LiCoO2正极材料的合成及其电化学性能

采用回收的含有少量Co3O4的LiCoO2为原料, 加入Li2CO3调整Li与Co的物质的量比, 高温合成正极材料LiCoO2, 运用扫描电镜和X射线衍射仪对合成的LiCoO2进行微观形貌与晶相结构的研究. 研究结果表明 合成时间对晶体结构和电化学性能有较大的影响, 合成时间越长, LiCoO2的结构越完整;将LiCoO2样品组装成电池进行电化学检测, 烧结时间为12 h的样品首次充、放电比容量分别为161.16和150.67 mA·h/g, 经30次循环之后, 放电比容量仍有141.19 mA·h/g, 表现出良好的电化学性能.     

氧化钛纳米陶瓷的制备及其结构与力学性能

为探讨在无压烧结过程中TiO2纳米陶瓷的致密化与晶粒长大的关系以及纳米陶瓷的结构对其力学性能的影响,采用溶胶一凝胶技术制备的不同颗粒粒径的TiO2纳米粉体经冷压成型后无压烧结TiO2纳米陶瓷.研究结果表明:利用相变辅助无压烧结方法在800℃烧结获得了晶粒粒径小于60 nm、相对密度超过95%的TiO2纳米块体陶瓷:当800℃以下烧结时,TiO2纳米陶瓷的相对密度随烧结温度的升高而快速增大,而TiO2纳米陶瓷的平均晶粒粒径随烧结温度升高则缓慢长大;当大于800℃的温度烧结时,TiO2纳米陶瓷的致密化加快,但陶瓷的晶粒粒径则快速长大.TiO2纳米陶瓷的显微硬度主要取决于TiO2纳米陶瓷的相对密度和平均晶粒粒径,即纳米氧化钛陶瓷的相对密度越大,晶粒粒径越小,则显微硬度越大.     

LiCoO2的形貌与结构对其电化学性能的影响

研究了对电极界面状态有重要影响的LiCoO2物理参数如粒径分布、比表面积及表面形貌等对LiCoO2电化学性能的影响.研究结果表明:粒径及比表面积对LiCoO2电极的容量循环稳定性及电压循环稳定性有较大的影响;适宜的粒径分布有助于提高LiCoO2电极的循环稳定性,过大的比表面积会使电极循环稳定性急剧下降;随着晶块尺寸的减小,LiCoO2材料在大电流下的放电性能得到改善;在优化条件下合成的LiCoO2样品具有最佳的高倍率性能、较高的容量及电压循环稳定性.     

锂离子电池LiNiO_2正极材料的高温固相合成①及其影响因素研究

采用高温固相法合成了LiNiO2,XRD确定了合成物的结构,用SEM表征LiNiO2粉体的形貌.探讨了反应条件:包括原材料、Li/Ni摩尔比、烧结气氛和温度对产物结构和性能的影响,从而优化了LiNiO2的合成工艺.在空气中合成只能得到Li2Ni8O10相,在O2中才能得到LiNiO2相,所得LiNiO2的电化学性能明显优于所得Li2Ni8O10.合成电化学性能良好的LiNiO2需要稍过量的锂和在氧气中600℃恒温3h,720℃恒温6h,合成过程中得预热处理,解决了低温下反应速度慢,高温下易于烧结而难于控制产物粒径的问题.分析了采用固相配位法合成LiNiO2失败的原因.     

锂离子电池LiNiO2正极材料的高温固相合成及其影响因素研究

采用高温固相法合成了LiNiO2,XRD确定了合成物的结构。用SEM表征LiNiO2粉体的形貌．探讨了反应条件：包括原材料、Li/Ni摩尔比、烧结气氛和温度对产物结构和性能的影响,从而优化了LiNiO2的合成工艺．在空气中合成只能得到Li2Ni8O10相,在O2中才能得到LiNiO2相,所得LiNiO2的电化学性能明显优于所得Li2Ni8O10合成电化学性能良好的LiNiO2需要稍过量的锂和在氧气中600℃恒温3h,720℃恒温6h,合成过程中得预热处理,解决了低温下反应速度慢,高温下易于烧结而难于控制产物粒径的问题．分析了采用固相配位法合成LiNiO2失败的原因．     

锂离子电池LiCoO2材料的安全性能研究

利用DSC对粒径、包覆等因素影响LiCoO2的热稳定性进行了初步研究. 测试结果表明,较大的颗粒度能降低LiCoO2与电解液反应的放热量,但对反应起始温度影响很小. 适当的包覆量不仅能降低LiCoO2与电解液反应的放热量,而且能提高反应起始温度,综合提升LiCoO2材料的安全性能.     

