.2C循环50次后容量的保持率为84％.0.2 C,1C,2C不同倍率下的放电容量分别为209.3mAhg-1,156.1 mAhg-1和113.0mAhg-1.     

富锂层状正极材料Li_(1.18)Ni_(0.15)Co_(0.15)Mn_(0.52)O_2的制备及性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了富锂层状材料Li1.18Ni0.15Co0.15Mn0.52O2.通过X射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)分别对材料的结构、形貌进行了分析.XRD结果表明,材料属α-NaFeO2型层状结构;XPS结果表明,材料中的Ni,Co和Mn的价态分别为+2,+3和+4价;SEM结果表明,材料颗粒尺寸分布在200~400 nm,且颗粒之间分散比较均匀,无明显的团聚现象;电化学测试结果表明,材料在使用不同电解液进行充放电时,曲线的形状相似,但是充放电容量有所不同.其中在1 mol·L-1Li PF6作为溶质,碳酸亚乙酯(EC)∶碳酸二甲酯(DMC)∶碳酸甲乙酯(EMC)=1∶1∶8(V/V)电解液作用下,材料反应更加完全、彻底,进而使得首次充电及放电容量分别为331.4 m Ah·g-1和233.6 m Ah·g-1.     

共沉淀法制备LiMn_(2-x)Co_xO_4正极材料及其电化学性能(英文)

以Li2CO3、Mn(Ac)2.4 H2O和Co(Ac)2.4 H2O为原料,通过简单的共沉淀法制备锂离子电池正极材料Li Mn2-xCoxO4(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5),并用X-射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)以及电化学测试方法,研究Co掺杂量对Li Mn2-xCoxO4(x=0~0.5)正极材料的物理性能和电化学性能的影响.结果表明,在所有的Li Mn2-xCoxO4(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)样品中,Li Mn1.9Co0.1O4具有最高的容量和最好的循环性能,0.5 C倍率的放电容量高达121.4 mAh.g-1,循环30次后容量仍保持119 mAh.g-1.     

不同导电剂对LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4正极性能的影响

将碳纳米管(CNT)、导电炭黑Super-P(SP)复合作为磷酸锰铁锂(LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4)正极材料极片制备过程中的导电剂,与单一采用SP作为导电剂的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4正极片进行对比。采用复合导电剂的材料,极片电阻率明显低于采用SP导电剂的材料,且电化学性能改善明显。     

磁场退火对顶钉扎自旋阀磁电阻性能的影响

采用高真空直流磁控溅射的方法制备了结构为Si/SiO_2/Ta(3.2nm)/Ni_(81)Fe_(19)(18.7nm)/Co_(90)Fe_(10)(3.9nm)/Cu(2.5nm)/Co_(90)Fe_(10)(22.4nm)/Ir_(22)Mn_(78)(23.8nm)/Ta(3.6nm)的顶钉扎型自旋阀,研究了磁场退火的温度和时间对自旋阀的磁电阻变化率(GMR)的影响。结果发现,随磁场退火温度的升高和时间的增加,GMR呈现先升高后降低的趋势,275℃为最佳退火温度,最佳退火时间只有15min,分析了该趋势的变化原因。最佳退火条件下制备的自旋阀GMR达到6.0%,自由层矫顽力(H_c)为11Oe,交换场(H_(ex))约为108Oe。     

金属骨架有机多孔碳的制备及其在锂空气电池中的应用

以苯二甲酸-锌配位化合物(MOF-5)为原料合成金属骨架有机多孔碳MOF-PC,并首次应用于锂空气电池.采用XRD、SEM、TEM、氮气脱吸附和恒流充放电测试研究了MOF-PC的物理及电化学性能.结果表明,样品MOF-PC为无定型碳,比表面积为654m2·g-1.以MOF-PC为空气电极的锂空气电池在0.1mA·cm-2电流密度下放电比容量高达3 183mAh·g-1,比传统碳材料(Super P)在相同电流密度下的容量高90%.     

Al掺杂LiNi1-xAlxO2(x＝0～1.0)固溶体制备条件的研究

LiNi1-xAlxO2是一种新型的锂离了二次电池的正极材料，但材料的形成焓为正，易分解，很难得到高Al固溶量的固溶体材料，我们通过分别研究了LiNiO2和α－LiAoO2的制备条件结构的影响，总结出一种新的制备方法，成功地合成出Al连续固溶的LiNi1-xAlxO2(x=0-1.0)固溶体，烧结实验表明，固溶体合成需要在氧气氛中进行，Al掺杂使材料形成温度降低，在空气气氛中合成，低Al固溶量材料的结构不稳定，结构中易产生锂缺位，Al掺杂对结构中的锂缺位可以起到一定的抑制作用，降低材料在合成过程中对氧气的依赖程度，X射线衍射结果表明，各样品均具有α－NaFeO2型单相结构，随着Al固容量x的增加，材料的结构因子和结构参数发生有规律变化。     

