Sm^(3+)掺杂Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_(3)无铅多功能铁电陶瓷的储能和光致发光性能

通过高温固相反应法制备了Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_(3)∶xSm^(3+)(BCTZ∶xSm^(3+),x=0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%,物质的量分数)陶瓷,系统研究了其微观形貌、铁电性能、储能性能和光致发光性能。研究表明,Sm^(3+)掺入后,陶瓷平均晶粒大小明显下降,致密度显著提高。所有陶瓷均表现出典型的铁电性。BCTZ∶xSm^(3+)陶瓷放电储能密度得到了极大的提高,BCTZ∶1.0%Sm^(3+)陶瓷放电储能密度较纯BCTZ陶瓷可提高约49.0%。此外,在408 nm光的激发下,BCTZ∶xSm^(3+)陶瓷在596 nm左右表现出强烈的橙红色发光,且发光强度相对可调性可达449%。

两步烧结法制备BiFeO_(3)-(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Zr_(0.10)Ti_(0.9)0)O_(3)陶瓷的性能研究

在BiFeO 3中引入钙钛矿氧化物(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Zr_(0.10)Ti_(0.9)0)O_(3)可有效改善陶瓷的铁电性能,但采用传统固相法制备陶瓷时烧结温度高,导致材料内部缺陷较多。本文利用高温(T_(1))短时烧结和低温(T_(2))长时保温的两步烧结法,研究T 1对0.7BiFeO_(3)-0.3(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Zr_(0.10)Ti_(0.9)0)O_(3)-0.15%(质量分数)MnCO_(3)(简写为0.7BF-0.3BCZT)陶瓷相组成、微观结构、铁电和介电性能的影响。结果表明:所制备的陶瓷为纯相,其相结构为菱方和赝立方相共存。随着T 1的升高,陶瓷的密度、介电常数和剩余极化强度呈先增加后降低趋势。在T 1=1040℃时,陶瓷具有最优的介电和铁电性能,此时最大介电常数和剩余极化强度分别为6706.10和8.53μC/cm^(2)。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.45)Co_(0.10)Mn_(0.45)O_2的合成及电化学性能

以Li2CO3和Ni-Co-Mn三元系氧化物为原料,在空气中通过固相反应制备LiNi0.45Co0.10Mn0.45O2。研究反应条件对产物结构的影响,采用扫描电镜(SEM)表征样品的形貌,用粒度分析、振实密度和比表面测定等手段比较不同合成条件对产物性能的影响。研究结果表明:当n(Li)/n(M)不同时合成的产物性能差别很大,较适宜的n(Li)/n(M)为1.4/1;球磨可以提高产物的振实密度和比表面,并且对改善材料电化学性能有显著影响,在2.75～4.25 V电压范围内LiNi0.45Co0.10Mn0.45O2首次放电比容量达到125.9 mA.h/g,50次循环后放电比容量为128.7 mA.h/g。

K_4CuNb_8O_(23)掺杂对K_(0.44)Na_(0.52)Li_(0.04)Nb_(0.86)Ta_(0.10)Sb_(0.04)O_3压电陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了K0.44Na0.52Li0.04Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3+xmol%K4CuNb8O23(0≤x≤2)(简称LF4-KCN)无铅压电陶瓷,使用XRD、SEM、Agilent4294A精密阻抗分析仪等对该体系的相组成、显微结构、压电及介电等性能进行表征。XRD分析表明,随着KCN含量的增加,室温时样品由四方相向正交相转变,且当x≥1时,出现K6Li4Nb10O30杂相。SEM分析表明,掺入KCN后,样品晶粒尺寸减小,晶粒轮廓清晰。随着KCN含量的增加,在100℃附近的介电常数温度曲线上出现第二介电常数极大值,即正交→四方铁电相变温度TO-T,同时居里温度TC向低温方向移动。KCN掺杂量对LF4的电性能有很大影响,表现为"硬性"掺杂,其压电常数d33,平面机电耦合系数kp,1kHz频率下的介电损耗tanδ和介电常数εr均随着KCN含量的增加而降低,而机械品质因素Qm整体提高,样品的密度也显著增大。

