压痕-急冷技术表征Co包覆Al_2O_3／TiC复合材料的抗热震性能

采用压痕-急冷技术测试了Al2O3／TiC(AT)和Co包覆Al2O3／TiC(ATC)两种复合材料的抗热震性能．实验结果表明,ATC复合材料的抗裂纹扩展能力与抗循环热震性能都优于AT,ATC的临界温差ΔTC比AT高25℃．诸抗热震参数R、R’、RIV和Rst的计算结果也表明,ATC的抗热震断裂能力和抗热震损伤能力均高于AT．少量Co的添加,虽然对ATC复合材料的热物理参数改变很小,甚至可以忽略,但却大幅度提高了复合材料的抗弯强度和断裂韧性,因而ATC具有较高的抗热震参数．ATC复合材料较好的抗热震性主要是其较高的抗弯强度及断裂韧性的贡献．

Al_2O_3包覆尖晶石型LiMn_2O_4的研究

对尖晶石型LiMn2O4表面进行Al2O3包覆,并对其材料结构和电化学性能进行研究.结果表明,Al2O3包覆可有效降低Jahn-Teller畸变,提高电化学性能.当Al的包覆量为3.0%时,材料的放电比容量与循环性能达到最佳,首次放电比容量为113.5 mAh/g,20次循环后,比容量衰减至87.6 mAh/g,容量保持率为77.2%.

用溶胶-凝胶法在LiCo_(0.05)Mn_(1.95)O_4表面包覆Al_2O_3

首次以异丙醇铝为原料,采用溶胶凝胶法在LiCo0.05Mn1.95O4表面包覆了一层稳定的Al2O3膜。用X射线衍射、扫描电镜及其能谱对包覆前后LiCo0.05Mn1.95O4的结构进行了表征,并测试了样品在常温(25 ℃)和高温(55 ℃)时的电化学性能。研究表明,经Al2O3包覆处理后的LiCo0.05Mn1.95O4有效抑制了LiCo0.05Mn1.95O4与电解液之间的恶性相互作用,降低了Mn的溶解,稳定了LiCo0.05Mn1.95O4的结构,改善了LiCo0.05Mn1.95O4的循环性能。并研究了Al2O3不同包覆量对LiCo0.05Mn1.95O4电化学性能的影响,以Al2O3包覆量为0.5 %(质量百分数)的CAl0.5样品的循环性能较优。

Al_2O_3包覆LiMn_2O_4阴极材料的动力学研究

在尖晶石LiMn2O4颗粒表面包覆Al2O3,获得结构稳定、循环性能优异的锂离子蓄电池阴极材料。采用X射线衍射研究材料晶体结构,通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗(EIS)来研究锂离子在材料中脱嵌和嵌入的动力学机理。电极材料包覆Al2O3以后,交流阻抗图谱上显示有两个半圆和一条斜线,而未包覆的LiMn2O4只有一个半圆和一条斜线。这表明经过Al2O3包覆后,LiMn2O4活性材料与电解液的直接接触被隔断。相应的等效电路也给出,以评估反应动力学。

Al2O3包覆对富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2的电化学性能影响

采用水热法合成富锂三元正极材料,探究了最佳包覆比例下Al_2O_3包覆对材料的电化学性能影响.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了富锂三元正极材料的表面形貌和结构,通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)技术分析了材料电化学性的影响因素.结果表明,通过异丙醇铝水解制得了氧化铝包覆层,提高了材料的比容量,稳定了材料的结构.

Al2O3包覆对Na0.44MnO2正极材料高温储钠性能的改善

Na0.44MnO2具有特殊的三维隧道结构和良好的化学稳定性,是一种理想的钠离子电池正极材料。本文研究了Na0.44MnO2正极材料的高温电化学性能,采用液相法对Na0.44MnO2正极材料进行Al2O3包覆改性,并通过电化学、形貌分析、结构分析、化学成分表征等方法研究Al2O3包覆的改性机制。结果表明:Al2O3包覆层有效地隔离了Na0.44MnO2与电解液的直接接触,缓解了高温下锰的溶解,从而维持了稳定的电极/溶液界面结构。Na0.44MnO2@Al2O3在55℃下的电化学性能相比未包覆Na0.44MnO2有显著提升:循环100次后容量保持率达79.2%,远高于未包覆的66.5%;在10C(1C=120 mAh·g^-1)的大电流密度下放电比容量达到63.6 mAh·g^-1,而未包覆的仅有12.3 mAh·g^-1。

