锂离子电池Li_4Ti_5O_(12)负极材料的尿素掺杂氮化修饰

Li4Ti5O12是最具前景的混合电动汽车用锂离子动力电池负极材料之一.为了提高其倍率性能,以尿素为氮源对Li4Ti5O12进行掺杂热处理,以在Li4Ti5O12颗粒表面自生长一层高电导TiN修饰膜,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、X射线能谱仪、Raman光谱仪和半电池充放电测试仪研究了材料的物相、结构、形貌、成分以及电化学性能.结果表明:氮化修饰Li4Ti5O12样品与未修饰样品具有相同的尖晶石Li4Ti5O12的衍射峰,氮化修饰后Li4Ti5O12颗粒表面自生长了一层均匀的薄膜,该薄膜不仅含有N元素,而且还具有TiN的Raman光谱特征振动峰;氮化修饰Li4Ti5O12样品的0.1C首次放电比容量比未修饰Li4Ti5O12样品有所降低,但是却展示了优异的电化学倍率性能和循环性能,3C倍率充放电比容量是未修饰Li4Ti5O12样品的2.6倍,0.1C充放电循环100次后其容量损失仅3%.

Ce_(0.9)RE_(0.1)P_5O_(14)晶体中Ce^(3+)的发光寿命研究

利用时间相关单光子计数方法系统地测定了Ce_(0.9)RE_(0.1)P_5O_(14)晶体中Ce^(3+)的发光寿命。发现荧光寿命数值能够较好地说明双掺晶体中除Ce而外的其它稀土离子对Ce^(3+)的发光强度的增强或猝灭现象。

FePO_4包覆的LiMn_(1.5)Ni_(0.5)O_4/Li_(3.9)Na_(0.1)Ti_5O_(12)全电池性能

分别采用溶胶凝胶法和高温固相法合成了Fe PO4包覆的Li Mn1.5Ni0.5O4正极材料和Li3.9Na0.1Ti5O12负极材料,并组装了Li Mn1.5Ni0.5O4/Li3.9Na0.1Ti5O12(LMNO/LNTO)全电池,采用充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)研究了Fe PO4包覆对Li Mn1.5Ni0.5O4/Li4Ti5O12全电池电化学性能的影响。结果表明,Fe PO4的包覆抑制了Li Mn1.5Ni0.5O4高温合成时Mn3+的产生,有利于锂离子的可逆脱嵌。Fe PO4包覆的Li Mn1.5Ni0.5O4/Li3.9Na0.1Ti5O12(FP-LMNO/LNTO)比LMNO/LTO全电池具有更高的放电容量、循环性能、库仑效率和能量密度。FP-LMNO/LNTO全电池更适合作为动力锂离子电池。

静电纺丝制备Y_3Al_5O_(12)∶Tb^(3+)发光纳米纤维

采用静电纺丝制备了非晶态的PVP(polyvinyl pyrrolidone)/[Y(NO3)3+Al(NO3)3+Tb(NO3)3]复合纳米纤维,经900℃焙烧10 h后,获得了单相石榴石型的Y3Al5O12∶Tb3+(简称YAG∶Tb3+)发光纳米纤维,直径约70 nm,长度大于100μm.当焙烧温度高于550℃时,复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为86.7%.YAG∶Tb3+发光纳米纤维在273 nm的紫外光激发下,发射出Tb3+离子特征的543 nm的明亮绿光.讨论了YAG∶Tb3+发光纳米纤维的形成机理.该技术可以用来制备其他石榴石型化合物纳米纤维.

Sr_3Cu_5O_(8+x)和CaSrCu_5O_(5+x)的结构和电学性质

继Y-Ba-Cu-O之后,具有更高T_5的Bi-Sr-Ca-Cu-O(简称BSCCO)体系的发现引起了人们对高温超导研究的兴趣。研究表明,在BSCCO中存在110K和80K2个超导相。由于在制备BSCCO过程中存在复杂的Ca、Sr和Cu复合氧化物。

Dy_3Al_5O_(12)磁热性质研究

用量子理论计算了Dy_3Al_5O_(12)的晶场能谱、Zeeman劈裂能级和波函数.在外磁场H_e为0<H_e<9T,温度为3<T<42K范围内,计算了该晶体的磁矩、磁熵变,计算结果与相关实验数据吻合较好.该计算结果表明,Dy_3Al_5O_(12)内磁性离子间的交换作用非常微弱,可以忽略.从理论上给出了绝热退磁过程中温度变化△T与T的关系,并与Gd_3Ga_5O_(12)晶体进行了比较,发现不同外磁场下,Dy_3Al_5O_(12)和Gd_3Ga_5O_(12)的低温制冷性能在不同温区有差别.在进行低温(T<10K)制冷时,若外磁场较低,选择Dy_3Al_5O_(12)作为磁制冷材料较好;若外磁场较高,选择Gd_3Ga_5O_(12)作为磁制冷材料较好.

