Mn_(1.5-0.5x)Co_(1.5-0.5x)Cu_xO_4尖晶石粉体及涂层的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备Mn1.5-0.5xCo1．5-0．5xCuxO4（x=0、0．1、0．2、0．3和0．4，摩尔分数）尖晶石粉体，并将该粉体涂覆在SUS430合金表面，经高温烧结后制成涂层。研究Cu含量对尖晶石的晶体结构、热膨胀行为和高温电导率的影响，测试Mn1.35Co1.35Cu0.3O4涂层的抗氧化性能。结果表明：随Cu含量增加，Mn1.5-0.5xCo1．5-0．5xCuxO4尖晶石的物相组成由立方-四方复合相逐渐转变为纯立方相。当x=0时，物相为立方-四方复合相；x≥0．2时，物相转变为纯立方相。尖晶石的热膨胀系数（CTE）随Cu含量增加而增大，原本出现在500℃左右CTE降低的现象被抑制。在30-800℃范围内，Mn1.35Co1.35Cu0.3O4尖晶石涂层的CTE与SUS430不锈钢相匹配（分别为12．45×10^-6和12×10^-612．4×10^-6K^-1）。此外，该尖晶石的高温电导率随Cu含量增加而升高，800℃以下电导率均大于1.3S／cm，符合连接体材料电导率的要求。涂覆Mn1.35Co1.35Cu0.3O4尖晶石涂层后，SUS430合金在800℃的氧化速率下降87．5％。因此，涂覆Mn1.35Co1.35Cu0.3O4尖晶石涂层的SUS430合金可以用作固体氧化物燃料电池（SOVC）连接体。

尖晶石型Li_4Ti_5O_(12)电极材料的合成与电化学性能研究

分别采用三种方法合成了尖晶石型Li4Ti5O12电极材料．考察了不同的工艺条件对目标材料性能的影响．应用XRD、SEM、LSD、CV、AC impedance以及恒流充放电测试等手段对目标材料进行了结构表征和性能测试．结果表明,利用溶剂分散湿磨可以在较短的时间内得到纯相的Li4Ti5O12．葡萄糖的加入能够提高Li4Ti5O12导电性,使材料具有良好的嵌锂性能．在0．2C倍率下进行充放电测试,其可逆比容量超过160mAh·g-1,44次循环后,容量没有明显衰减．Li4Ti5O12／LiFePO4实验电池测试表明Li4Ti5O12是可选的锂离子负极材料．

水热法合成尖晶石型Li_4Ti_5O_(12)及其电化学性能

以钛酸丁酯和乙酸锂为原料、三乙醇胺为结构导向剂,通过水热法合成前驱物,然后采用固相烧结制备Li4Ti5O12,探讨不同的钛锂比和煅烧温度对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响,并通过XRD、SEM、恒电流充放电和循环伏安测试对其进行表征。结果表明:当钛和锂的摩尔比为1:0.82、煅烧温度为800℃时,制备得到平均粒径为200nm的纯相尖晶石型Li4Ti5O12,并具有良好的电化学性能;在0.1C倍率下,其首次放电比容量高达到181.7mA·h/g,经过50次循环后放电比容量仍有151.5mA·h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量仅为6μA·h/g;当电流倍率增大到2.0C时,其首次放电比容量仍然保持135mA·h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量为0.48mA·h/g。

三维尖晶石Li_4Ti_5O_(12)纳米丝网状电极的构置与电化学性能

首次采用电纺丝技术结合高温退火成功地构置了含尖晶石Li4Ti5O12的纳米纤维丝三维(3D)网状结构,并测量了三维电池的充放电性能。X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电池循环性能测试等方法表征纤维丝3D结构和电化学性能。研究结果表明了Li4Ti5O12纳米丝的零应变特性、构建的3D阵列的结构稳定性和在大电流密度下较好的充放电性能。显示了Li4Ti5O12可作为3D电池的电极材料。

