钼掺杂提升无钴高镍LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)正极材料倍率性能和循环稳定性研究

由于钴价格的不稳定,无钴高镍LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)被认为是未来有潜力的正极材料,但是倍率性能弱和循环寿命短的问题阻碍了其商业化。通过Mo元素对无钴高镍LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)正极材料进行掺杂改性,延缓材料在充电阶段的有害相变,进而提升材料的倍率性能和循环稳定性。在1C倍率下,循环500圈后有着73.3%的容量保持率;即使在10C的高倍率下,依然有着152.05mAh/g的高放电容量。本研究为用于电动汽车的锂离子正极材料提供了新的选择。

锂离子电池高镍正极材料的合成与改性研究进展

电动汽车、智能手机等领域的迅速发展促使人们开发高能量密度、长寿命、高安全性和低成本的锂离子电池。高镍材料具有比容量高、成本较低的优点,近年来成为锂离子电池正极材料的研究热点。然而,其表面残锂、阳离子混排、表面重构和晶界微裂纹等问题降低了高镍正极材料的安全性和稳定性。对高镍正极材料近期的研究进展和未来的发展方向进行了总结和展望。

爱在“艾滋婚姻”

陈岩,吉林省永吉县口前镇人,于1995年5月卖血时感染艾滋病病毒.他是吉林省以真实姓名、真实面目面对新闻媒体的首位艾滋病病毒感染者.2003年12月,中央电视台<东方时空>栏目连续5天播出了他和已经病逝的妻子创办艾滋病"自救互助家园"的感人故事,在全国引起了强烈反响.小丁(化名)也是永吉县的一位艾滋病病毒感染者,2003年末,同为艾滋病病毒感染者的丈夫去世后,经过近半年时间相处,她和陈岩勇敢地走到了一起.2004年4月22日,他们举行了隆重的婚礼.这是我国首例两个艾滋病破碎家庭的重新组合.近日,笔者赶赴永吉县,采访了新婚燕尔中的陈岩夫妇,了解到了他们背后的感人故事.

W^(6+)掺杂调控微结构增强LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)高镍正极材料的循环稳定性

电动汽车等应用领域对锂离子电池能量密度的需求日益增长,LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)因其高比容量和价格适中等优势受到了广泛的关注,有潜力成为下一代锂离子电池正极材料。然而,锂镍混排、H2-H3相变引起的微裂纹和表面副反应等问题导致LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)的充放电循环稳定性较差。通过掺杂W^(6+)对LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)的微结构进行了有效调控,并调节一次晶粒的表面能使其由无序堆积的不规则形状转变为径向有序排列的细长条状。该微结构特征可以抑制LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)的应力累积和微裂纹的形成,同时为Li+提供了丰富的扩散通道,有效提高了LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)正极材料的循环稳定性和倍率性能。当W^(6+)掺杂量为1%(摩尔分数)时,LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)改性样品在0.1 C倍率下的放电比容量高达231.2 mA·h/g,在0.5 C倍率下放电比容量为213.3 mA·h/g,循环150次后容量保持率达93%。该微结构调控策略为提高LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)高镍正极材料的循环稳定性提供了一种思路。

阳离子无序Li_(3)V_(2)O_(5)纳米棒正极材料的制备与充放电循环稳定性调控

高比容量正极材料的研发对进一步提升锂离子电池的能量密度具有重要的意义。Li_(3)V_(2)O_(5)正极材料的实际比容量较高,可达240 mA·h/g以上,近年来引起了人们的广泛关注。然而,由于锂离子传输动力学不足以及不可逆相变共同导致Li_(3)V_(2)O_(5)具有充放电循环稳定性较差的问题,限制了其作为锂离子电池正极材料的应用。在前期研究基础上制备了Co^(3+)掺杂Li_(3)V_(2)O_(5)纳米棒材料,一方面通过形成一维结构避免充放电循环过程中的应力累积,另一方面通过形成键能更强的Co—O键提高材料结构的稳定性。此外,Co^(3+)掺杂还扩大了晶格间距并提高了V4+的比例,最终使Li_(3)V_(2)O_(5)正极材料的锂离子扩散系数和充放电循环稳定性获得显著改善。1%(摩尔分数)Co^(3+)掺杂Li_(3)V_(2)O_(5)样品(1%Co-LVO)在50 m A/g电流密度下的首次放电比容量达256.43 mA·h/g,循环100圈后容量保持率达到77.3%,与未掺杂样品相比提升了28%。与文献相比,1%Co-LVO样品的容量衰减率具有显著的优势(0.23%/圈),为高能量密度锂离子电池正极材料Li_(3)V_(2)O_(5)的制备与性能调控提供了一定的参考。

氯掺杂富锂正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.5)4O_(2)调控晶格氧反应活性及电化学性能

富锂正极材料因具有能量密度高、电压窗口大等优点受到关注,然而首次Coulombic效率低、循环性能差等缺点阻碍了其商业化应用。采用共沉淀法并通过不同摩尔比的氯离子(Cl^(-))掺杂制备了Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_(2-x)Cl_(x)(x=0,0.025,0.050,0.100)富锂正极材料。通过X射线光电子能谱、原位X射线衍射和恒电流间歇滴定等技术系统研究了Cl^(-)掺杂对其电化学性能提升的调控机制。结果表明:Cl^(-)掺杂量为0.05时,该正极材料在0.2 C倍率下首次Coulombic效率由72.8%提升至81.5%,在1 C倍率下经200圈循环,容量保持率由57.9%提升至79.1%。材料优异的电化学性能归因于Cl^(-)掺杂能调控材料中O^(2-)的电化学行为,使其更多氧化为O^(n-)(n<2),抑制O_(2)的产生和逸出,减小结构的破坏。同时,由于Cl^(-)具有较大的离子半径,能扩大富锂材料的层间距,降低极化过电位,加快锂离子扩散速率,因此有效提升富锂正极材料的首次Coulombic效率和循环性能。

乙醇胺强化解离WO_(3)·H_(2)O微米片制备柔性WOx电致变色器件

WO_(3)电致变色器件具有变色响应时间短、光学对比度高等优点,在汽车后视镜、智能窗等领域具有重要应用。近年来,随着可穿戴电子设备的迅速发展,柔性WO_(3)薄膜的制备成为柔性电致变色器件领域的研究热点。但WO_(3)结晶温度较高,而受聚合物衬底可耐受温度的限制,通常需要采用磁控溅射、电子束蒸镀等真空气相沉积技术制备晶态柔性WO_(3)薄膜。此技术对设备要求高,且所制备的薄膜结构较致密,不利于电解液的渗透和电解质离子的快速脱嵌。采用液相回流化学法预合成了结晶态WO_(3)·H_(2)O微米片粉体,首次采用乙醇胺等胺类分子使WO_(3)·H_(2)O强化解离为高度分散的纳米粒子胶体溶液,经旋转涂覆液相成膜技术制备成柔性晶态WO_(x)薄膜并应用于柔性电致变色器件。机理研究表明,胺基官能团与WO_(3)·H_(2)O微米片的强界面相互作用产生的电荷斥力使其迅速解离。所制备的柔性WO_(x)电致变色器件的着色和褪色时间分别为5.9 s和5.4 s,着色效率最高可达146.7 cm^(2)/C,经200次弯折后仍具有较好的性能。