Zn0.5Fe2.5O4-(α-Fe2O3)多晶隧道结磁致电阻材料合成与制备

以PVA为分散介质,通过低温固相反应合成了组成结构均匀的单相超微Zn0.5Fe2.5O4颗粒,然后经成型、高温气氛控制反应烧结成功制备得到具有Zn0.5Fe2.5O4-（α-Fe2O3）双相微结构的多晶隧道结磁致电阻材料.利用DAT/TG、IR、XRD、SEM和VSM-4探针磁电阻测定等技术,就超微Zn0.5Fe2.5O4颗粒的合成和Zn0.5Fe2.5O4-（α-Fe2O3）多晶隧道结磁致电阻材料的微结构特征及其磁致电阻效应进行了初步测定和分析讨论.研究发现,不同溶液动力学条件下合成粉体的粒径明显不同,且在烧结过程中一定氧分压的存在有利于绝缘层的形成.     

微波合成LiCoO2及其结构表征

以Co2O3和LiOH·H2O为原料,微波加热合成锂离子电池正极材料LiCoO2·考察了微波输出功率、微波加热时间及保温时间对产物结构和组成的影响,用XRD实验对所得产品进行表征·结果表明,当微波输入功率为360W,加热时间为10min,保温时间为10min时,产品是单一相层状结构LiCoO2,晶格常数和标准值一致·SEM实验显示,该反应条件下制备LiCoO2样品颗粒边缘清晰、光滑,颗粒度约为5μm,粒度分布较均匀·对LiCoO2的微波合成机理进行了探讨,结合XRD实验,说明Co2O3和LiOH·H2O反应生成LiCoO2分两步完成·     

烧结工艺对Bi_(3.5)La_(0.5)Ti_3O_(12)陶瓷显微结构及其性能的影响

采用共沉淀法制备了平均粒径约为191nm的Bi_(3.5)La_(0.5)Ti_3O_(12)粉末。对比研究了传统烧结、快速升温两步烧结和快速升温一步烧结三种烧结工艺对处于近纳米级Bi_(3.5)La_(0.5)Ti_3O_(12)坯体的致密化、最终陶瓷的显微结构以及介电性能的影响。研究结果表明,烧结过程的保温阶段,相同的保温时间下,快速升温两步烧结工艺在第二阶段保温温度比其他两种烧结工艺降低30℃的情况下制备的试样的密度较高,平均晶粒尺寸最小;传统烧结工艺制备的试样密度低于其它两种工艺的试样密度,且试样晶粒尺寸最大;快速升温一步烧结工艺制备的试样密度最大。介电测试结果表明,采用不同烧结升温工艺均保温8小时制备的试样的介电常数随着试样晶粒尺寸的增加而增大,居里温度点随着晶粒尺寸的增加而向高温方向移动。     

纳米钨粉的烧结工艺

采用催化-凝胶法制备的平均粒径60nm的纳米钨粉为原料,经钢模压制成生坯,用高温膨胀仪测定了纳米钨粉坯体的烧结收缩动力学曲线;然后分别测定了不同烧结温度和烧结时间下烧结体晶粒尺寸和相对密度的变化.结果表明,纳米钨粉的坯体在200℃开始收缩,1300℃基本停止收缩.从1000℃到1200℃,其相对密度提高了24%,是致密化过程最快的阶段.在1200℃×120min的烧结工艺下得到烧结体相对密度为95%,晶粒尺寸为5μm的钨材.     

锂离子电池正极材料LiCoO2的制备及电化学性能测试

通过自制的连续式反应器,制备出前驱体β-Co(OH)2和CoOOH后,分别与LiOH.H2O混合研磨压块煅烧,制备出锂离子电池正极材料LiCoO2.通过DTA-TG、XRD、SEMI、R等分析技术对材料的结构进行了表征和比较,并对材料的电化学性能进行了比较研究.     

LiCoO2电极中锂离子的扩散性能

为使锂离子电池在较高的充、放电倍率下满足动力型电源的需要,对LiCoO2中锂离子的扩散性能进行了理论推导及试验测定。以球状电极模型对LiCoO2电极进行了处理,在简化的假设条件下,推导出LiCoO2电极的扩散电流表达式,并可求得锂离子在LiCoO2电极中的固相扩散系数DLi 。研究结果表明:I对t-1/2在10～150s表现出很好的线性关系,与理论分析结果相符合;不同晶粒大小的LiCoO2样品扩散系数有很大差别,相差1个数量级以上;锂离子扩散动力学特征是由LiCoO2的晶粒尺寸决定的,与其粒径分布、比表面积及表面形貌等参数基本无关。     

纳米TiO2分散料浆的制备方法研究

纳米粒子在水中的分散很困难,粒子极易团聚.这些团聚的粒子通常以所谓"软团聚"的方式存在.软团聚的粒子在外力的作用下很大程度能进一步分散.因此,制备粒径较小并以软团聚方式存在的纳米粒子料浆,对纳米粒子的应用具有一定的意义.研究了纳米TiO2分散料浆的制备方法.分别试验了分散介质、分散方法、分散剂种类及用量、分散时间、分散温度及分散介质pH值等分散条件.结果表明,50～70℃,pH=7.7～10.8,SiO2气溶胶与纳米TiO2粉末的质量比为0.06∶1,超声分散30 min得到了平均粒径在300 nm左右稳定的纳米TiO2分散料浆.     