富锂尖晶石Li_4Mn_5O_(12)的合成

采用溶胶 凝胶法合成了富锂尖晶石Li4Mn5O12 ,研究了工艺条件对产物物理性能及晶体结构的影响。利用TGA DTA对其进行热分析 ,XRD ,SEM ,ICP等多种分析手段对产物进行了结构特征的表征。结果表明 :用柠檬酸做配合剂 ,最佳 pH值为 6 5 ,3 0 0℃焙烧 8h可合成纯相尖晶石Li4Mn5O12 ,形貌较好 。

尖晶石型Li_4Mn_5O_(12)正极材料的制备与电化学性能

以氢氧化锂、乙酸锰和草酸为原料,固相反应12h合成富锂尖晶石Li4Mn5O12,用XRD,SEM和电化学性能测试等方法表征材料结构和性能.结果显示,分350℃和500℃温度二段焙烧合成的Li4Mn5O12材料结晶度大,晶型完整,样品为块状颗粒,分布均匀,粒度范围在1～5μm之间.电化学性能最优,首次放电容量为151mA·h·g^-1.充放电后材料进一步XRD分析发现,充放电循环使Li4Mn5O12结构发生变化,循环多次后,材料中已发现少量尖晶石LiMn2O4存在.

尖晶石结构Li_4Ti_5O_(12)的制备及其电化学性能

以TiO2和醋酸锂为原料,采用在乙醇中预分散和在液相体系中熔融浸渍的协同共混技术,实现反应物料间微尺度混合,在较低温度下分段煅烧合成纳米结构钛酸锂.X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和粒度分布等测试结果表明,产物为尖晶石结构钛酸锂(Li4Ti5O12),平均粒径约为550 nm.以该产物为负极材料组装锂离子电池并测试其电化学性能,结果表明其性能良好,0.1 C倍率下首次充放电比容量高达165 mA.h/g,具有稳定的电压平台,循环性能良好.

酸性条件下TiCl_4水溶液水解原位合成尖晶石Li_4Ti_5O_(12)

以TiCl4和LiOH·H2O为原料,通过控制TiCl4水溶液水解条件,让Li+离子嵌入Ti的水解产物中,原位合成了尖晶石Li4Ti5O12。通过对粉体进行XRD分析表明,水解条件对合成材料的组成和性能影响较大,控制适宜的水解条件可以获得理想的纯相Li4Ti5O12。经过800℃烧结后对合成的Li4Ti5O12粉体进行SEM表征表明,低浓度TiCl4水溶液更有利于合成高分散性的Li4Ti5O12粉体。

高电压尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料研究进展

目前，锂离子电池以其低自放电率、高比能量、无记忆效应等优点，广泛应用于便携式电子设备和其他高能量设备，如电动车和储能电站等。在诸多正极材料中，尖晶石锰酸锂（LiMn2O4）以其低成本、无毒、高能量密度受到了广泛的关注，

尖晶石型Li_4Mn_5O_(12)正极材料的合成

以LiOH·H2O和MnCO3为原料,采用两段固相法制备了亚微米级大小的尖晶石型Li4Mn5O12正极材料.通过充放电测试、X射线衍射、扫描电镜等现代实验方法研究了合成温度对材料的电化学性能的影响.研究表明:500℃烧结制备的样品表现出最佳的电化学性能.在0.2 C倍率电流条件下,第1循环和第30循环的放电容量分别为143.5 mAh·g-1和143.9 mAh·g-1;在2 C倍率电流下,样品的第1循环和第50循环的放电容量分别为109.2 mAh·g-1和126.1 mAh·g-1.

