高密度球形LiNi0.8Co0.2O2的制备及性能

采用控制结晶法合成球形β-Ni0.8Co0.2(OH)2，与LiOH     

颗粒微观结构对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料电性能的影响研究

锂离子电池正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（简称NCM811）能量密度高,有望满足电动汽车长续航里程要求,近年来成为业内关注和研究的焦点。然而,NCM811存在表面碱度高,稳定性差,长循环下颗粒容易碎裂和粉化等问题,阻碍了其大规模应用。本文将三元材料进行单晶化研究,即将二次球颗粒熔融形成单晶颗粒,以期解决三元材料结构和表面稳定性差等问题,并探索在高电压体系使用可行性。实验结果表明,将锂与过渡金属配比设为1.05,在910°C下烧结12 h,可得到形貌较好的单晶NCM811材料,此时材料表面碱度和晶格Ni/Li阳离子混排度均较低,分别为0.288wt%和2.24%。电性能评估结果显示,该材料在3.0–4.3 V下克容量可达191.5mAh/g,同时高温和高电压下循环稳定性得到明显提升,在高温50°C下,3.0–4.4V电压区间内循环100周,容量保持率可达95.1%,而二次颗粒材料仅为88.5%。相比二次颗粒,单晶形态的NCM811材料虽然倍率性能会稍有下降,但结构和表面稳定性更佳,在高电压高能量密度体系具有较好的应用前景。     

LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的表面修饰及性能

锂离子电池正极材料和电解液之间的恶性相互作用引起正极材料和电池性能的劣化。将 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 ,L i OH.H2 O和 H3BO3以摩尔比 10 0 :1:2均匀混合 ,5 0 0℃热处理 10 h,在 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 表面包覆上一层 L i2 O- 2 B2 O3玻璃层。用 X光电子能谱、扫描电镜和 X光衍射分析对包覆前后 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 的结构进行了表征。结果表明 ,表面修饰有效地抑制了 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 和电解液之间的恶性相互作用 ,材料的实际比容量提高 ,充放电循环稳定性改善 ,自放电速率减小。表面修饰处理是改善锂离子电池正极材料综合性能的有效途径     

Al2O3/LiAlO2表面包覆改性LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元正极材料研究

三元正极材料因比容量高、成本低和较为环保而备受研究者的关注和青睐,但其循环稳定性与倍率性能较差。通过固相包覆法制备了纳米Al₂O₃以及LiAlO₂包覆的LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料,对所制备材料的结构及形貌进行系统表征,结果表明,两种包覆均在保持正极材料结构的基础上成功形成了表面包覆层。电化学性能测试表明,用质量分数为1%的Al₂O₃包覆时,其初始放电容量从原始材料的159 mA·h·g^-1提升至162.57 mA·h·g^-1,循环35次的容量保持率由74.38%提升至94.89%;用质量分数为3%的LiAlO₂包覆时,初始放电比容量提升至164.85 mA·h·g^-1,前35次的容量保持率较未包覆材料均有所提高。此外,经包覆后正极材料循环性能和倍率性能均有所提高,电压衰减和电化学阻抗降低,...     

锂离子电池层状结构三元正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2研究进展

 三元层状结构LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂具有较高的可逆容量、结构稳定性、热稳定性和相对较低的成本,成为电动汽车领域最具前景的锂离子电池正极材料之一。综述了锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的结构、电化学性能及对其进行性能优化的掺杂、表面包覆和制备特殊纳米结构材料的3 种方法。其中,纳米材料的研究是锂离子电池正极材料的研究热点之一。材料的电化学性能与粒子尺寸、形貌、多孔性、结晶性和比表面积紧密相关。因此,提高正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的电化学性能时,要充分考虑到这些因素的影响。     

电压区间对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/MCMB全电池性能的影响

以LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）为正极、中间相碳微球（MCMB）为负极构建锂离子全电池,研究了充放电电压区间对NCM811/MCMB全电池电化学性能的影响。研究结果表明：以4.3 V为充电截止电压,降低放电截止电压可提高全电池的容量,但高放电截止电压下全电池的循环性能更加稳定;在2.8~4.3 V电压区间下,NCM811/MCMB全电池不但具有高的比容量,同时还具有良好的循环性能和充放电可逆性。     