助熔剂对Y_3Al_5O_(12)∶Ce荧光粉性能的影响

在还原气氛下采用高温固相反应法合成了白光LED用黄色荧光粉Y3Al5O12∶Ce(YAG∶Ce),研究了助熔剂对YAG∶Ce荧光粉发光特性的影响。XRD的测量结果表明加入合适的助熔剂有利于YAG∶Ce荧光粉的晶化,并且不引入杂相。选择BaF2和H3BO3同时使用效果要好于单独使用一种助熔剂。助熔剂的加入可增大YAG∶Ce荧光粉的激发和发射光谱强度,并能有效降低荧光粉的中心粒径(D50)控制粉体的粒径分布,适用于白光LED的制造。

Li_4Ti_5O_(12)的合成及对Li^+的离子交换动力学

用溶胶-凝胶法合成出Li4Ti5O12,对其进行了酸改性,制得锂离子筛IE-H.测定了IE-H对Li+、Na+的饱和交换容量和pH滴定曲线等离子交换性能,并对其进行了X射线衍射分析,同时采用中断接触法判断该离子交换反应的控制机理,用缩核模型描述离子筛IE-H交换Li+的动力学.结果表明,合成出的Li4Ti5O12和锂离子筛IE-H均为尖晶石结构;用不同浓度HNO3溶液处理Li4Ti5O12时,Li+的抽出率为19.6%-81.5%,Ti4+的抽出率在4.2%以下;锂离子筛IE-H对Li+的饱和交换容量较高,达到5.95mmol·g-1,离子筛IE-H交换Li+的控制步骤是颗粒扩散控制(PDC),得到了25℃,Li+浓度为20.0mmol·L-1和5.0mmol·L-1时锂离子筛交换Li+的动力学方程和颗粒扩散系数.

掺杂Li_4Ti_5O_(12)作为锂离子电池负极材料

研究了掺杂元素M (锡、钨、镍 )的锂钛复合氧化物的合成以及Li/掺杂Li4 Ti5O12 实验电池的充放电行为和循环性能。实验结果说明 ,掺杂的Li4 Ti5O12 实验电池其电压平台低于未掺杂的复合氧化物的实验电池 ,电池的首次不可逆容量也小于未掺杂的复合氧化物的Li/Li4 Ti5O12 电池。其中Sn掺杂的Li4 Ti5O12 电极材料循环性能稳定 ,充放电容量较大 ,是一种比较好的锂离子电池的负极材料。

负极活性材料Li_4Ti_5O_(12)的研究进展

介绍了负极材料Li4Ti5O12的物理特性和电化学性能,详细介绍并评述了Li4Ti5O12 在锂离子电池和不对称型超级电容器中的应用情况,总结了Li4Ti5O12的不同合成方法及材料的电化学改性研究进展.

锂离子电池负极材料多孔Li_4Ti_5O_(12)/C的制备与表征

将钛源、锂源和碳源三种化合物一起球磨湿混成均匀浆料,再依次经过喷雾干燥和高温煅烧制得晶粒表面包覆纳米碳层的多孔球形钛酸锂(Li4Ti5O12)材料.通过XRD、SEM、TEM、BET和电化学性能测试等分析手段表明,合成出的Li4Ti5O12/C材料为纳米一次粒子(晶粒)组成的球形二次粒子(颗粒),具有较大的比表面积,达到39.5 m2/g;在0.1C、1.0C和5.0C倍率下的首次放电比容量分别达到172.2、168.2和153.6 mAh/g,并表现出优良的循环性能.晶粒表面包覆碳的多孔Li4Ti5O12材料具有明显的高倍率性能和循环稳定性优势.

锂离子电池用Li_4Ti_5O_(12)-碳复合材料的制备与电化学性能

0引言 由于Li4Ti5O12具有优良的结构稳定性（锂离子嵌入和脱出过程呈现“零应变”效应）和安全性能（Li4Ti5O12相对Li／Li^＋电对的还原电位高达1．5V，可以避免金属锂的沉积）．被认为是一种高功率锂离子电池和非对称混合电池的良好负极材料。但是．由于Li4Ti5O12锂离子导电性和电子导电性很低，导致其电流倍率性能差。为了克服这一缺陷．人们采用许多方法．包括溶胶-凝胶法、掺杂等以提高其倍率性能。

自燃烧法合成BaNd_2Ti_5O_(14)的凝胶化及热处理研究

本文研究了影响自燃烧工艺的几个工艺条件，如溶液ＰＨ值、溶液中水含量、加热温度等因素对凝胶化的影响；利用差热热重分析仪和Ｘ射线衍射仪分析了干凝胶的热历程及产物的物相结构．结果表明，自燃烧粉末的晶化峰温为 ５０９℃，在 ８００℃ 煅烧２ｈ即可得到晶化的一次颗粒＜５０ｎｍ的ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４粉末，并分析了产生温度差异的原因。

无定形TiO_2合成尖晶石Li_4Ti_5O_(12)的性能

用无定形TiO2与Li2CO3高温固相反应合成了性能良好的“零应变”电极材料Li4Ti5O12. XRD, SEM和激光粒度分析表明,产物结晶度好,无杂质相,为纯立方尖晶石相,Li4Ti5O12颗粒呈砾石状形貌,有团聚现象,平均粒度约2.66 mm. Li4Ti5O12电极具有较宽的充放电平台,循环性能稳定. 以0.1 C电流比率恒电流充放电,首次放电容量和循环容量分别达180和150 mAh/g. 交流阻抗谱研究发现,Li4Ti5O12不同嵌锂程度下的电导率对其电极的电化学阻抗具有较大影响,电极的Warburg阻抗曲线斜率与其荷电状态相关.

