新型锂离子电池正极材料Li_(0.86)V_(0.8)O_2的水热合成及性质

采用两步反应制备了新型锂离子电池正极材料Li0.86V0.8O2.该材料具有六方层状结构,空间群为R3m.研究了在水热条件下溶液的碱度对于钒酸锂盐形成的影响,在低碱度的条件下,前驱体V2O3和L iOH.H2O并未发生反应,只有在碱度达到2.5 mol/L时,才能形成单相的Li0.86V0.8O2材料.X射线光电子能谱分析发现,V2p的结合能位于516.4和523.1 eV,分别对应于四价钒离子的V2p3/2和V2p1/2,这说明在Li0.86V0.8O2中V离子主要价位为+4价.在电流密度为7.4 mA/g的充放电中,L i0.86V0.8O2初始充电容量达到163 mA.h/g,首次放电容量也能达到113 mA.h/g,20次循环后放电容量仍然可以达到80 mA.h/g,表现出较好的循环性能.

锂离子电池纳米钒基正极材料的研究进展

锂离子电池因为其较高的能量密度、优良的循环性能及较强的荷电保持能力被广泛应用于便捷式电子器件中。同时作为混合动力汽车(HV)和电动汽车(EV)潜在的电源设备也被广泛地研究,但是,目前其电化学性能还不能完全满足高能量密度、大功率的要求。主要是因为商品化和即将进入开发性研究的正极材料大多是嵌锂过渡金属氧化物,这些正极材料存在致命的本征制约——较低的比容量。钒基正极材料,如V2O5、LiV3O8和Li3V2(PO4)3等,由于可以嵌入多个Li+离子,从而具有较高的理论比容量,但受材料微结构的影响,这类材料的实际比容量远低于理论值。材料微结构纳米化,可以形成独特形貌,获得高比表面积,缩短Li+离子的扩散距离,使这类材料的实际比容量接近理论值,从而有可能在能量的高效率储存中扮演十分重要的角色。本文作者重点综述钒基正极材料的主要晶体结构特点和相关纳米材料合成方法、结构表征及其对应电化学性能的研究进展。

动力锂离子电池正极材料的研究评述

通过衡量锂离子电池正极材料的安全性,认为LiMn2O4和LiMPO4可以作为动力电池的正极材料,综述LiMn2O4和LiMPO4正极材料的研究现状,重点对各种材料的合成、结构和性能进行总结和探讨。从目前来看,LiMn2O4仍然是主流的动力电池正极材料,但从长远来看,LiMPO4特别是Li3V2(PO4)3是动力锂电池正极材料的发展趋势。

乙醇洗涤对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料性能的影响（英文）

采用乙醇溶剂对不同LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料进行洗涤。采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微术(SEM)、充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)对样品的元素含量、结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明,乙醇洗涤能够有效去除新制备的LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2表面残留的LiOH/Li_2O杂质,不会破坏材料的本体结构、表面形貌和电化学性能,使得材料具有更好的耐H_2O和CO_2腐蚀性。并且,使用乙醇立即对新制备的材料进行洗涤,再置于相对湿度80%的空气中储存3个月后,其放电比容量和循环性能相对于未洗涤样品得到大幅提升。

V_2O_5和Li_2CO_3共掺杂对Mg_4Nb_2O_9陶瓷烧结行为及微波介电性能的影响

采用固相法,制备了Mg4Nb2O9(MN)微波介质陶瓷,研究了V2O5和Li2CO3共掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结行为、相结构、显微结构和微波介电性能的影响.结果表明,采用1.5%V2O5和1.5%Li2CO3共掺杂,能够将Mg4Nb2O9(1 350℃)陶瓷的烧结温度降至925℃,且有助于Mg4Nb2O9单相的形成.3.0%(V2O5,Li2CO3)共掺杂样品在925℃空气中烧结5 h可获得良好的微波介电性能(介电常数为13.7,品质因数为77 975 GHz).

锂电池正极材料Li_(1.06)Mn_(0.8)Cr_(0.14)O_2的水热合成及其光谱研究

采用水热方法合成了掺铬锂锰氧化合物,X射线衍射和Raman光谱分析结果表明,所得材料为具有NaFeO2结构的晶体.由等离子发射光谱(CIP)确定其组分为Li1.06Mn0.8Cr0.14O2.X射线光电子能谱(XPS)研究结果表明,与未掺杂的LiMnO2相比,所得材料中Mn的平均价态增加,这将抑制因Mn3+离子的存在而产生的Jahn-Teller畸变,有利于提高材料的电化学循环性能.

