固体电解质包覆LiMn_2O_4正极材料的合成及表征

采用湿化学法制备Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3包覆LiMn2O4。采用X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电等技术对合成产物进行物相、形貌和电化学分析。结果表明:Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3包覆LiMn2O4与LiMn2O4有相似的X射线衍射结果,且包覆后的LiMn2O4循环伏安峰电流和电荷转移阻抗变化不大。室温及55℃,以0.2 C充放电倍率循环40次时,Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3包覆LiMn2O4的容量保持率分别为98.2%和93.7%,未包覆的LiMn2O4的容量保持率分别为85.4%和79.1%。当以2 C倍率室温充放电循环时,Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3包覆LiMn2O4的容量保持率比未包覆的LiMn2O4高8%;55℃充放电循环时,Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3包覆LiMn2O4的容量保持率比未包覆的LiMn2O4高11.1%。

溶胶-凝胶法制备Li_(4/3)Ti_(5/3)O_4/Ag复合材料及其表征

采用溶胶-凝胶法制备Li4/3Ti5/3O4/Ag复合材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电及交流阻抗等技术检测和分析合成产物的物相、形貌及电化学性质。研究表明,在Li4/3Ti5/3O4中添加Ag后Li4/3Ti5/3O4的Ti—O键没受影响,Li4/3Ti5/3O4/Ag及Li4/3Ti5/3O4的晶格常数非常接近,Ag没有进入Li4/3Ti5/3O4晶格,只是均匀地分散在Li4/3Ti5/3O4颗粒中。与Li4/3Ti5/3O4相比,Li4/3Ti5/3O4/Ag复合材料具有更高的比容量,更高的库仑效率以及更低的极化。添加Ag后对Li4/3Ti5/3O4锂离子扩散系数影响不大。电化学循环过程中,Li4/3Ti5/3O4/Ag的容量损失小于Li4/3Ti5/3O4,且随着充放电倍率的增加两者容量损失差距变大。Ag的添加大大地改善了Li4/3Ti5/3O4的循环性能,尤其是大电流循环性能。

Li4Ti5O12-C复合材料的制备及性能

以葡萄糖为碳源,以Li_2CO_3、TiO_2为原料,采用原位复合法制得不同碳质量分数的锂离子电池复合负极材料Li_4Ti_5O_（12）-C。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对复合材料的结构及表面形貌进行了表征,采用恒流充放电和电化学阻抗等技术对复合材料进行电化学性能测试。结果表明：Li_4Ti_5O_（12）-C没有杂相,颗粒均匀。其中,碳质量分数为3%的复合材料在0.5 C下的首次放电比容量最高,为185.9 mA·h/g,循环50次后,其放电比容量仍为161.5 mA·h/g,容量保持率为86.9%;在4.0 C下,其首次放电比容量为106.9mA·h/g。与其他样品相比,碳质量分数为3%的复合材料循环伏安氧化还原峰电位相差为278.6 mV,溶液阻抗为6.198？,电荷转移电阻为187.2？,电化学性能最好。

锂离子电池负极材料钛酸锂的研究进展

尖晶石型钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))作为锂离子电池负极材料具有平稳快速的充放性能和优良的循环性能,与商品化碳材料相比其安全性和电化学性能更胜一筹,被广泛应用于现代电子移动设备、新能源汽车与各类储能系统等方面。因而,被认为是最具有发展潜力的电池负极材料之一。重点概述了尖晶石Li_4Ti_5O_(12)负极材料的制备方法和优缺点以及尖晶石Li_4Ti_5O_(12)的掺杂改性研究,并对其发展前景进行了展望。

Li_4Ti_5O_(12)/Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合负极材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法合成了Li_4Ti_5O_(12)/Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合负极材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗研究复合材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明:溶胶-凝胶法能合成纯相Li_4Ti_5O_(12)/Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合负极材料颗粒均匀。与纯相Li_4Ti_5O_(12)相比,引入Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3的Li_4Ti_5O_(12)复合负极材料具有更低的锂离子嵌入/脱出阻抗,Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3质量分数为1%、2%、3%、4%、5%的Li4Ti5O12复合负极材料首次放电容量比纯相Li_4Ti_5O_(12)分别提高了6.2%、11.8%、15.5%、8.0%和2.0%。充放电循环20次后,Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3质量分数为3%的Li_4Ti_5O_(12)复合负极材料循环性能最好,平均每次循环容量衰减率为0.022%。

Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2/Ag电极材料的制备及电化学性能

以碳酸盐为沉淀剂,采用共沉淀法合成晶型良好的亚微米级Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2粉末,并将其与AgNO3复合,采用无电流分解沉积法制备出了Ag表面修饰的Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2/Ag电极材料。利用X-射线衍射、扫描电镜及电化学测试等方法表征材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:Ag单质的存在可明显改善Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的电化学性能,尤其是倍率特性,以0.2C、0.5C、1C倍率放电进行测试,经过40次循环后比容量分别为156.2、144.3、137.7mAh.g-1,其容量保持率分别为96.2%、95.3%、93.9%。Ag的表面修饰能使Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电荷转移阻抗大幅度减小,阻抗从65Ω减小到50Ω。

制备方法对尖晶石Li_4Ti_5O_(12)负极材料性质的影响

采用高温固相法、热聚合法和改良溶胶-凝胶法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12。通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电及电化学阻抗表征了合成产物的结构、形貌及电化学性能。结果表明,溶胶-凝胶法合成的粉末为纯相Li4Ti5O12,而高温固相法和聚合法合成的Li4Ti5O12则存在TiO2杂相。高温固相法合成的Li4Ti5O12粉末晶粒最大,溶胶-凝胶法合成的粉末晶粒最小,分布最为均匀,晶粒尺寸约为80 nm。高温固相法、热聚合法和溶胶-凝胶法制备的Li4Ti5O12粉末首次放电容量分别为161.6、165.9 mA·h/g和171.5 mA·h/g,循环25次后的容量保持率分别为84.7%、87.7%和94.3%,溶胶-凝胶法合成的Li4Ti5O12粉末电化学性能最好。