尖晶石LiCo_(1+x)Mn_(1-x)O_4(x=0,0.05,0.1)材料的制备及电化学性能的研究

采用固相法制备锂离子正极材料LiCoMnO4尖晶石,其结构属于立方晶系Fd3m空间点群的面心立方结构。研究表明:制得的尖晶石LiCo1+xMn1-xO4粒径较小,且分布均匀,材料电化学性能良好;当x=0、0.05和0.1时,材料的首次放电容量分别为87.0、84.8、77.9 mAh.g-1,20周循环后容量保持率分别为72.3%、76.2%和75.8%,即在LiCoMnO4中以Co部分取代Mn会使得容量略为降低,但可提高其循环性能;同时,可以提高5 V放电平台所占容量的比例,改善尖晶石LiCoMnO4的电化学性能,例如提高了锂离子在材料的扩散速度(LiCoMnO4和LiCo1.05Mn0.95O4的锂离子的扩散系数D分别为2.18×10-6和2.44×10-6 cm2.s-1)。

LiMn_2O_4表面包覆Li_4Ti_5O_(12)的制备及倍率特性(英文)

采用固相法合成了尖晶石型LiMn2O4,并通过溶胶-凝胶法制备了不同物质的量的百分比含量Li4Ti5O12包覆的正极材料。X-射线衍射和扫描电镜结果表明,Li4Ti5O12微粒包覆在LiMn2O4的表面没有产生晶体结构的变化。实验电池在室温下,以1C,2C和5C倍率作充放电循环测试;结果表明,与未包覆的LiMn2O4相比,表面包覆Li4Ti5O12微粒的正极材料在高倍率下具有更好的循环稳定性。

5V锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4改性研究现状

近年来,研究人员发现过渡金属掺杂尖晶石材料LiMxMn2-xO4(M=Ni,Co,Cr,Cu,Fe,Al),放电平台可以达到5V左右。在这些材料中,由于LiNi0.5Mn1.5O4具有相对较高的容量,放电平台维持在4.7V,而备受关注。但是LiNi0.5Mn1.5O4仍然存在结构不稳定、容量衰减比较严重等问题,研究人员通过掺杂金属离子或者取代部分氧来提高材料性能,以及通过包覆来减少材料与电解液的接触。综述了近年来为进一步提高LiNi0.5Mn1.5O4电化学性能而对其进行改性的一些研究成果。

TiCl_4水溶液强水解合成Li_4Ti_5O_(12)的研究

在高LiOH浓度下，以TiCl4和LiOH·H2O为原料，水解并合成Ti（OH）6^2-，控制条件，让Li^＋嵌入Ti—O八面体中，直接合成了Li4Ti5O12前躯体。对粉体进行了DSC—TGA、XRD分析，结果表明，热处理温度和时间对合成材料的组成和性能影响较大，在700～800℃热处理前驱体即可得到纯尖晶石相Li4Ti5O12。SEM分析及电性能检测表明，经过800℃热处理6h的样品结晶度好，颗粒分布较均匀，平均粒径约为1μm；在0．1C充放电倍率下，首次可逆比容量达158．8mA·h／g，11次循环后，仍有133．8mA·h／g。

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的原位水解合成与表征

以TiCl4水溶液和LiOH·H2O为原料,采用原位水解与后续热处理相结合的方法制备尖晶石型锂离子电池用负极材料Li4Ti5O12。结果表明:从TiCl4水溶液原位水解合成Li4Ti5O12经历由TiCl4→TiO2→Li2TiO3→Li4Ti5O123个阶段的原位相转变过程;TiCl4水溶液的浓度及稳定性对合成Li4Ti5O12的结构有较大的影响;随着TiCl4浓度的增加,合成纯Li4Ti5O12所需的水解时间延长;以0.5mol/LTiCl4水溶液水解1h、以添加1.0mol/LLiCl的0.5mol/LTiCl4水溶液水解3h、以1.0mol/L与1.5mol/LTiCl4水溶液水解5h均可获得纯Li4Ti5O12;由低浓度TiCl4水溶液合成的Li4Ti5O12循环性能优良。