Li_(1·2)V_3O_8的制备及电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li1.2V3O8。用TEM、XRD、SEM和粒径分布实验,研究了样品的结构和形貌;用循环伏安和恒流充放电技术,测试了电化学性能。结果表明:与高温固相法制备的样品相比,溶胶-凝胶法制备的样品具有较低的结晶度、较小的粒径、较窄的粒径分布范围和较高的放电比容量。在300℃时制备的样品,D50为2.711μm,首次放电比容量为300.2mAh/g,循环20次后的放电比容量为268.2mAh/g。

Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相反应法制备Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷,研究部分Mg^(2+)离子取代Ba^(2+)离子对Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷烧结特性、晶体结构、显微组织和微波介电性能的影响。采用XRD、SEM及矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行表征。XRD结果显示样品主相为正交结构BaV_2O_6相。微波介电性能实验结果表明,随着烧结温度升高,样品ε_r和Q×f值均先增加后降低;部分Mg^(2+)离子取代Ba^(2+)离子能有效调节BaV_2O_6基陶瓷τf值。当500℃、5h烧结Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6时,具有最佳微波介电性能。

LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的合成和电化学性能研究

在氧气气氛下,以乙酸盐为原料,以柠檬酸为螯合剂,用溶胶凝胶法制备出了锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2。研究了不同合成温度和Li/(Ni+Co)配比对材料的结构和电化学性能的影响。XRD检测结果表明:合成温度为750℃、合成时间为18h、Li/(Ni+Co)=1.10的正极材料LiNi0.8Co0.2O2具有完整的晶型结构;充放电性能测试结果表明,该材料在0.5C下,首次充放电容量分别为230.0m Ah/g和192.6m Ah/g,首次充放电效率为83.73%,经过50次循环仍有170.5m Ah g/,容量保持率为90.87%。

Li_3VO_4修饰富镍LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料的电化学性能

采用湿法融合技术及高温固相法合成Li_3VO_4包覆的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法研究材料的结晶相、形貌、微观结构。研究表明,Li_3VO_4均匀地包覆在Li Ni0.8Co0.1Mn0.1O_2表面,未改变原材料的材料结构和形貌,包覆层厚度为1～2 nm。不同含量的Li_3VO_4对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料进行修饰研究表明,3%(质量)Li_3VO_4包覆的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2在1 C下100次循环后容量保持率为94.13%,具有最佳的倍率性能和循环性能。此外,循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)分析表明,Li_3VO_4能提高Li+电导率,抑制活性材料与电解液之间的副反应,提高材料的电化学性能。

ZnCr_2O_4-V_2O_5-Li_2O-ZnO湿敏材料本体电导成因

研究了ZnCr2O4 V2O5 Li2O ZnO湿敏材料在干燥状态下的电导类型和在感湿状态下的导电离子类型,对样品在不同湿度下的电子电导和离子电导进行分离测试并与纯水相应量的测试结果作对比,提出该系材料的本体电导只有电子电导,没有离子电导;本体电导所对应的电子电导值取决于晶粒和粒间玻璃相的电导,不因感湿而改变,这为调节相应湿敏元件本体电阻提供了便利.

锂离子电池正极材料Li_(1+x)V_3O_8合成及电化学性能的研究

利用液相沉淀法合成得到超细、粒径分布窄的球形V2O5，以该V2O5和LiOH·H2O为原料在较低温度下煅烧得到棒状Li1＋xV3O8颗粒。采用XRD、SEM对样品的结构和形貌分别进行了表征。并在电压为1．8～3．8V范围，放电倍率为0．2C对制备的电极材料进行了电池性能测量。结果表明，采用比传统固相法低的温度和时间可以获得单斜晶系的纯相L1＋xV3O8。450℃合成的Li1＋xV3O8首次放电比容量达到275mAh／g，550℃合成的Li1＋xV308在循环15次后的比容量保持率为85％。

非化学计量比Li_(1+x)Ni_(0.8)Co_(0.2)O_2结构和性能研究

共沉淀法合成了层状Li1+xNi0.8Co0.2O2(x=0和0.05),采用XRD和电化学方法对其进行了研究。与LiNi0.8Co0.2O2相比,Li1.05Ni0.8Co0.2O2有较高的放电容量和较差的循环性能。与LiNi0.8Co0.2O2放电容量微分曲线相似,Li1.05Ni0.8Co0.2O2在4.15 V存在负峰,随着循环次数的增加,4.15 V负峰峰位明显向左移。与LiNi0.8Co0.2O2放电容量微分曲线不同,层状结构Li1.05Ni0.8Co0.2O2的4.15 V负峰峰高随循环次数的增加而增高,循环过程促进了Li1.05Ni0.8Co0.2O2结构转变。

LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备及Li_3PO_4的表面包覆改性研究

通过改进前驱体共沉淀工艺,促使Ni^(2+)、Co^(2+)和Al^(3+)的反应历程都包括络合和沉淀两种平衡,得到均质前驱体Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_(2.05);通过在LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2表面包覆质量分数1%Li_3PO_4,材料的循环性能得到较大改善,尤其是60℃下的高温循环性能,1 C循环50次后依然有88.4%的容量保持率;同时材料的倍率性能也得到较大改善,5 C/1 C>85%;制备与改性方法适合商业化生产。