纳米MCM-41分子筛微球的制备及结构表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源合成MCM-41分子筛.利用XRD、SEM、FT-IR、TEM和N2吸附-脱附等表征手段探究不同的反应温度及老化时间对MCM-41分子筛形貌、粒径及结构的影响.结果显示:当反应温度在2080℃时,合成的纳米MCM-41分子筛的颗粒形貌呈球形,随着温度的升高,球形颗粒的直径逐渐增大,当温度升高到110℃时,MCM-41分子筛呈现出不规则的颗粒形貌;当老化时间为015h时,纳米MCM-41分子筛的单分散度较好,但随着老化时间的增加,粒径也在增加,同时颗粒团聚也比较严重.通过对纳米球形MCM-41分子筛形成机理的分析,得出合成纳米MCM-41分子筛微球的最优条件.     

微波合成锂离子电池正极材料LiCoO_2

用微波合成了锂离子电池正极材料LiCoO2,采用XRD、SEM和DC 5C电池测试仪研究了LiCoO2的结构、形貌和电化学性能·研究结果表明,在900W的功率和2 45GHz的频率下,反应10min即可得到纯度高、具有层状结构的LiCoO2电池材料,XRD谱线与标准层状LiCoO2材料基本一致,充放电的实验结果显示:放电容量可达140mAh/g,放电平台和充放电时间均显示出微波合成的LiCoO2具有较好的电化学活性·实验考查了Li/Co摩尔比对产品结构的影响,研究结果证明Li/Co比为1.05∶1时,得到的LiCoO2与标准样符合得更好·     

Moisture effect on the combustion of a single copper concentrate particle in a flash smelting furnace

A mathematical model has been presented to study the combustion of a single copper concentrate particle with high moisture content. By using the presented model, the effect of particle moisture content on particle temperature, sulfur oxidation, and combustion heat generation has been evaluated. The mineralogical composition of the commonly used concentrate at Khatoonabad flash smelting furnace has been used in this study. It was found that the particle moisture content is removed in the sub-second time range and thus the moisture has marginal impact on the variation of particle temperature and on the reaction rate when the gas temperature is assumed to be constant in the reaction shaft. When a concentrate with high moisture content is charged, the particle size enlargement due to the agglomeration of concentrate particles causes an abrupt fall in the particle reaction rate.     

液相法合成粉体中冷冻干燥对团聚的影响

采用化学共沉淀法制备钛酸钡电子陶瓷粉体,在共沉淀产物的干燥过程采用恒温干燥和冷冻干燥两种方法,利用扫描电镜观察干燥后的共沉淀产物和煅烧后粉体形貌,以比较冷冻干燥对粉体颗料团聚的影响.结果表明,所制得的粉体颗粒平均尺寸约为200nm,采用冷冻干燥的共沉淀产物的团聚体比恒温干燥的小,说明在液相法制备超细粉体过程中采用冷冻干燥可以减轻颗粒之间的团聚.     

煅烧铟锡氢氧化物和氯化钠混合粉末制备铟锡氧化物纳米粉体

铟锡氧化物（ITO）是一种重要的半导体材料,制备团聚轻、颗粒细小的ITO纳米粉体具有重要的意义。在500℃下煅烧铟锡氢氧化物[Sn：In（OH）3]和NaCl的混合粉末2h,然后冷却并经过水洗制备ITO纳米粉体。XRD和TEM研究结果表明,利用NaCl颗粒能有效阻止纳米粉体硬团聚的形成。ITO纳米粉体结晶良好,平均颗粒尺寸为18min,尺寸分布窄、团聚轻。本工艺为合成无机纳米粉体提供了一种新的方法。     

层状Li(Ni1-xCox)O2中Li离子首次脱出和嵌入行为研究

共沉淀法合成的层状Li（Ni1-xCox）O2，其中X=0．1，0．2，0．3和1，采用XRD和电化学方法对合成的层状Li（Ni1-xCox）O2进行了研究。研究表明在镍酸锂中随着Co含量的增加，Co的增加改变了镍离子与周围氧离子和锂离子的相互作用，阻止了锂离子择优位离开镍酸锂晶体，因此，在镍酸锂中增加一定Co可以阻止镍酸锂由H1向M相转变。同理，在钴酸锂中增加一定Ni可以阻止钴酸锂由H1向H2相和H2相向M相转变。锂离子择优位离开镍酸锂时，存在J—T效应，使得镍酸锂在脱锂过程中发生H1向M相转变，与镍酸锂不同，由于钴酸锂在锂离子择优位离开钴酸锂晶体时，不存在J—T效应，钴酸锂在脱锂时发生H1向H2相和H2相向M相的转变。