Al_2O_3-氮化硼纳米晶包覆的3%氧化钇稳定的四方氧化锆多晶复合陶瓷粉体的制备

目的研究非均相沉淀法制备3%氧化钇稳定的四方氧化锆多晶陶瓷(3Y-TZP)/3%Al_2O_3复合粉的最佳pH值;3Y-TZP/3%Al2O3/10%BN双相包覆中,合成Al_2O_3及非晶氮化硼(BN)的最佳热处理温度。方法不同pH值(6.5、7.5、8.5、9.5)下,通过非均相沉淀法合成Al_2O_3前驱体包覆3Y-TZP粉,通过透射电镜(TEM)选出包覆形貌较均匀的一组。将此pH下制备的复合粉经不同的温度(800、1 000、1 200、1 400 ℃)处理后,硼酸尿素反应烧结法(N_2保护下,850 ℃煅烧5 h,850 ℃煅烧3 h及800 ℃煅烧5 h,800 ℃煅烧3 h)合成10%BN包覆3Y-TZP/3%Al_2O_3粉,通过TEM、能谱分析及X射线衍射(XRD)选出形貌及相组成最佳的一组。结果当pH值为8.5时,3%Al2O3前驱体均匀地包覆在3Y-TZP颗粒周围;3%Al_2O_3前驱体经1 200 ℃煅烧,再包覆10%BN,在N_2保护下800 ℃煅烧5 h,此时可见3Y-TZP颗粒周围包覆Al2O3及非晶BN,3Y-TZP/3%Al_2O_3/10%BN复合粉中Al-B-O化合物较少,且t-ZrO_2所占的比例最多。结论合成Al_2O_3前驱体包覆3Y-TZP的最佳p H值为8.5;双相包覆中,Al_2O_3前驱体的最佳处理温度为1 200 ℃,合成非晶BN的适宜条件为N_2保护下800 ℃煅烧5 h。

高电压型纳米Al_2O_3包覆LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的制备和电化学性能

利用溶胶一凝胶法在LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2颗粒表面包覆一层纳米级厚度的Al2O3，提高了其高截止电压下的循环性能和倍率。陛能。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜法（TEM）对所制备材料进行结构和微观形貌表征，通过充放电测试对材料的电化学性能进行分析。结果表明：Al2O3包覆层对材料的结构和微观形貌没有影响；Al2O3的最佳包覆量为2．O％（质量分数），此时包覆层的厚度为20∽30nm。在2．8∽4．5V电压范围内。未包覆的LiNi1/3Co1/3mMn1/3O2在0．2C时的首次放电比容量为175mAh／g，50次循环后容量保持率只有91．8％；经Al2O3包覆的LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2在0．2C下，首次放电比容量达到181mAh／g，经50次循环后容量保持率仍可达到97．4％。且在5C放电条件下，其放电比容量可达152mAh／g，显示了该包覆材料在高能量密度长寿命锂离子电池中将具有很大的应用潜力。

锂离子电池正极材料Li[Li_0.20Ni_0.128Co_0.136Mn_0.536]O2的研制

采用共沉淀法得到前驱体M(OH)2(M=Ni、Co、Mn)后与氢氧化锂(LiOH.H2O)进行高温固相反应得到锂离子电池正极材料Li[Li0.20Ni0.128Co0.136Mn0.536]O2,并对该材料进行Al2O3包覆。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和电化学测试手段对产物的结构、形貌以及电化学性能进行研究。XRD结果表明合成的材料具有典型的α-NaFeO2层状结构,包覆后结构没有变化。SEM照片显示前驱体以及包覆前后颗粒粒径均在10μm左右。在0.1 C下,材料的首次放电比容量达到210.2 mAh/g,循环80次后降为153.4 mAh/g。Al2O3包覆后,同样条件下首次放电比容量为220.5 mAh/g,80次循环后比容量保持在211.5 mAh/g,说明包覆后材料的循环寿命得到了显著提高。

表面包覆Al_2O_3对3Y-TZP陶瓷烧结致密化及时效敏感性的影响（英文）

采用非均相沉淀法在3 mol%氧化钇稳定的氧化锆粉体表面包覆0.5%-1.5%（质量分数）的Al2O3,研究了包覆Al2O3对3Y-TZP陶瓷的致密化及时效敏感性的影响。实验采用热膨胀仪测定氧化锆生坯的致密化过程,生坯经1450℃烧结致密化后,测试烧结体的密度、平均晶粒直径和机械性能。采用XRD、SEM表征材料的显微组织。结果表明：相比于传统的共沉淀法,通过表面包覆的方式向氧化锆中加入少量的Al2O3更能促进3Y-TZP陶瓷的烧结致密化。表面包覆少量Al2O3的3Y-TZP可在1350-1400℃烧结致密化。此外,表面包覆Al2O3能显著降低3Y-TZP陶瓷的时效敏感性,这与大量Al3＋在3Y-TZP陶瓷晶界的偏聚有关。