Mg_4Nb_2O_9/Ag共烧微波介质陶瓷性能研究

采用固相法,制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了银粉与Mg4Nb2O9陶瓷粉体的化学兼容性和微波介电性能.通过X射线衍射谱(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段,对材料的晶相组成、显微结构进行了研究.采用V2O5、Li2CO3复合掺杂来降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度,以便能够与银粉匹配共烧.结果表明,1.5%V2O5和1.5%Li2CO3(VLi)共掺杂可使925℃烧结无第二相生成.该陶瓷良好的整体微波介电性能可用于微波材料.

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的研究进展

锂离子电池三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2具有可逆比容量高、成本低等优点,应用前景广阔。阐述了LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的晶体结构特征及作为锂离子电池正极材料使用时的优、缺点;综述了LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的制备方法及离子掺杂、表面包覆等对其电化学性能的影响;评述了LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2当前面临的主要问题及解决途径。

添加烧结助剂Li_2O对Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)性能影响的研究

研究了烧结助剂Li2O对Ce0.8Gd0.2O1.9性能的影响。体密度与SEM测试结果表明,添加约3%(摩尔分数)Li后,1450℃烧结试样的相对密度达到了98%,与传统固相反应1600℃烧结的Ce0.8Gd0.2O1.9相当,说明试样的致密烧结温度降低了约150℃,,烧结致密同时Ce0.8Gd0.2O1.9的平均晶粒尺寸仅为5μm,较纯Ce0.8Gd0.2O1.9(10μm)明显细化且有良好的机械强度。通过XRD图谱分析可知,在1450℃添加烧结助剂烧结使Ce0.8Gd0.2O1.9致密化的同时并无新相出现,Ce0.8Gd0.2O1.9仍为萤石结构的单相。交流阻抗谱结果表明,添加3%(摩尔分数)Li的Ce0.8Gd0.2O1.9与1600℃烧结的纯Ce0.8Gd0.2O1.9相比电导率增大同时活化能降低。Li2O是一种效果良好的烧结助剂。

球形Li[Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)]O_2的合成及性能研究

采用氨配合氢氧化物共沉淀法合成了前驱体[Ni0.8Co0.1Mn0.1](OH)2,并对其合成工艺进行了研究。经过高温焙烧制备了锂离子电池正极材料Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2,研究了焙烧温度对其形貌及性能的影响。实验表明,水浴恒温50℃同时氮气保护下,控制溶液pH=11.0,氨水与金属盐浓度比为0.5:1,搅拌速度为800r/min时,能够合成出粒径均一、高振实密度的球形前驱体;在氧气气氛下,焙烧温度为800℃时,制备出球形形貌、粒径约为12μm的正极材料。其模拟电池在18mA/g的电流密度下首次放电比容量达到187.9mAh/g,循环20次容量保持率为90.0%。

Li嵌入对V_2O_5电子结构及光学性质的影响(英文)

采用第一性原理局域密度近似法计算了V2O5的电子态密度和能带结构以及Li嵌入后对其电子结构和光学性质的影响。计算结果表明,V2O5是间接带隙半导体,Li的嵌入并没有改变其电子的跃迁方式。但Li的嵌入使得V2O5导带能量下移,禁带宽度减小,导带中原有的劈裂被分裂的能级填满;同时致使价带出现展宽。电子态密度计算结果表明Li的嵌入对临近的O和V的电子结构有较大的影响。Li2s电子的注入提高了V2O5的费米能级并导致其进入导带。由于价带中的电子只能跃迁到费米能级以上的导带空能级,这致使体系实际的光学带隙增大。同时随着Li注入量的进一步增加,价带的展宽更为明显,费米能级亦呈升高的趋势,使得光学带隙随着Li注入量的增加而增大。

鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧奥陶系中组合天然气成因与来源

随着鄂尔多斯盆地奥陶系天然气勘探工作的不断深入,中央古隆起东侧奥陶系马家沟组五段5亚段—马家沟组五段10亚段中组合天然气勘探取得了重要进展,但目前有关天然气成因与来源的研究还很薄弱。根据天然气地球化学特征、古油藏发育特征等分析结果,并结合天然气成藏地质背景,厘定了鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧奥陶系中组合天然气的成因与来源。研究表明,鄂尔多斯盆地奥陶系中组合天然气为上古生界煤系烃源岩生成的煤型气与下古生界碳酸盐岩烃源岩生成的油型气的混合气,并以上古生界煤型气为主。现今气藏天然气组分中甲烷主要来自上古生界煤系烃源岩,上组合以及中组合少部分天然气的乙烷较多来自下古生界油型气,中组合大部分天然气乙烷及重烃仍来自上古生界煤系烃源岩。