Mg^(2+)、Zr^(4+)离子掺杂对Li_4Ti_5O_(12)电化学性能的影响

以固相反应法合成了尖晶石型Li4Ti5O12电极材料,进行了金属离子掺杂以提高其导电性及综合性能,以适应用于大电流充放电的目的。采用XRD、室温恒流充放电循环、交流阻抗和循环伏安等测试手段,考察了A位掺杂Mg(Li4-xMgxTi5O12,x=0.15),B位掺杂Zr(Li4ZrxTi5-xO12,x=0.15)对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响。结果表明:掺杂少量的Mg2+、Zr4+未引起材料结构的变化,明显降低了Li4Ti5O12电荷转移阻抗,使导电性得到有效提高。0.1 C放电倍率下放电,未掺杂及掺杂Mg2+、Zr4+的Li4Ti5O12首次放电容量分别为159.8、144.9、161.2mAh/g,循环40次后,容量分别保持为113.8、130.6、133.6 mAh/g。与未掺杂的Li4Ti5O12相比,掺杂后的电极材料极化减小、循环容量及稳定性提高。

锂离子电池负极材料球形Li_4Ti_5O_(12)的合成及性能研究

研究了一种制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的新工艺．以TiCl4为原料,水解制备出Ti4+溶液,通过“外凝胶”法制备出球形前驱体,与Li2CO3按计量比混合均匀,再通过一定的热处理后制备了锂离子电池负极材料球形Li4Ti5O12．采用XRD、SEM及电化学性能测试等分析手段考察了不同热处理温度对产品性能的影响．结果发现,经过800℃热处理16h后得到的产品颗粒呈球形、流动性好、粒径分布均匀、结晶度好;产品具有较高的振实密度,达到1．8g／cm3;并且还表现出较好的电化学性能,在1-3V之间充放电,其首次放电比容量高达160．7mAh·g-1,经过20次充放电循环后,其放电比容量仍有150．2mAh·g-1．研究表明该方法是一种适合制备高密度高活性Li4Ti5O12材料的工艺方法．

锂离子蓄电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究进展

对Li4Ti5O12 的结构与电化学性能的关系、制备方法、掺杂改性研究现状等进行了介绍。锂离子蓄电池负极材料锂钛复合氧化物———Li4Ti5O12 相对于锂电极的电位为 1.5 5V ,理论容量为 175mAh/ g ,实验容量为 15 0～ 160mAh/ g。在Li+ 嵌入和脱出的过程中 ,其晶型不发生改变 ,有很小的收缩和膨胀 ,体积变化小于 1% ,被称为“零应变”材料。以该材料为负极的锂离子蓄电池具有很好的循环性能 ,同时相对于石墨等碳负极 ,安全性和可靠性也得以大大改善 ,具有应用在电动汽车、储能电池等方面的优良前景 。

Li_4Ti_5O_(12)的合成及其影响因素

以无定形TiO2为原料,反应物无需压制,在1 000 ℃反应8 h制得性能较好的纯尖晶石相Li4Ti5O12, 充放电电流为0.5c时比容量为127 mA·h·g-1,0.1c时比容量达145 mA·h·g-1.正交实验结果表明,固相反应合成条件对Li4Ti5O12循环容量影响从大到小的顺序为:温度,时间,n(Li)/n(Ti)和原料特性;在800～1 000 ℃之间,原料特性决定最佳反应温度,温度决定反应时间,反应物最佳摩尔比约为0.84.

纳米微晶TiO_2合成Li_4Ti_5O_(12)及其嵌锂行为

用溶胶-凝胶法并经热处理制备不同形态和晶体尺寸的TiO2,分别与Li2CO3高温固相反应生成锂钛复合氧化物,经电化学测试发现,用300℃热处理所得纳米微晶TiO2制备的Li4Ti5O12具有良好的嵌锂性能,其可逆比容量大于95 mA·h·g-1,充放电效率近100％,循环性能良好,电压平台平稳,在嵌锂至容量≥85％或脱锂至容量≥90％时均有明显的电压变化,可用作锂离子电池负极材料.

溶胶-凝胶法合成Y_3Al_5O_(12):Ce^(3+),Tb^(3+)稀土荧光粉的研究

采用溶胶－凝胶法在低温下合成了 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：０．０８Ｃｅ３＋； ０．１２Ｔｂ３＋稀土荧光粉．通过 Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析及激发、发射光谱测试结果表明：合成的粉末为ＹＡＧ晶体结构，粉体 的最大激发峰为２７３ｎｍ，最大发射峰为５４５ｎｍ，色坐标为：ｘ＝０．３３１；ｙ＝０．５５８，在２７３ｎｍ的紫 外光激发下发出明亮的绿光．