强关联锰氧化物Sm_(0.5)Ca_(0.5)Mn_(1-x)Ga_xO_3的结构及磁基态研究

采用高温固相法合成Sm_(0.5)Ca_(0.5)Mn_(1-x)Ga_xO_3(x=0、0.025、0.05、0.75、0.10、0.15)单相多晶系列样品.室温XRD分析表明样品无杂峰,属于典型的O型正交结构;红外吸收光谱分析发现Ga的掺杂导致样品的MnO_6八面体结构发生了微小畸变;x=0样品热磁曲线(M-T)分析表明样品在低温下表现出自旋玻璃态,在T=276 K时出现电荷有序峰,在T=240 K出现AFM相变温度峰,当T=140 K时发现冻结温度T_f;磁化曲线(M-H)结果进一步证明2 K下样品自旋玻璃态,且电荷有序反铁磁成分中的关联作用比较弱.     

层状LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2正极材料的合成和电化学性能研究

通过改进的共沉淀方法成功合成了层状LiNi0.5Mn0.5O2正极材料,并对其结构、形貌以及电化学性能进行了测试。粉末X射线衍射结果表明,合成的LiNi0.5Mn0.5O2材料为层状α-NaFeO2结构,Li+和Ni2+混排很少。扫描电子显微镜结果显示,LiNi0.5Mn0.5O2材料是由形貌规则、大小均匀的亚微米级粒子构筑,粒子粒径分布在200~400 nm。另外,材料表现出了优异的电化学性能:在0.1 C的倍率下,材料的首次放电比容量为206 mAh·g-1,循环60次后,放电比容量为198 mAh·g-1,容量保持率为94.7%。即使在5 C倍率下,材料仍有157 mAh·g-1的首次放电比容量和良好的循环性能。     

乙醇共沉淀法制备纳米LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2电化学性能表征

本文以硝酸盐和乙醇为原料,采用乙醇共沉淀的方法合成LiNi0.8Co0.2O2锂离子电池正极材料。对其进行SEM测试、XRD测试和不同合成条件下的放电测试,从而对锂离子电池正极材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征,所得的结论对锂离子二次电池正极材料的制备具有指导意义。     

高性能Li_4Ti_5O_(12)的合成及其电化学性能研究

以无定型TiO2和氢氧化锂为原料,通过固相法合成了Li4Ti5O12.探讨了锂盐过量的质量分数和煅烧温度对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响,并通过XRD、SEM和恒电流充放电测试对其进行了表征.结果表明,当锂盐质量分数(ω)过量8%、煅烧温度为800℃时,得到了平均粒径为1.1μm的尖晶石型Li4Ti5O12,并具有最佳的电化学性能.0.1C倍率下首次放电比容量高达到170.18 mAhg-1,经过50次循环后放电比容量仍有139.81 mAhg-1,从第4次到第50次循环容量保持率为91.27%.当放电电流增大到1.0C时,首次放电比容量仍然保持在141 mAhg-1以上,经过50次循环后,比容量为107.33 mAhg-1,从第4次到第50次循环容量保持率仅为77.74%.     

镍掺杂Ca_3Co_4O_(9+δ)材料的制备与磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备了热电材料Ca_3Co_(4-x)Ni_xO_(9+δ)(x=0,0.17,0.25)粉体.利用XRD和SEM对材料的物相和形貌进行分析,XRD测试结果表明,随着镍掺杂含量增加,衍射峰向小角度偏移,说明了镍元素已经进入了Ca_3Co_4O_(9+δ)晶格中.通过SEM扫描发现,材料的晶粒呈层状结构且尺寸大小均匀.通过振动样品强磁计(VSM)对样品磁性进行分析,发现镍元素的掺杂对样品的磁性有轻微的影响.     

钛酸铜锂纳米粒子的制备及其电化学性能研究

采用静电纺丝和热处理技术成功制备了新型锂离子电池负极材料钛酸铜锂(Li2CuTi3O8)纳米粒子.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DTA)、循环伏安法(CV)、恒流充放电和电化学交流阻抗(EIS)等测试手段对材料的形貌、结构、物相及电化学性能进行了表征和研究.结果表明所制备的Li2CuTi3O8纳米粒子具有良好的立方尖晶石结构,粒度分布均匀,粒径约为100～200nm.充放电测试显示,当电流密度为25mA g-1时,Li2CuTi3O8纳米材料的首次可逆容量为245.3mAh g-1;且该电极在50,100,200,500,1 000mA g-1的电流密度下循环10次后,放电比容量分别为189.2,186.1,176.9,152.2,127.5mAh g-1当电流密度再回到25mA g-1时,比容量仍然可达到228.6mAh g-1,该材料显示出良好的循环稳定性和倍率性能,有望成为锂离子电池新型负极材料.     

