(Mo_(1/2)Sr_(1/2))^(4+)掺杂Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3无铅压电陶瓷结构及其性能研究

采用传统陶瓷制备工艺制备出了Bi1/2Na1/2Ti1-x(Mo1/2Sr1/2)xO3(简称BNT-MS-100x)系无铅压电陶瓷材料,研究了(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量对BNT基陶瓷材料显微结构和电学性能的影响。研究结果表明,(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂并未影响BNT陶瓷的晶体结构,仍为纯钙钛矿型结构,而且致密性良好。随着(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量增加,居里温度升高,剩余极化强度先增大后减小。当x=0.004时,BNT-MS-100x陶瓷的压电系数最大,d33=104pC/N,介电损耗最小,tanδ=4.11%。

Bi_(1/2)Na_(1/2)Ti_(1-x)(Mo_(1/3)W_(1/3))_xO_3系无铅压电陶瓷介电和压电性能的研究

采用传统固相法制备出了Bi_(1/2)Na_(1/2)Ti_(1-x)(Mo_(1/3)W_(1/3))_xO_3(简称BNT-MW-100x)系无铅压电陶瓷材料,研究了Mo和W掺杂对BNT基陶瓷材料显微结构和电学性能的影响。研究结果表明,Mo和W掺杂并未影响BNT陶瓷的晶体结构,仍为纯钙钛矿型结构,而且致密性良好。当x=0.9%时,BNT-MW陶瓷的压电常数最大,d_(33)=108 pC/N,平面机电耦合系数最大,k_p=0.153。

同步氨化/碳化法制备MXene/C平面多孔复合电极

MXene是一种新型二维过渡金属碳/氮化物,具有优异电化学性能的赝电容型超级电容器电极材料。本研究尝试用同步氨化/碳化制备MXene平面多孔电极。以滤纸为多孔平面模板,通过浸渍-烘干的手段把MXene固定在滤纸的纤维上,然后在氨气的气氛中热处理,得到了MXene/C平面多孔复合电极。分析结果表明:MXene纳米片均匀包覆在由滤纸碳化形成的碳纤维上。当浸渍5次时,在2 mV/s的扫速下测试,制备出的复合电极的面积比电容达到403 mF/cm^2。在电流密度为10 mA/cm^2下进行恒流充放电循环测试2500次后,比电容仍然与初始电容几乎相同,表现出良好的倍率性能和循环稳定性。在不使用高分子粘合剂和金属集流体的情况下,同步氨化/碳化法制备出的MXene/C平面多孔复合电极表现出优良的电化学性能。

CaFeO_(2.5)掺杂对PSZT压电陶瓷微观结构及电性能的影响

采用常规固相法制备了CaFeO2.5掺杂改性的Pb0.95Sr0.05(Ti0.47Zr0.53)O3压电陶瓷.利用X射线衍射、扫描电镜、精密阻抗分析仪等技术分析表征了该体系的微观结构及电性能.结果表明:CaFeO2.5掺杂促进了PSZT陶瓷的致密化,抑制了晶粒长大.CaFeO2.5掺杂引起晶格畸变,随CaFeO2.5掺杂量的增加,四方晶格发生膨胀,四方度增大;缺陷偶极子增加,降低了压电性能并出现了类似于反铁电性质的电滞回线"束腰"现象.

磷酸铁锂的高性能化研究进展

工业革命以来,科技的迅速发展不断丰富着人类的物质生活,与此同时化石能源(石油、煤炭、天然气等)大量消耗,二氧化碳排放逐年增加,全球变暖趋势加剧。燃油汽车是石油消耗的主力军。为落实“双碳”战略目标,新能源汽车发展迅猛。作为新能源汽车的动力来源,动力电池备受关注。开发价格低廉、资源丰富、安全性优异的动力电池是发展新能源汽车的重中之重。目前磷酸铁锂(LiFePO_(4))和三元正极材料广泛用作混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle,HEV)和电动汽车(Electrical Vehicle,EV)锂离子电池中。前几年,受国家补贴政策影响,由于能量密度比三元正极材料低,LiFePO_(4)正极材料的出货量几乎停止增长,而三元正极材料一路高歌猛进,占据了新能源汽车的主要市场。随着补贴政策的退出,具有橄榄石结构的LiFePO_(4)因其具有成本低、安全性高、环境友好等诸多优点又重新获得青睐。同时,由于刀片电池等结构设计上的技术进步,LiFePO_(4)电池的能量密度大幅提高。2021年LiFePO_(4)正极材料的出货量超过三元正极材料,达到47万吨。然而,LiFePO_(4)较低的电子电导率(<10^(-9)S cm^(-1))和Li+离子扩散系数(10^(-14)cm^(2)s^(-1)~10^(-16)cm^(2)s^(-1)),严重阻碍了其在动力电池领域的进一步扩展。基于市场对新能源汽车快速充放电的现实需要,提升LiFePO_(4)的电化学性能刻不容缓。目前的策略主要包括通过改善合成条件控制晶体的尺寸和取向、表面包覆、掺杂、缺陷控制等。本文从锂离子电池的组成及工作原理出发,结合LiFePO_(4)的晶体结构特征和充放电机制,深入探讨了LiFePO_(4)高性能化的研究进展,并提出了LiFePO_(4)未来的研究方向和发展趋势。

CeO_2掺杂对SrNa_(0.5)Bi_(4.5)Ti_5O_(18)高温无铅压电陶瓷性能的影响

用固相合成法制备SrNa0.5Bi4.5Ti5O18+x%(质量分数)CeO2(SNBTCx)铋层状无铅压电陶瓷,研究了CeO2掺杂对SNBTCx陶瓷微观结构和电性能的影响。结果表明,CeO2掺杂并未改变SNBTCx陶瓷的晶体结构,所有样品均为单一的铋层状结构陶瓷;CeO2掺杂没有使SNBTCx陶瓷居里温度发生明显变化,居里温度均高于560℃;随着CeO2掺杂量的增加SNBTCx陶瓷材料的介电常数减小,但是其介电损耗先增大后减小。当CeO2掺杂量为0.3%(质量分数)时SNBTC0.03陶瓷具有最优电性能:Tc=567℃,d33=29 p C/N,tanδ=0.015,且在500℃退极化处理后,其d33仍保持在22 p C/N以上,说明SNBTC0.03陶瓷可在高温下应用。