花状Co–Ni氢氧化物电极材料的制备与电化学特性

采用原位生长法,以硝酸钴和氨水为原料、硝酸铵为生长剂,制备生长在泡沫镍上的Co（OH）2电极材料,并在此基础上对其进行镍添加改性,旨在得到比电容高、循环性能好的Co–Ni氢氧化物电极材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对Co–Ni氢氧化物电极材料进行物相和微观形貌分析;通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对Co–Ni氢氧化物电极材料的电化学性能进行分析和表征。结果表明:镍添加使材料从原有的Co（OH）2晶相变为Co（OH）2和Ni（OH）2双晶相材料,使原有的簇状结构转变为更利于离子扩散的花状结构,进而促进材料电化学性能的提高。当Co/Ni摩尔比为3:1时制得的花状Co–Ni氢氧化物电极材料的电化学性能最好,在5 m V·s-1扫速下的比电容值为3674.7 F·g-1,在5 A·g-1电流密度下的比电容值为1450.0 F·g-1,在20 A·g-1电流密度下循环5000次的比电容保持率为77.1%。

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器作为一种新型储能元件,以其优异的电化学特性和环境友好性,受到广泛关注。超级电容器主要分为双电层电容和法拉第赝电容,分别通过电极/电解液界面的双电层和电极表面的可逆反应储能。超级电容器同时具有较高的功率密度和能量密度,这很大程度上归功于性能优良的电极材料。超级电容器的电极材料主要包括碳材料、导电聚合物材料和金属化合物材料。本文主要概述了超级电容器的分类、原理,以及三种电极材料的性能特点和发展现状。

烧结助剂中CaO质量分数及烧结温度对氧化铝基微波陶瓷性能的影响

选用CaO–SiO2–TiO2作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,在空气气氛下经过常压烧结制备Al2O3陶瓷。研究了烧结助剂中CaO质量分数以及烧结温度对Al2O3基微波陶瓷的相组成、微观结构和介电性能的影响。结果表明:添加含CaO烧结助剂的Al2O3陶瓷中,出现了CaAl12O19第二相,相含量随着CaO质量分数的增加而增加;随着烧结助剂中CaO质量分数的增加,Al2O3陶瓷试样介电常数增大,品质因数先升高后降低。随着烧结温度的升高,Al2O3陶瓷相对密度和品质因数先升高后降低,介电常数和谐振频率温度系数增大。当烧结温度为1450℃、烧结助剂中CaO质量分数为0.4%时,烧结体的相对密度达到最大值98.61%,介电常数为9.88,品质因数值为21957GHz,谐振频率温度系数为-21.353×10-6/℃。

MnO_2掺杂BaTi_4O_9陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相反应法合成BaTi_4O_9粉体,复合掺杂质量分数为0~0.16%MnO_2,在空气气氛下常压烧结制备BaTi_4O_9陶瓷。研究了MnO_2对BaTi_4O_9陶瓷的相组成、微观形貌、烧结特性及介电性能的影响。X射线衍射分析和扫描电子显微镜观察表明,Mn完全固溶到BaTi_4O_9陶瓷中;随着MnO_2掺杂量的增加,晶粒更加均匀,BaTi_4O_9陶瓷更加致密,介电常数略微降低,品质因数和谐振频率温度系数先显著提高继而降低;MnO_2掺杂BaTi_4O_9陶瓷发生Ti位取代,高温烧结时在一定程度上抑制了Ti^(4+)还原为Ti^(3+),从而改善BaTi_4O_9陶瓷微波介电性能。在烧结温度1250℃,保温时间4 h,掺杂MnO_2质量分数为0.08%时,BaTi_4O_9陶瓷微波介电性能最优,介电常数(εr)为34.56,品质因数(Q·f,中心频率5 GHz)为49097,谐振频率温度系数(τ_f)为14.997×10^(-6)/℃,相对密度最大,达97%。