Al掺杂及Al_2O_3表面包覆改性尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能

合成了含1.5(wt)%Al2O3表面包覆的LiMn2O4和不同摩尔量Al体相掺杂的LiAlxMn2-xO4(x=0.1,0.2,0.3,0.4)电极材料。利用XRD和FSEM对制备材料的物相和形貌进行表征。结果表明,表面包覆和体相掺杂没有改变尖晶石LiMn2O4的晶体结构,所有衍射峰都归属于Fd3m空间群,但其衍射峰向高角度方向移动;表面包覆后在尖晶石LiMn2O4电极材料表面可见Al2O3颗粒较为均匀地分布,而掺Al后的电极材料颗粒呈近似立方体结构,在400～600nm间较为均匀地分布。恒流充放电测试表明,表面包覆和体相掺杂可以显著提高LiMn2O4电极材料的电化学循环性能,其中1.5(wt)%Al2O3表面包覆的LiMn2O4和LiAl0.2Mn1.8O4具有相对较好的电化学性能,其初始放电容量同为99.7mAh/g,经过50周循环后,容量的保持率分别为87.4%和88.4%。LiAl0.3Mn1.7O4电极材料在首次充电过程中,3.85V之前其电化学阻抗谱(EIS)由高频区的半圆和中低频区一段圆弧组成,随极化电位升高,圆弧不断缩小,至3.95V时演变为较为完整的半圆,同时在EIS低频区出现了与锂离子扩散相关的斜线。电极材料表面上SEI膜电阻和厚度随电极极化电位升高而减小,电荷传递电阻则先减小后增大,且LiAl0.4Mn1.6O4的电荷传递电阻比LiAl0.3Mn1.7O4要小得多。

纳米Al_2O_3包覆ZrO_2/Y_2O_3热障涂层的制备及性能研究

将耐热合金钢基体进行活化处理后,以Ni Co Cr Al Y为粘接过渡层,采用等离子喷涂法和喷枪快速喷涂工艺相结合制备包覆复合粉体Al_2O_3-Zr O_2/Y_2O_3和未包覆粉体Zr O_2/Y_2O_3的2种不同厚度的热障涂层材料样品,通过涂层的结合强度试验、涂层微观结构和高温隔热试验比较相同厚度的2种陶瓷涂层的结合强度及隔热效果,并探讨涂层厚度与隔热效果的关系。结果表明:采用纳米Al_2O_3包覆Zr O_2/Y_2O_3粉体制备的热障涂层其结构和性能都优于未包覆粉体Zr O_2/Y_2O_3制备的热障涂层,且该热障涂层隔热性能随涂层厚度的增加而提高,温度越高性能优势越明显。

氧化铝包覆二硫化钼复合粉体的制备与表征

通过Al(NO3)3.9H2O水解,利用非均匀成核方法制备了MoS2/Al2O3的复合粉体,对复合粉体制备的工艺条件进行了研究,并利用SEM/EDS、TEM、XRD等方法对样品进行表征。结果表明:Al3+浓度、pH值、反应温度及滴定速度是影响包覆效果的主要因素,制备MoS2/Al2O3复合粉体的最佳工艺条件是Al3+浓度为0.17 mol/L,pH值为8,反应温度为75℃,滴定速度为3 mL/min。

XANES研究Al_2O_3包覆LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2材料的稳定性

采用溶胶凝胶水解法在LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2(NCM)表面包覆了0.5 wt%Al2O3.透射电镜(TEM)表明在NCM表面形成了均匀的Al2O3包覆层;分别采用恒电位极化及热重分析(TG)研究了包覆前后NCM的析氧特性;采用X射线吸收近边结构谱(XANES)研究了包覆前后O的电子结构.结果表明,包覆后的NCM析氧量更少;Al2O3包覆使得NCM表面层中与金属3d轨道杂化的O比例减少,而更稳定的、与金属4sp轨道杂化的O比例增加.这些因素导致Al2O3包覆后的NCM更加稳定、安全性更高.

Al2O3包覆Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2富锂正极材料的电化学性能

用溶胶凝胶法制备了Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2富锂锰基正极材料,用均匀沉淀法对其进行不同比例Al2O3的表面包覆改性,并对其进行XRD、TEM表征和电化学性能分析。结果表明,包覆后的材料保持了原来的层状结构,Al2O3均匀地包覆在材料颗粒表面形成纳米级包覆层。在0.1C、2.0~4.8 V条件下Al2O3包覆量(质量分数)为0.7%的正极材料首次放电容量为251.3 mAh/g,首次库仑效率达到76.1%,100次循环后容量保持率达92.9%。包覆Al2O3抑制了循环过程中的电压衰减,适量的Al2O3包覆使正极材料的电化学性能提高。

高首效长寿命硅碳复合材料的制备及其电化学性能

本工作以氧化亚硅(SiO)、沥青、硝酸铝和氢化锂为主要原料,通过层-层包覆和一系列化学反应,制备了SiO@C@Al2O3和Li-Si-O@C@LiAlO2的三明治结构的硅碳复合材料。采用SEM、TEM、XRD和激光粒度分析仪等对制备样品进行了微观形貌表征和物相结构分析,采用CR2032扣电评估不同材料的可逆比容量、首效和循环性能,结果表明,相比于普通SiO@C,改性后的SiO@C@Al2O3和Li-Si-O@C@LiAlO2复合材料在首效和循环性能上提升明显,呈现出优异的电化学性能。本工作制备方法操作简单、成本低,适合工业化生产。