铝掺杂对无钴正极LiNi0.90Mn0.10O2结构及电化学性能的影响

采用共沉淀法将质量分数3%的Al取代Mn掺入二元Ni_0.90Mn_0.10OH₂前驱体中,经高温固相烧结合成一种无Co高Ni三元正极LiNi_0.90Mn_0.07Al_0.03O₂,并通过X射线衍射(X ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能量弥散射线谱(energy dispersive spectroscopy, EDS)等表征手段进行分析,探讨了Al³⁺掺杂对材料结构及性能的影响。结果表明,引入Al³⁺后,Ni_0.90Mn_0.07Al_0.03OH₂一次颗粒明显变细,对应LiNi_0.90Mn_0.07Al_0.03O₂结晶度明显提高...     

铈掺杂无钴高镍正极材料LiNi0.6Mn0.4O2的制备及性能

为获得无钴高镍正极材料LiNi_0.6Mn_0.4O₂(NM64)的最佳合成方法,采用水热法和共沉淀法对其进行制备,确定共沉淀法为NM64材料的较佳制备方法。为进一步提高共沉淀法制备的NM64材料(下称“NM64-C”)的倍率性能和循环性能,采用Ce离子掺杂对NM64-C进行了优化。结果表明：摩尔比为0.02的Ce离子(0.02Ce)掺杂的NM64-C材料在0.3 C下100次循环后的容量保留率为79.5%,明显优于基材NM64-C(63.9%)。0.02Ce掺杂的NM64-C材料展现出了良好的电化学性能。     

高密度球形LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的制备及性能

采用控制结晶法合成球形 β- Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 ,与L i OH.H2 O 混合 ,在 75 0℃通 O2 热处理 8h 合成球形L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末。用 X光衍射和扫描电镜分析对 β- Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 和 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末的结构进行了表征。充放电测试表明该球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料具有优良的电化学性能 :首次充电比容量为 2 17m A.h.g- 1 ,放电比容量为172 m A.h.g- 1 ,5 0次充放电循环后保持初始放电比容量的97.5 %。该球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末的振实密度高达 2 .8g.cm- 3,远高于一般非球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料。高密度球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料用于锂离子电池可以显著提高电池的能量密度。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的Al2O3包覆研究

文章采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,并采用液相包覆的方法对其进行改性处理。采用XRD、SEM、XPS以及电池测试系统等,研究了所制备材料的结构、组成、性能和包覆机理。实验结果表明:表面处理后的LiMn2O4循环性能显著提高,以A12O3对尖晶石LiMn2O4进行表面包覆,使LiMn2O4颗粒不与电解液直接接触,可以防止锰离子溶解在电解液中,获得结构稳定、循环性能优异的锂离子电池正极材料;同时Al2O3会和电解液中微量的HF反应,减小了HF对锰离子溶解的加速作用。     

Ce0.8Sm0.2O1.9@TiO2异质结构电解质研究

半导体与离子导体形成的异质结构可以极大地增强材料的离子电导率,其两相界面能为离子传输提供较好的通道。以TiO₂与Ce_0.8Sm_0.2O_1.9 （samarium doped ceria, SDC）为研究对象,分别通过湿化学法和干混法构造了两种不同的异质结构复合材料。研究表明,利用湿化学法制备的SDC@TiO₂异质结构复合材料（简称SDC@TiO₂）作电解质的燃料电池在550 ℃下最大输出功率密度为761 mW·cm^-2,比用干混法制备的SDC-TiO₂异质结构复合材料（简称SDC-TiO₂）作电解质的燃料电池的最大输出功率密度高21%。与SDC-TiO₂相比,SDC@TiO₂具有更丰富的两相界面。电化学阻抗谱显示,以SDC@TiO₂材料作为电解质的电池具有更低的欧姆电阻和极化电阻。     

Single-negative properties of Ba2Co1.8Cu0.2Fe12O22 and Ba3Co2Fe23.4Zn0.6O41 hexagonal ferrites

The electromagnetic properties of Ba₂Co_1.8Cu_0.2Fe₁₂O₂₂ (Co₂Y) and Ba₃Co₂Fe_23.4Zn_0.6O₄₁ (Co₂Z) were studied by measuring microwave scattering parameters. In the transmission spectra of Ba₂Co_1.8Cu_0.2Fe₁₂O₂₂, a forbidden band emerges due to ferromagnetic resonance, and the permeability will turn to negative in the vicinity of the ferromagnetic resonance frequency. In the complex permittivity spectra of Ba₃Co₂Fe_23.4Zn_0.6O₄₁, the negative permittivity can be obtained due to dielectric resonance. Therefore, Co₂Y and Co₂Z can be used to construct left-handed materials possessing negative permeability and negative permittivity simultaneously.     