Eu_2O_3掺杂量及烧结温度对氧化铝基微波陶瓷性能的影响

选用MgO-CuO-TiO_2-Eu_2O_3添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,在空气气氛下经过常压烧结制备Al_2O_3陶瓷。采用XRD,SEM及EDS等方法研究Eu_2O_3掺杂量以及烧结温度对Al_2O_3基微波陶瓷样品物相组成,微观结构和介电性能的影响。结果表明:添加Eu_2O_3的Al_2O_3陶瓷中,均存在Al2Eu2O9次晶相,且随着Eu_2O_3含量的增加,Al2Eu2O9相增加;随着Eu_2O_3添加量的增加,Al_2O_3陶瓷试样致密度先增加后降低;随着烧结温度的增加,Al_2O_3陶瓷的介电常数和品质因数Q·f值先增加后降低。烧结温度为1450℃,Eu_2O_3添加量为0.25%(质量分数)时,烧结体的相对密度达到最大值98.21%,且Al_2O_3陶瓷的介电性能较好:介电常数为10.05,品质因数Q·f为37984GHz。

过渡金属硫化物在锂离子电池中的研究进展

锂离子电池的性能很大程度上取决于锂离子电池所用的电极材料。综述了近几年来锂离子电池中的过渡金属硫化物(硫化锰、硫化铁、硫化镍、硫化钼、硫化钨、硫化钴和硫化铜)及其复合材料在不同结构(一维、二维、三维结构)中的最新研究进展,例如一维多孔FeS2@C 纳米线、WS2/碳纳米纤维(WS2/CNFs)、金属硫化物纳米结构和三维石墨烯网络组成的纳米复合物(MnS/G)等。

有机电解液型锂-空气电池的研究现状

锂-空气电池能量密度与汽油相近,且具有绿色环保、安全实用等优点,可应用到交通、通信及智能电网削峰填谷等领域,成为备受关注的电化学能量储存体系之一,其中有机电解液型锂-空气电池因证实其正极反应可逆逐渐成为研究热点。综述了锂-空气电池有机电解液类型、碳材料以及催化剂的研究进展,分析了有机电解液的分类和优缺点、碳材料的影响因素、催化剂的类型及三者对电池电化学性能的影响,指出锂-空气电池的不足并对其进行展望。

烧结温度和TiO_2掺杂量对氧化铝基微波陶瓷性能的影响

选用Mg O–Cu O–TiO_2添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,在空气气氛下经过常压烧结制备氧化铝(Al_2O_3)陶瓷。研究了TiO_2掺杂量和烧结温度对氧化铝陶瓷材料微观结构、相组成和介电性能的影响。结果表明:掺杂适量的TiO_2有利于Al_2O_3陶瓷晶粒生长以及致密化。随着TiO_2添加量的增加,烧结体致密度、介电常数和Q·f值都呈现先升高后降低趋势,随着温度的升高,Al_2O_3陶瓷样品致密度也呈先升高后降低趋势。当烧结温度为1 500℃、TiO_2掺杂量为0.8%(质量分数)时,Al_2O_3陶瓷样品的综合性能良好:相对密度为97.89%,介电常数为9.89,品质因数Q·f为38 028 GHz。

ZnAl_2O_4和La_2O_3对Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3-MgTiO_3复合陶瓷介电性能的影响

通过传统的固相反应合成掺杂ZnAl_2O_4和La^(3+)(来自La_2O_3)的Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3-MgTiO_3复合陶瓷粉体,干压成型后在空气气氛下常压烧结制备ZnAl_2O_4和La^(3+)掺杂Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3-MgTiO_3复合陶瓷样品。分别研究了La^(3+)和ZnAl_2O_4的掺杂量对复合陶瓷样品的微观形貌、相组成和介电性能的影响。结果表明:ZnAl_2O_4具有细化晶粒的作用;Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3-MgTiO_3复合陶瓷样品的致密度随La^(3+)和ZnAl_2O_4含量的增加而增加;介电常数和谐振频率温度系数随ZnAl_2O_4含量的增加而减小,随La_2O_3添加量变化不大;品质因数值随ZnAl_2O_4含量的增加先增加后减小。制备出的ZnAl_2O_4和La^(3+)掺杂Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3-MgTiO_3复合陶瓷致密度达到94%以上,介电常数在40~50之间,谐振频率温度系数小于40×10^(-6)℃^(-1),品质因数大于38 000GHz,可以用于通信技术领域。