LiNi_(0.6)Co_(0.1)Mn_(0.3)O_2正极材料的合成与性能

采用共沉淀-高温固相法制备LiNi_(0.6)Co_(0.1)Mn_(0.3)O_2锂离子正极材料,并使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)技术分别表征其结构和形貌.然后将所得LiNi_(0.6)Co_(0.1)Mn_(0.3)O_2正极材料组装成扣式电池,并表征其电化学性能,探讨烧结温度和锂配量对其电化学性能的影响.结果表明:所得LiNi_(0.6)Co_(0.1)Mn_(0.3)O_2正极材料的放电比容量随烧结温度的升高而增大,且在900℃时表现出最佳的电化学性能.室温下,1C倍率下,锂配量(n(Li)/n(Ni+Co+Mn)=1.09)时,正极材料的首次放电容量为143.7 m Ah/g,50次循环后,正极材料的放电比容量仍有141.3 m Ah/g,容量保持率为98.3%.

不同充放电电压对Li_(1.133)Ni_(0.3)Mn_(0.567)O_2结构的分析

通过共沉淀法合成前驱体和高温固相反应,实现Ni、Mn的固溶合成Li_(1.133)Ni_(0.3)Mn_(0.567)O_2富锂锰基正极材料,分别在不同的电压下进行50次充放电循环,然后采用X射线衍射光谱法(XRD)表征在不同电压充放电循环后的正极材料,并对其进行结构精修。研究发现,随着充放电电压的升高,充放电比容量提高,但循环性能迅速下降。另外,XRD测试也表明,充放电电压递升,相应的正极材料的(003)峰的位置逐渐向小角度偏移,此外4.6 V电压充放电后的正极材料的结构变化最大。

沉淀法与水热法合成载银羟基磷灰石及其抗菌性能

采用沉淀法与水热法合成了纳米棒状载银羟基磷灰石(Ag-HA)颗粒。研究不同合成方法和载银量时Ag-HA晶体结构、形貌及抗菌性能。结果表明:水热法合成的Ag-HA长径比高、分散性好,产物结晶度高、晶粒尺寸大,晶胞参数更小。沉淀法70℃时,Ag-HA平均晶粒尺寸为(22.7±0.7)nm;水热法180℃时,平均晶粒尺寸为(50.7±0.9)nm。银的引入会增大产物晶粒尺寸及晶胞参数,当载银量为1.30%时,平均晶粒尺寸为(53.7±0.9)nm,晶胞参数a=0.9465nm,c=0.6970nm。产物与大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)共培养后结果显示,Ag-HA对两种实验菌均表现出良好的杀菌性能,不同载银量Ag-HA在1,3,6,12,24h后的杀菌率均为100%。

LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_2正极材料掺杂ZrO_2改性研究

采用共沉淀-高温固相法制备出Ni-Mn固溶的LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_2正极材料,并对材料进行ZrO_2掺杂改性,提高其性能。结合X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学性能测试分析对LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_2材料性能进行表征。研究表明:掺杂能改善材料的电化学性能,ZrO_2掺杂量为1.5%,在25℃、2.75～4.35 V下,材料的首次放电比容量为199.8 m Ah/g,循环50次后,容量保持率为89.79%,在-20℃低温下,放电效率为71.68%。同时分析了材料内阻随放电深度的变化,确定材料电化学阻抗值的变化规律。

Pb_3Mn_7O_(15):合成、相变、转换和分解

以MnO2和PbO为原料,采用高温固相法合成Pb_3Mn_7O_(15),采用粉末衍射、SEM和EDS技术,系统研究Pb_3Mn_7O_(15)的合成、相变、转换和分解规律.结果表明:在使用粉末合成法制备Pb_3Mn_7O_(15)时,较为合适的合成温度为850℃,PbO过量度为5%.室温下Pb_3Mn_7O_(15)为正交结构,高温下为六方结构,两者在100~200℃之间的相变是可逆的;亚稳相Pb4Mn9O20在800~850℃不可逆的分解产生Pb_3Mn_7O_(15);Pb_3Mn_7O_(15)在950~1000℃之间发生分解,分解产物为晶态Mn_3O_4和非晶态PbO.

新型层状多阴离子化合物Bi3O3SeBr的晶体结构和物理性质

采用传统高温固相法合成了Bi3O3SeBr,采用粉末衍射、第一性原理计算、漫反射光谱和光电性能测试,系统研究了Bi3O3SeBr的晶体结构和物理性质.结果表明:Bi3O3SeBr为四方晶系,空间群为P4/nmm,晶胞参数a=3.92284(6)A,c=20.23814(3)A.其晶体结构中包含有3种原子层:Bi2O2层,Se离子层和Br离子双层.Se离子层和Br离子双层位于Bi2O2层中间,形成Bi2O2Se和BiOBr结构单元.Bi3O3SeBr可以看做是由Bi2O2Se和BiOBr结构单元沿着c方向共用Bi2O2层而组成的.Bi3O3SeBr为间接带隙的n-型半导体,间接带隙为0.42eV.价带顶部的能态是由Se4p能带所决定,而导带底的能态主要由Bi6p能带构成.在可见光照射下Bi3O3SeBr表现出稳定的光电性能,其光生电流密度为0.70μA/cm^2,高于Bi2O2Se,在光电探测领域具备一定应用前景.

钨青铜相和烧绿石相氟化铁作为锂/钠电池正极材料

氟化铁由于Fe–F键的高离子性和大的理论容量,是发展大容量锂/钠电池的关键候选正极材料.开发其新型矿物相是改善氟化铁类材料本征离子/电子导电率、减少非电化学活性组分辅助、提高其在转换反应和大尺寸离子嵌入方面活性的最有力手段,也是难点所在.本文总结了近年来通过模块化学和开框架策略探索新型结构原型的储能氟化铁的研究进展,特别针对六方钨青铜(HTB)、四方钨青铜(TTB)、烧绿石相(pyrochlore)等进行了介绍,这些成果解决了长期困扰氟基材料的导电性差、掺碳量高、储锂功率密度小、储钠能量密度低等难题.

黄长石型氧离子导体研究进展

具有通式A2B′(B2O7)的层状黄长石结构是由交替的A2大阳离子层和B′(B2O7)四面体层构成。当A位离子为混合的稀土金属元素和碱土金属元素时, B′和B位离子可为同种三价元素离子,比如铝或镓。在B′(B2O7)四面体层中,四面体呈(3, 4)连接从而沿着层堆积方向形成五元环通道。而夹在相邻四面体层中间的A位大阳离子处于五元环通道的八配位环境中。这种特殊的层状结构中不同位置上的阳离子在发生不等价取代或者被氧化时,结构中可以引入一定量的缺陷从而引起局域结构的变化和物理性能的改变。2008年,黄长石镓酸盐材料被发现其稀土离子对碱土金属离子的取代可以引入具有高迁移能力的间隙氧缺陷,在中低温固态氧化物燃料电池电解质材料上呈现了潜在的应用价值,因此具有黄长石型结构的材料及其离子导电性质受到越来越多的关注。总结了自2008年以来基于黄长石结构的氧离子导体在新材料制备、缺陷稳定和迁移机制等方面的研究工作进展。