Synthesis and electrochemical properties of LiNi0.8Al0.2−xTixO2 cathode materials by an ultrasonic-assisted co-precipitation method

A new co-precipitation route was proposed to synthesize LiNi_0.8Al_0.2−xTi_xO₂ (x=0.0-0.20) cathode materials for lithium ion batteries, with Ni(NO₃)₂, Al(NO₃)₃, LiOH·H₂O, and TiO₂ as the starting materials. Ultrasonic vibration was used during preparing the precursors, and the precursors were protected by absolute ethanol before calcination in the air. The influences of doped-Ti content, calcination temperature and time, additional Li content, and ultrasonic vibration on the structure and properties of LiNi_0.8Al_0.2−xTi_xO₂ were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and charge-discharge tests, respectively. The results show that the optimal molar fraction of Ti, calcination temperature and time, and additional molar fraction of Li for LiNi_0.8Al_0.2−xTi_xO₂ cathode materials are 0.1, 700°C, 20 h, and 0.05, respectively. Ti doping facilitates the formation of the α-NaFeO₂ layered structure, and ultrasonic vibration improves the electrochemical performance of LiNi_0.8Al_0.2−xTi_xO₂.     

制备方法对Ti0.8Zr0.2O2/沸石结构及光催化性能的影响

以酸处理后的信阳上天梯天然斜发沸石作为载体,分别采用浸渍法和溶胶凝胶法制备Ti0.8Zr0.2O2/沸石光催化剂.采用X-射线衍射、红外光谱和扫描电镜分析样品的微观结构和形貌.结果表明,80℃下,4 mol/L盐酸处理10 h后沸石结构发生了显著变化,Al—O—Si骨架结构保持.扫描电镜证明钛锆氧化物在溶胶凝胶法制备的光催化剂上高度分散,以罗丹明B(RhB)为模型污染物考察了该样品的吸附与光催化效果.300 W紫外灯光照1.5 h后,0.2 g该催化剂可使20 mL浓度为80 mg/L RhB溶液的去除率达97.12%,重复使用8次后去除率为89.47%.     

Ca掺杂的对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料及其电化学性能研究

为探讨Ca的掺杂对LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料结构和电性能的影响,以草酸为沉淀剂,以不同含量Ca对LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂进行掺杂改性,并通过X射线衍射（XRD）对产品进行表征,探讨了不同Ca含量样品的电化学性能.结果表明：大量Ca掺杂生成明显CaO杂相,而少量Ca掺杂则能顺利进入材料晶格之中.随着Ca掺入,晶体类型不变,但c轴略收缩,形成更紧密的结构. 充放电显示Ca在低倍率(2.5～4.3 V,0.5 C)时,能一定程度提高材料的循环性能;但在高倍率(2.5～4.3 V,5 C)时,能明显提高容量和循环性能.充放电曲线同时显示未掺杂的材料高倍率下极化严重,放电平台严重降低;而Ca掺杂的材料极化状况则不明显,说明Ca掺杂能抑制极化并提高电化学性能.     

负载型La0.8Sr0.2CoO3燃烧催化剂的XPS表征

用浸渍法制备负载型La0.8Sr0.2CoO3燃烧催化剂,比较了γ-AlO3和堇青石(Cordierite,2MgO@2AlO3@5SiO2)载体的负载效果和这两种催化剂对二甲苯完全氧化的催化活性,用XPS着重研究了不同载体所引起的催化剂物相变化和过渡金属元素钴的结合能变化.     

PdO—CuO／Ce0.8Zr0.2O2催化上CO还原NO反应性能的研究

以Ce0.8Zr0.2O2复合氧化物为载体,采用共浸渍法配制了一系列PdO-CuO/Ce0.8Zr0.2O2双组分催化剂,选择NO－CO反应为模型反应,考察了催化剂的还原活性。结果表明,不同配比的PdO-CuO双组分催化剂的NO还原活性均要优于单组分的PdO和CuO催化剂。