LiNi_(0.85)Co_(0.10)Al_(0.05)O_2正极材料合成及表征

以LiOH·H_2O,Ni_2O_3,Co_2O_3和Al(OH)_3为原料,采用固相反应法合成Co-Al共掺入LiNiO_2的化合物LiNi_(0.85)Co_(0.10)Al_(0.05)O_2,由TG-DTA,XRD,SEM,DSC和电化学测试表征材料。结果表明,该材料首次放电容量达186.2mAh／g(3.0V～4.3V,18 mA／g),10次循环之后,容量还有180.1 mAh／g,容量保持率为96.7％；与未掺杂的LiNiO_2相比,该材料显示出良好的循环性能,且热稳定性也有所提高,是一种很有应用前景的锂离子电池正极材料。

(Pb_(0.90)La_(0.10))Ti_(0.975)O_3/LaNiO_3薄膜的射频磁控溅射制备和性能研究

采用射频磁控溅射技术,以LaNiO3(LNO)作为过渡层,在SiO2/Si(100)、Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上分别获得了(100)、(110)取向的(Pb0.90La0.10)Ti0.975O3(PLT)铁电薄膜。研究了LNO/Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)和LNO/SiO2/Si(100)基底对PLT薄膜微结构和铁电性能的影响。实验结果表明,与在LNO/Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上沉积的(110)取向的PLT薄膜相比较,在LNO/SiO2/Si(100)基底上沉积的高度(100)取向的PLT薄膜具有更好的微结构和更高的剩余极化强度,其2Pr为40.4μC/cm2。

煅烧温度对Ba_(1.2)Ca_(0.64)SiO_4∶0.10Eu,0.06Mn粉体发光性能的影响

以MCM-41为硅源,在800～1100℃下合成了Ba1.2Ca0.64SiO4∶0.10Eu,0.06Mn荧光粉,研究了煅烧温度对荧光粉发光性能的影响.实验结果表明,Eu2+的蓝绿光发射带的强度与宽度随煅烧温度的升高先增大后减小,在1 000℃时强度达到最大.最大发射峰位随温度的升高而发生红移,由800℃C和900℃时的450nm移至1 000℃和1 100℃时的480 nm.Mn2+的红光发射起源于Eu2+发射光的激发,其强度随温度的升高而增大.与Mn2+发生能量传递作用的Eu2+主要位于10配位的M(1)格位.

La_(1.90)Sr_(0.10)Mo_2O_(9-α)的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了La1.90Sr0.10Mo2O9-α固体电解质材料.采用氧浓差电池、电化学工作站等方法对样品进行了表征.结果表明,制得的样品在600-800℃下氧浓差电池电动势的实测值与理论值吻合的很好,氧离子迁移数为0.994 4-0.998 3,表明样品在该温度范围内为一纯氧离子导体;干燥空气气氛下电导率随温度升高呈线性增大,800℃时达到最大值1.79＊10^-3S.cm^-1.

高分子网络凝胶法制备纳米SrCe_(0.90)Y_(0.10)O_(2.95)粉体

丙稀酰胺为单体,N,N'-亚甲基双丙稀酰胺为网络剂,通过高分子网络法制备固体电解质纳米SrCe0.90Y0.10O2.95粉体,制得粉体粒度范围在31～50 nm.利用X-射线衍射测定其结构,通过透射电镜测量其形貌.由红光谱可以得知粉体中的网络剂和单体在450℃以上才能完全分解,通过X-射线衍射可以知道在650℃时主要合成了Ce2Y2O7、Ce2Sr2O5、和CeO2三相,在1000℃时已经基本形成较完整的晶体结构.

