加碳方式对磷酸铁锂动力学及电化学性能的影响

以FeSO4.7H2O和NH4H2PO4为原料,以H2O2为氧化剂,通过液相沉淀法制得前驱体FePO4,然后通过碳热还原反应制得LiFePO4。采用2种加碳方式:方法一是先制得FePO4,然后加入乙炔黑混合后高温合成LiFePO4;方法二是先把乙炔黑分散在液相中,然后通过液相沉淀制得含碳的FePO4,再高温合成LiFePO4。研究结果表明:采用方法二合成的LiFePO4动力学及电化学性能比方法一合成的优。采用方法二所制备的LiFePO4样品以0.1C的倍率放电,其比容量达149 mA.h/g;当放电倍率为1C时,其比容量为124 mA.h/g,且循环性能良好。     

表面三维结构构造对磷酸铁锂电化学性能的影响

电子产品的普及对锂离子电池商业正极材料磷酸铁锂的倍率充放电能力和循环稳定性提出了更高的要求。石墨烯由于其独特的电子共轭态和单原子层结构,具有优越的电子迁移性、大的比表面积和良好的热与化学稳定性,是理想的磷酸铁锂表面结构和功能修饰材料。本文将结合传统材料表面金属包覆的方法,在化学还原氧化石墨烯包覆过程中引入二价金属离子,在磷酸铁锂表面形成三维导电网络的化学还原氧化石墨烯/金属包覆层。实验结果表明,表面三维结构的构造可显著地改善磷酸铁锂的导电性和锂离子扩散性能。     

低温合成LiFePO4/C正极材料及其电化学性能

以FeSO4·7H2O,NH4H2PO4和H2O2为初始原料,通过液相沉淀制得前驱体FePO4·2H2O,然后通过碳热还原得到LiFePO4/C.X射线衍射和扫描电镜分析结果表明将FePO4·2H2O,Li2CO3与炭黑球磨2 h后再在Ar气气氛、500℃下煅烧10 h能得到无其他杂相的LiFePO4/C材料,反应剩余的碳黑分布在LiFePO4颗粒之间,阻碍LiFePO4颗粒团聚,并有利于提高其电子导电率;制得的LiFePO4/C的粒径为0.3～0.4μm,且具有良好的循环性能;以0.1C倍率电流放电的首次放电比容量为134.2 mA·h/g,1C倍率下的放电比容量为104 mA·h/g.     

掺锰磷酸铁锂的制备及电化学特性研究

通过一种简易的制备方法,以三价的氢氧化铁为铁源,乙酸锰为锰源,蔗糖为还原剂和碳源,制备掺锰的磷酸铁锰锂(LiFe0.9Mn0.1PO4/C)复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)表征掺杂锰对磷酸铁锂的结构和表面形貌的影响,同时通过不同倍率充放电测试、交流阻抗分析、循环伏安法测定等研究LiFe0.9 Mn0.1PO4/C电化学特性变化.实验表明:(1)掺杂少量Mn2+对LiFePO4橄榄石型结构没有明显影响;(2) LiFe0.9 Mn0.1PO4/C与纯相的LiFePO4/C相比,具有充放电比容量更大、电化学可逆性更好、结构更稳定、导电性能更优异等优点.     

Fe包覆Si3N4金属陶瓷相反应热力学分析

研究非均相沉淀-热还原法制备Fe包覆α-Si3N4复合粉末常压烧结界面反应特性,并进行热力学分析.研究结果表明:在1 600℃下烧结时,α-Si3N4部分转变为β-Si3N4,Fe相消失,转而生成FeSi化合物;在1700℃下烧结时,α-Si3N4基本转变为β-Si3N4,FeSi化合物消失,Fe相重新出现;在烧结过程中,FeSi化合物或Fe晶粒发生明显长大,呈圆球状分布在Si3N4晶粒之间,实验结果可通过热力学分析进行解释.     

不同形貌纳米镍的制备及其对Suzuki-Miyaura反应催化性能的影响

采用液相化学还原法,使用Ni(CH3COO)2·4H2O作为前驱体,以N2H4·H2O或者NaBH4为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或者十二烷基磺酸钠(SDS)为修饰剂,乙二醇为溶剂,在加热条件下,可得到链状、花状和球状形貌的纳米镍.所制得的纳米镍微粒对Suzuki-Miyaura偶联反应表现出很高的催化活性,通过对不同形貌纳米镍催化性能的研究,进一步证明纳米催化剂的催化性能与其形貌密切相关.纳米镍形貌与结构通过Transmission electron microscopy(TEM),X-ray powder diffraction(XRD)等手段进行了表征,Suzuki-Miyaura偶联反应的产物通过1HNMR,13CNMR,MS进行了表征.     

