掺Nd纳米ZnO薄膜特性研究

研究了用真空蒸发法在玻璃衬底上制备稀土掺杂纳米ZnO薄膜结构、导电性及光透射性能。结果显示 ,在 5 0 0℃氧化、热处理稀土元素Nd掺杂后能够明显改善纳米ZnO薄膜的结构特性 ,薄膜的晶粒尺寸随掺杂含量的增加而减小。掺Nd使ZnO薄膜的电性能有所改善但使纳米ZnO薄膜的光透射性有所降低。

非化学计量比调控高电压尖晶石正极材料电化学性能研究

用一种简单的方法制备了高性能的高电压尖晶石正极材料,主要是调控正极材料中锂与过渡金属的摩尔比,即通过Ni_(0.25)Mn_(0.75)(OH)_2与Li_2CO_3进行高温固相反应制备了非化学计量比的Li_(1.05)Ni_(0.5)Mn_(1.5)O_4和化学计量比的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石型高电压正极材料。用扫描电子显微镜、X射线衍射、中子衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱以及循环伏安曲线对其形貌、晶体结构及元素价态和电化学性能进行了表征。研究发现,非化学计量比的Li_(1.05)Ni_(0.5)Mn_(1.5)O_4中由于金属离子随机分布于16 d位置,所以Ni/Mn阳离子无序化程度更高。非化学计量比的高电压正极材料具有更为优异的倍率性能,并且在400次循环后比容量保持率高达91.2%。同时,原位X射线衍射测试结果表明,在充放电过程中非化学计量比的高电压正极材料发生连续单一的相转变,可以提高晶体结构的稳定性。因此,非计量比的尖晶石Li_(1.05)Ni_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料在高能量密度的锂离子电池中具有更广阔的应用前景。

高温型锰酸锂正极材料的晶体形貌控制和电化学性能

尖晶石锰酸锂动力电池循环寿命较短和储藏性能差的主要原因之一是锰酸锂的锰易溶解于电解液中,特别在高温下(60℃)锰的溶解尤为严重.目前,锰酸锂的高温容量衰减机理虽已得到广泛的研究,但主要集中在脱嵌锂过程中的结构变化与容量之间的关系上.事实上,锰酸锂表面结构(晶面)及其界面反应很大程度上影响Mn的溶解.本文在控制锰酸锂氧缺陷的基础上,通过结合设计类球形锰酸锂单晶颗粒,可以减小其(111)晶面的面积,从而减少锰的溶解,进而提高锰酸锂材料的晶体结构稳定性和高温循环性能.结果表明,由这种类球形锰酸锂正极材料制作成的18650型电池具有优异的循环性能,在常温下1 C倍率充放电循环2500次后,电池容量保持率维持在80%左右;即使在60℃高温下,400次循环后,容量保持率仍达80%.