锂离子电池正极材料LiNi_(0.70)Co_(0.20)M_(0.10)O_2软化学合成及结构与性能

采用软化学的方法合成了LiNi0.70Co0.20M0.10O2(M=Al,Mn)锂离子电池正极材料,分析了材料的结构及电化学特性。XRD分析发现采用软化学法合成的两试样其衍射峰比较尖锐,强度较高,说明试样结晶良好,Al、Mn均达到了连续固溶,形成了LiNi0.70Co0.20M0.10O2(M=Al,Mn)固溶体。采用两种方法初步估算了LiNi0.70Co0.20Al0.10O2在充放电过程中的扩散系数的数量级为10-11～10-12cm2/s;采用软化学法制备的LiNi0.70Co0.20M0.10O2(M=Al,Mn)正极材料无论从结构还是电化学性能上均表现出较好的综合性能。

钛锡酸锶钡Ba_(1-x)Sr_xTi_(0.90)Sn_(0.10)O_3陶瓷的结构与介电性能(英文)

采用传统陶瓷工艺制备了一系列的钛锡酸锶钡Ba1-xSrxTi0.90Sn0.10O3陶瓷。通过X射线衍射分析了样品的相结构,采用扫描电子显微镜描述了样品的形貌。还研究了介电常数和介电损耗随温度和电场的变化。试验结果表明:用传统的固相反应法制备的钛锡酸锶钡陶瓷的相结构为钙钛矿结构。随着烧结温度的提高,介电常数的峰值呈显著增加,介电损耗在铁电区增加但在顺电区没有明显变化。当Sr的掺入量为14%时得到最大的可调率为82.6%。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.85)Co_(0.10)(TiMg)_(0.025)O_2合成及表征

以LiOH·H2O、Ni2O3、Co2O3、TiO2和Mg(OH)2为原料,应用固相反应法合成Co-Ti-Mg共掺杂的LiNiO2化合物LiNi0.85Co0.10(TiMg)0.025O2;TG-DTA、XRD、SEM和电化学测试表明,该材料首次放电容量达182.7 mAh/g(3.0～4.3 V,18 mA/g),10次循环之后,容量还有175.5 mAh/g,容量保持率为96.2%;与未掺杂的LiNiO2相比,该材料显示出良好的循环性能,是一种很有应用前景的锂电池正极材料.

YF_(3)掺杂对LiNi_(0.88)Co_(0.10)Al_(0.02)O_(2)单晶正极材料电性能的影响

采用固相烧结方法制备出YF_(3)掺杂的LiNi_(0.88)Co_(0.10)Al_(0.02)O_(2)高镍单晶三元材料,研究了Y、F阴阳离子共掺杂不同掺杂量对单晶形貌及电性能的影响。结果表明:掺杂YF_(3)后显著提升了材料的比容量、倍率性能及循环性能。与未掺杂的样品相比,YF_(3)掺杂量为0.5%时,材料电性能最佳,首次放电比容量由未掺杂样品的192 mAh/g提升至198.99 mAh/g,3 C/0.2 C容量保持率由79.29%提升至90.97%,循环50圈后材料的容量保持率由92.88%提升至98.4%。

LiNO_(3)-LiOH熔盐法制备单晶LiNi_(0.75)Co_(0.10)Mn_(0.15)O_(2)正极材料

目前,新型正极材料的研究主要集中于提高材料的能量密度和安全性等。其中,单晶型镍钴锰三元材料具有耐高压、高热力学稳定性和高循环稳定性等优异的综合性能,是极具发展前景的正极材料之一。采用LiOH作为熔盐、添加LiNO_(3)助熔剂降低熔点,烧结制备单晶LiNi_(0.75)Co_(0.10)Mn_(0.15)O_(2)材料。结果表明,当烧结温度为860℃、前驱体与混合锂盐的物质的量比为1∶2时,所合成的单晶正极材料的Li+/Ni^(2+)混排率较低,晶体颗粒粒径为1.5~2.5μm。该材料具有良好的循环稳定性,首圈放电容量为172.3 mAh/g,在常温、2.8~4.4 V内,以1C倍率循环100次后,其容量保持率可达86.3%。

BaCu0.5W0.5O3掺杂改性Li0.04Na0.52K0.44Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3无铅压电陶瓷

以传统固相法制备了(1-x)Li0.04Na0.52K0.44Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3-xBaCu0.5W0.5O3[简称(1-x)LF4-xBCW]无铅压电陶瓷,研究了不同BCW掺杂量(x=0%,0.1%,0.2%,0.5%,1%,摩尔分数)对LF4陶瓷的显微结构和电性能的影响。结果表明:引入BCW后,材料仍为钙钛矿结构,当x≥1%时,样品由四方相向正交相转变,出现To-t,Tc则随BCW掺入量的增加向低温区移动。BCW掺杂量对LF4的电性能起到"硬性"掺杂作用,其压电常数d33,平面机电耦合系数kp,介电损耗tanδ和介电常数εr均随着BCW含量的增加而降低,而机械品质因素Qm整体提高。此外,BCW的掺入降低了陶瓷的烧结温度并提高了其密度。