燃烧(助)剂用量及煅烧温度对TiO2光催化性能的影响

为了找出自蔓燃制备TiO2光催化剂的最佳条件,本文以TiO(NO3)2为前驱体,以前躯体用量、燃烧剂柠檬酸和硝酸铵的比例、煅烧温度为主要考查因素,通过正交试验制备TiO2并进行亚甲基蓝的光催化降解实验.结果表明,自蔓燃工艺制备的TiO2粉体具有松散、多孔的特性;正交试验选出最优制备条件为:煅烧温度在550℃,n(TiCl4)∶n(柠檬酸)∶n(硝酸铵)=1∶1∶3,最优条件下的TiO2比不采用此工艺制备的TiO2的降解率提高了13.28％;最大光降解速率比不采用此工艺制备的TiO2的速率提高了58％.     

TiO_2/S复合材料在锂硫电池中的应用

将多孔TiO_2微纳米球与单质硫热处理得到含硫60%(质量分数)的TiO_2/S复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对复合材料进行结构、形貌和孔径分析,并通过电池充放电测试系统和阻抗分析仪测试样品的电化学性能.实验结果表明:在1.0~3.0V电压范围内,以0.2C、1.0C电流密度对电池进行充放电性能测试,首次放电比容量分别为718.6 mAh/g和577.7mAh/g,100次循环后对应的放电比容量分别为452.4mAh/g和426.7mAh/g,容量保持率分别为62.9%和73.8%.     

双金属氧化物Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)电极材料的制备及其电化学性能研究

利用水热法制备了铋-钴双金属氧化物(Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9))电极材料并用于超级电容器的构建,通过X-射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、恒电流充放电法(GCD)以及交流阻抗法(EIS)等手段对材料进行物理及电化学性能测试。结果表明:合成的Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)作为超级电容器的电极材料具有很好的电化学性能。当电流密度在1 A/g时,Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)电极材料的比电容为890.6 F/g;当电流密度增加至5 A/g时,比电容仍保持在705.3 F/g。10 A/g电流密度下,2 000次恒电流充放电循环后,比电容保持率高达92.3%,表明该材料具有出色的循环稳定性。     

Co_3O_4超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究

使用简单的化学沉积法制备出直接生长在泡沫镍上的前驱体Co(OH)2,之后经程序升温得到Co_3O_4超级电容器电极材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外吸收光谱和拉曼光谱对制备的电极材料进行了表征,并进行了电化学性能测试.结果表明,生成了前驱体Co(OH)2和Co_3O_4超级电容器电极材料,形貌为由纳米片组成的网状结构.该形貌结构易于电解质渗透和电荷转移,减小了电荷转移电阻,与前驱体Co(OH)2相比,Co_3O_4的电化学性能得到显著提高.在三电极体系下,电流密度为0.75 A/g时,Co_3O_4的比电容达到820.62 F/g,且循环稳定性较好,经过1 000次充放电循环后,比电容仍为初始比电容的95.6%.     

La掺杂对Bi_6Fe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)薄膜样品铁电性能影响研究

利用溶胶凝胶法制备了Bi_(6-x)La_xFe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)(0≤x≤1)多晶薄膜样品,系统研究了不同La掺杂量对Bi_6Fe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)样品的结构、形貌及铁电性能的影响.通过X射线衍射仪分析表明此掺杂化合物形成了具有正交晶系的单相,在掺杂范围内没有观察到第二相出现. SEM表面形貌图可以看出,随着La掺杂量的变化使薄膜颗粒大小地改变,进而将影响材料的性能.铁电测试显示所有的样品都具有良好地电滞回线,显示出良好的铁电性能.因此一定量的稀土元素的掺杂可以较好地改进材料的铁电性能.     

羟基功能化Ti3C2多硫化物锚定性能的第一性原理研究

锂硫电池(Li-S)放电过程中多硫化锂(LiPSs)的穿梭效应严重阻碍其商业化进程.采用导电框架锚定LiPSs,并为正极活性物质提供导电通道是提高Li-S电池电化学循环稳定性的有效策略.采用密度泛函理论研究羟基功能化碳化钛(Ti_3C_2(OH)_2)作为Li-S电池锚定材料的可行性.计算结果表明,Ti_3C_2(OH)_2单层表面氢原子和氧原子与LiPSs中硫原子和锂原子之间的强相互作用,可以抑制穿梭效应.高覆盖率下LiPSs之间的相互作用可以调控其在基底表面的分解.该研究将为Ti_3C_2(OH)_2作为Li-S电池导电框架的应用提供理论支撑.     

金属骨架有机多孔碳的制备及其在锂空气电池中的应用

以苯二甲酸-锌配位化合物(MOF-5)为原料合成金属骨架有机多孔碳MOF-PC,并首次应用于锂空气电池.采用XRD、SEM、TEM、氮气脱吸附和恒流充放电测试研究了MOF-PC的物理及电化学性能.结果表明,样品MOF-PC为无定型碳,比表面积为654m2g-1.以MOF-PC为空气电极的锂空气电池在0.1mA cm-2电流密度下放电比容量高达3 183mA h g-1,比传统碳材料Super P在相同电流密度下的放电比容量高90%.