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池体系的性能研究

采用高温固相法合成了锂离子电池用正极材料LiNi0.5Mn1.5O4和负极材料Li4Ti5O12。通过XRD和SEM分析,并借恒电流充放电和循环伏安法测试了LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12电池体系的电化学性能。结果表明:LiNi0.5Mn1.5O4和Li4Ti5O12均为尖晶石结构,LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12电池具有良好的充放电循环可逆性,以0.5C倍率充放电,首次放电比容量可达124.31mAh·g–1,充放电循环50次后,放电比容量在116mAh·g–1以上,容量保持率为93.32%。

高温固相法合成的Li_(4-x)Al_xTi_5O_(12)的性能

采用高温固相法合成了锂离子电池负极材料Li4-xAlxTi5O12(x=0、0.05、0.10、0.15或0.20)。用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试,研究了产物的晶体结构和电化学性能。制备的Li4-xAlxTi5O12具有良好的尖晶石结构,其中Li3.90Al0.10Ti5O12的电化学性能较好,以0.5C循环的首次放电比容量为162.21mAh/g,第50次循环的放电比容量为151.91mAh/g,容量保持率为93.65%。

Li4Ti5O12合成及电化学性质研究

报道一种合成Li4Ti5O12的新颖方法。XRD结果表明该方法合成的Li4Ti5O12化合物为尖晶石结构。用扫描透射显微镜对该化合物的粒径和形貌进行了分析．并对Li4Ti5O12的电化学性能进行测试。结果表明，通过该法合成的尖晶石材料在3．2-0．8V电压范围，采用一定电流密度下进行充放电，具有较高的放电容量（235mAh／g）和较好的循环性能。该法合成的具有良好电化学性能的Li4Ti5O12,使得其成为很有潜力的锂离子电池负极材料。

Li^+在Li_(4/3)Ti_(5/3)O_4电极中嵌入过程的动力学研究

采用直接融盐法合成了尖晶石化合物Li_(4/3)Ti_(5/3)O_4,采用X-射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)对其进行物相分析。采用交流阻抗测试(EIS)研究了新鲜电极首次嵌锂过程中的电化学阻抗特征。通过选取适当的等效电路拟合实验所得的电化学阻抗谱数据,获得了首次嵌锂过程中固体电解质相界面膜(SEI)电阻、电荷传递电阻、Warburg扩散系数、累积电容和锂离子扩散系数随电极极化电位的变化规律。

H-ZSM-5分子筛形貌对ZnCr2O4/H-ZSM-5双功能催化剂合成气制芳烃催化性能的影响

采用水热法,通过改变合成条件选择性制备出具有球状堆积、薄片状、中空和海绵条状结构的四种不同形貌的H-ZSM-5分子筛,并采用XRD、SEM、Py-FTIR、NH 3-TPD、ICP和N2物理吸附等手段对其结构性质进行了表征。将具有尖晶石结构的ZnCr2O4复合氧化物与不同形貌的H-ZSM-5分子筛组成ZnCr2O4/H-ZSM-5双功能催化剂,应用于合成气直接制芳烃(STA)的反应过程,研究了H-ZSM-5分子筛形貌对该双功能催化剂STA性能的影响。结果表明,H-ZSM-5分子筛形貌对ZnCr2O4/H-ZSM-5的合成气制芳烃催化性能具有重要影响;不同形貌H-ZSM-5分子筛的芳烃选择性由高到低顺序依次为球状堆积>海绵条状>中空结构>薄片状结构。其中,ZnCr2O4氧化物与具有球状堆积结构的H-ZSM-5分子筛组成的ZnCr2O4/H-ZSM-5(sphere)双功能催化剂在STA反应过程中表现出最佳的催化性能:在350℃和3.0 MPa条件下,CO转化率为12.6%,芳烃选择性高达68.8%,而甲烷、C02-4烷烃和CO2选择性分别降低至1.3%、14.3%和41.4%。这是由于球状堆积H-ZSM-5分子筛粒径适中(约350 nm),孔道长度适宜,适合芳烃产物的扩散但又能避免低碳烃类过早扩散出酸性分子筛孔道,从而有利于合成气转化中间产物的芳构化,提高芳烃产物的选择性。