五硼酸铵对622型镍钴锰酸锂电化学性能的影响

为了实现电极材料的氮和硼共掺杂改性,采用五硼酸铵对622型镍钴锰酸锂(NCM622)进行改性.电化学测试结果表明,不同含量(0.5wt.%、2wt.%)的五硼酸铵改性后的NCM622电化学性能下降,其中0.1C下首次放电容量从173.7mAh/g分别降到了65.6mAh/g和42.4mAh/g,而不同倍率下循环50次后的放电容量从154.5mAh/g分别降低到了122.3mAh/g和50.2mAh/g,同时,采用多种表征手段对五硼酸铵改性材料样品进行了分析.相关结论对利用五硼酸铵改性其他材料具有参考意义.     

锌掺杂对包碳磷酸钒锂电化学性能的影响

以Li_2CO_3、V_2O_5、NH_4H_2PO_4和ZnO为原料,用葡萄糖作为碳源和还原剂,然后通过高温煅烧法制备了Li_3V_(2-x)Zn_x(PO_4)_3/C(x=0,0.05,0.10)。用X射线衍射、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜,对制得的样品进行物相、结构和微观形貌分析表征。用恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗谱法测试样品的电化学性能。研究结果表明:掺杂Zn~(2+)不会改变Li_3V_2(PO_4)_3的结构。适量地掺杂Zn~(2+)能使Li_3V_2(PO_4)_3颗粒更加均匀、结构更稳定,同时显著改善其电化学性能。当x=0.05时,样品的首次放电比容量为123.1 m A·h·g~(-1),并且以0.5C充放电循环20圈后容量保持率仍达99.76%。     

热处理对H13钢组织性能的影响

H13是一种新型热作模具钢,它常用作了挤压模、铝合金压铸模和塑料膜,使用温度≤600℃时期寿命远高于3Cr2W8V,还可用于冷挤凹模、冷挤钢管环形模,是冷热皆宜的模具钢。H13(4Cr5MoSiV1)的韧性和塑性明显优于其它H型钢,本文利用扫描电镜及透射电子显微镜研究了锻造退火后淬火、回火工艺对钢组织和性能的影响。     

热处理对共聚酯复合纤维性能的影响

着重讨论了热处理对共聚酯复合纤维性能的影响,同时还对它的超分子结构和纤维形态进行了探讨。结果表明,共聚酯复合冷拉伸纤维较其热拉伸和聚酯纤维有高的热收缩率和潜在卷曲性,但强度略低,伸长稍大。经过热处理,共聚酯复合纤维及其加弹丝将呈现出极好的三维卷曲形态和卷曲性能,且热收缩率、卷曲度和卷曲弹性率均随热处理温度提高而增大,断裂强度下降,伸长变大,其强度下降程度和伸长增长率均比聚酯纤维大。     

不同碳源对LiFePO4／C复合正极材料电化学性能的影响

取不同碳源(蔗糖、葡萄糖、聚乙烯醇)原料,采用两步固相法制备LiFePO4/C复合锂离子电池正极材料,对其进行XRD和电化学性能测试.XRD分析表明,所制产物均为单一相的橄榄石型晶体结构;恒流充放电测试结果显示,覆碳后的LiFePO4/C放电比容量和循环性能均得到明显改善,添加聚乙烯醇的LiFePO4/C首次放电容量达142.9 mA·h·g -1,充放电循环20 周后,其放电容量仍为143.1 mA·h·g-1.     

Cu微粒包覆Cu/LiFePO4正极材料的制备及性能研究

用高温固相反应法制备Cu微粒包覆的锂离子电池正极材料Cu/LiFePO4.采用X射线衍射、场发射扫描电镜对材料的物相结构和颗粒形貌进行分析和观察,采用恒流充放电、慢扫描循环伏安法和电化学阻抗谱法测试材料的电 化学性 能.结果表明,Cu微粒包覆使复合材料颗粒分散更均匀,结晶更明显;Cu/LiFePO4(n(Cu)∶n(Li)=1∶15)正极材料首次放电比容量最高为142.8 mA·h/g,与纯LiFePO4正极材料的对应值151.7 mA·h/g相比有所下降;虽然Cu微粒的加入在一定程度上能够提高材料的电子导电率,但在第一周充电时Cu即发生不可逆氧化,导致该复合材料具有较低的放电比容量和较大的首次不可逆容量损失.     