三元前驱体微观形貌结构对LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2正极材料性能的影响

通过调节共沉淀制备过程中氨水浓度和pH值控制三元前驱体的成核与长大过程,制备得到团聚态和均一态两种微观结构的Ni0.85Co0.10Mn0.05(OH)2前驱体。两种前驱体的粒度分布,比表面,振实等理化指标接近。烧结后制备LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2三元正极材料测试电化学性能表明,两种正极的克容量及倍率性能相近,但具有均一态结构的正极材料1C循环50周后容量保持率达到98.3%,高于团聚态结构正极材料的96.9%循环保持率。d Q·d V-1分析表明,具有均一态结构的正极材料循环前后的氧化还原峰位置和压差稳定,显示了较小的极化损失。进一步通过SEM表征,循环前后具有均一态结构的正极材料断面密实,显示出较高的机械强度,因此在充放电循环过程中颗粒无明显破碎,有较稳定的电极/电解液界面,可改善循环性能。

Co(OH)2包覆LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2的电化学性能

用氢氧化亚钴[Co(OH)2]包覆高镍三元正极材料LiNi0.85Co0.10 Mn0.05O 2,控制烧结温度,使Co(OH)2分解为四氧化三钴(Co 3O 4)。半电池测试显示:包覆材料首次循环的放电比容量为202.4 mAh/g、库仑效率为87.7%,均高于未包覆材料。全电池测试显示:包覆材料制备的电池高温(45℃)循环性能更好,以0.50 C充电、1.00 C放电在2.80~4.20 V循环300次,容量保持率为93.3%,而未包覆材料制备的电池为90.2%。电位滴定和SEM分析表明:包覆的Co(OH)2在烧结过程中能与LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2的表面残碱(LiOH/Li 2CO3)反应,降低表面残碱含量。XRD测试显示:包覆材料的Ni/Li混排降低,微观应变减小。电化学阻抗谱显示:包覆材料的电荷转移阻抗降低,因此具有更好的电化学性能。

AlF_3包覆LiNi_(0.45)Mn_(0.45)Co_(0.10)O_2锂离子电池正极材料的结构表征和电化学性能研究

通过共沉淀与固相反应法制备层状的LiNi0.45Mn0.45Co0.10O2,并利用X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)测定材料的结构和形貌.在2.5～4.5V范围内,以0.1C(28mA·g-1)放电,LiNi0.45Mn0.45Co0.10O2正极材料的起始放电容量达到167.2mAh·g-1,但循环性能较差.当采用AlF3包覆后,材料的循环性能得到明显改善.利用电化学阻抗谱(EIS)技术探索AlF3包覆对正极材料的电化学性能改善机理,实验结果表明:AlF3包覆层能够阻止电解液对正极材料的溶解和侵蚀,稳定其层状结构,同时降低了电极界面阻抗.因此AlF3包覆技术是一种改善LiNi0.45Mn0.45Co0.10O2材料电化学性能的有效方法和工具.

退火及快淬对La_(0.60)Pr_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Co_(0.20)Si_(0.10)储氢性能影响研究

采用熔炼法制备La_(0.60)Pr_(0.15)Mg_(0.25)Ni_(3.2)Co_(0.20)Si_(0.10)铸态储氢合金,将铸态合金分别在950oC条件下退火处理3 h,以及以1 m/s的速度进行快淬处理。系统研究三种合金的结构及储氢性能。XRD结果表明,退火及快淬处理后合金的相结构未发生明显变化,主相均为La Ni5相。电化学性能测试证明,与铸态合金相比,退火及快淬态合金的最大放电容量及循环稳定性均得到提升。动力学测试结果说明退火及快淬处理的合金高倍率性能降低,表面电荷转移电阻增大,交换电流密度升高,其中退火合金的极限电流密度具有最大值。