碳纳米管作导电剂对LiFePO4锂离子电池性能的影响

考察添加碳纳米管作导电剂对LiFePO4锂离子电池性能的影响.采用液态锂离子电池工艺制备063048型LiFePO4锂离子电池,利用XRD,SEM及充放电方法对电池电极的结构、表面形貌和电化学性能进行表征和测试.研究结果表明:添加碳纳米管作导电剂的极片压实密度与未添加的相比提高了5%,同时也形成了良好的导电网络,电池内阻较小,电池首次放电容量达到131.8 mA·h/g,而未添加碳纳米管的首次放电容量为124.6 mA.h/g;添加碳纳米管作导电剂电池的循环性能较好,120次循环后容量几乎没有衰减,而未添加碳纳米管的电池经120次循环后容量保持率为94.1%.添加碳纳米管作导电剂电池的倍率性能优异,其6C的放电容量是0.5C的81.8%(其中,C为电流倍率),未添加碳纳米管的电池6C的放电容量是0.5C的75%.添加碳纳米管作导电剂的电池,电极界面阻抗比未添加碳纳米管的电池的界面阻抗小.     

不同锂盐电解液对磷酸亚铁锂电化学性能的影响研究

目的研究LiFePO4在不同锂盐电解液体系中的电化学性能。方法采用恒电流充电、放电和循环伏安方法来进行相关研究。结果在不同锂盐(LiClO4、LiBF4以及LiPF6)和不同碳酸酯混合溶剂(EC-DEC、EC-DMC或者PC-DMC)所组成的电解液中,电极材料在1 M LiClO4/EC-DMC和1 M LiPF6/EC-DMC电解液中的电化学性能较好。其中在1 M LiClO4/EC-DMC电解液中充放电容量最高,而在1 M LiBF4/EC-DMC电解液中的充电、放电容量最低。结论锂盐本身及电解液的电导率对磷酸亚铁锂电化学性能有较大的影响。     

粘结剂对C-LiFePO4/石墨电池电化学性能的影响

采用商品化的LiFePO4作为原料,对比水系粘结剂和油性粘结剂(PVDF)对LiFePO4电池初始放电容量、循环性能,倍率性能和内阻的影响.利用XRD对循环后的电池正极进行分析.研究结果表明,油性粘结剂体系中LiFePO4的容量较高,首次放电容量达到124 mA·h/g,且循环性能较好,200次循环容量保持率为96.3%.发现水性粘结剂电池循环后LiFePO4结构变化较大.水性粘结剂的倍率性能良好,1C(C为充放电倍率)容量是0.1C的92.2%,而对于油性粘结剂,1C容量是0.1C的85.5%;水性体系中电极界面阻抗要小于油性体系中的界面阻抗,并且水性粘结剂电池的内阻要小于油性粘结剂的内阻.     

4 V级锂离子电池用橄榄石型LiMnPO4的电化学性能

对反应物与中间产物进行球磨, 采用固相反应法在600 ℃合成了掺碳的橄榄石型LiMnPO4. 通过XRD表征样品的晶体结构, 采用SEM观察样品的微观形貌, 利用电化学手段测试样品的充放电性能, 并对样品进行交流阻抗和扩散系数的测定. 研究结果表明, 得到的样品物相较纯, 粒径小(100～200 nm)且分布均匀, 首次放电容量接近100 mA·h·g-1, 但样品循环容量衰减快, 大电流放电性能较差. 通过对样品的交流阻抗测试发现, 电化学反应阻抗随放电的进行而不断增大, 说明材料的荷电量越高, 界面电化学反应速度越快. 扩散系数的测量结果表明, 充电态和放电态的扩散系数分别1.2×10-12和5×10-13 cm2·s-1, 表明晶格中锂离子的浓度越高, 越容易脱出.     

基于TiO2纳米管的三维LiFePO4正极材料的制备及其电化学性能

本文用TiO_2纳米管阵列作为薄膜锂离子电池的三维模板,通过磁控溅射在TiO_2纳米管上沉积LiFePO_4薄膜,制备出了具有三维结构的LiFePO_4薄膜.结果表明,这种结构的电池不仅增大了LiFePO_4与电解质的接触面积、提高了正极材料的利用率,还有效地缩短了锂离子的迁移路径、弥补了锂离子扩散率低的缺陷,从而改善了电极材料的动力学性能.     

离子掺杂对锂离子电池正极材料LiFePO4电化学性能的影响

采用一步高温固相合成法制备橄榄石型锂离子电池正极材料LixFe（1-y）MoyPO4／C,着重研究了不同锂铁比和铁位钼元素掺杂对材料的充放电性能的影响．结果表明：当Li：Fe=1．03：1时,磷酸铁锂的放电比容量和充放电循环性能最佳,首次放电比容量最高为100．8mAh／g;在富锂基础上,Mo掺杂的浓度为Li1.033Mo0.01Fe0.97PO4／C时,材料表现出的电化学性能最好,所能达到的最大比容量为144．8mAh／g．