以竹叶为碳源制备Li_(4)Ti_(5)O_(12)/C复合材料

以钛酸四丁酯、醋酸锂、柠檬酸和竹炭为原料,采用两步煅烧和溶胶-凝胶法制备了锂离子电池Li_(4)Ti_(5)O_(12)/C负极材料。采用XRD、SEM表征了材料的微观结构和形貌。采用恒流充放电、交流阻抗法和循环伏安法测试了材料的电化学性能。结果显示,Li_(4)Ti_(5)O_(12)/C具有良好的结晶度,颗粒表面光滑,分散均匀,粒径为200~300 nm。10 C倍率下,Li_(4)Ti_(5)O_(12)/C的首次放电比容量为180.4 mA·h/g,循环300圈后为167.5 mA·h/g,容量保持率为92.8%,远高于Li_(4)Ti_(5)O_(12)的46.9%。在20 C大倍率下,Li_(4)Ti_(5)O_(12)/C和Li_(4)Ti_(5)O_(12)的容量保持率分别为68.9%和41.3%。

锂离子电池负极材料Li4Ti4.9Ni0.1O12的制备及其电化学性能

以Li2CO3、TiO2、Ni(CH3COO)2·4H2O为原料,采用固相法制备尖晶石型Li4Ti4.9Ni0.1O12锂离子负极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试以及交流阻抗等技术对材料进行了结构、形貌表征及电化学性能测试。结果表明,制备的Li4Ti4.9Ni0.1O12材料无杂相,颗粒大小均匀,在0.5 C下首次放电比容量为173.3 mA·h/g,库伦效率为97.4%,50次循环后,材料的放电比容量为163.4 mA·h/g,容量保持率为94.3%。

超声微波双辅助提取柑橘皮总黄酮的研究

为研究柑橘皮总黄酮的超声微波双辅助提取效果,对柑橘皮先进行超声再进行微波提取。应用单因素和正交试验,研究乙醇体积分数、固液比、微波功率及作用时间等因素对柑橘皮总黄酮提取率的影响。结果表明:采用超声微波双辅助提取技术得到的黄酮提取率较单独采用超声或微波辅助提取率高。以70%乙醇为溶剂、固液比1:20(g/mL)、40℃超声处理30min、微波功率400W、微波时间3min得到的总黄酮提取率为3.11%,结果较为理想。

尖晶石钛酸锂的三乙醇胺辅助溶胶-凝胶法合成及其性能

以三乙醇胺为配位剂,Ti(OC4H9)4和LiAc·2H2O为原料,通过溶胶-凝胶法制备锂离子电池负极材料尖晶石Li4Ti5O12。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电分析检测产物的结构、形貌及电化学性能。结果表明:配位剂的用量对Li4Ti5O12结构及电化学性能有显著影响,其中三乙醇胺与Ti摩尔比为0.8时,Li4Ti5O12具有良好的的电化学性能。1.0C下,其首次放电容量为153.0mAh·g-1,35次循环后放电容量仍为139.9mAh·g-1,容量保持率为91.5%。

不同锰源制备尖晶石LiMn_2O_4及电化学性能研究

分别用化学二氧化锰、电解二氧化锰、MnCO_3和Mn_3O_4为锰源,通过高温固相法合成尖晶石LiMn_2O_4。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、恒电流充放电技术、交流阻抗及电位阶跃法,对合成的尖晶石LiMn_2O_4物相、形貌以及电化学性能进行检测分析。结果表明,由Mn_3O_4制备的LiMn_2O_4的X射线衍射峰强度最大且粒度较为均匀。在室温条件下,以0.2C倍率充放电循环20次,Mn_3O_4制备的LiMn_2O_4首次充放电比容量为128.3 mA·h/g,容量保持率为97.1%,优于另外三种锰源作为原料合成的尖晶石LiMn_2O_4。化学二氧化锰、电解二氧化锰、MnCO_3、Mn_3O_4合成尖晶石LiMn_2O_4电极材料的扩散系数DLi+分别为2.26×10^(-11),4.54×10^(-11),0.83×10^(-11),8.25×10^(-11)cm^2/s。

四氧化三锰制备尖晶石锰酸锂及电化学性能研究

采用金属锰粉悬浮液氧化法、焙烧法、两步法制备Mn3O4。根据Li2CO3/Mn3O4混合粉体的TG-DTA分析结果,以高温固相法合成尖晶石LiMn2O4。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒流充放电技术及交流阻抗,对这合成样品尖晶石LiMn2O4的物相、形貌以及电化学能进行检测分析,采用电位跃迁法测试计算出尖晶石LiMn2O4电极材料的扩散系数。结果表明,用3种不同方法制备的Mn3O4都能合成颗粒大小均匀的尖晶石LiMn2O4,在室温下以0.2 C倍率充放电循环30次时,以悬浮液氧化法制备Mn3O4合成的尖晶石LiMn2O4首次放电比容量和容量保持率分别为130.0 m A·h/g和98.1%,优于另外两种方法制备Mn3O4合成的尖晶石LiMn2O4。以不同Mn3O4合成尖晶石LiMn2O4电极材料的扩散系数DLi+分别为:7.78×10-11,5.01×10-11,3.26×10-11cm2/s。

尖晶石锰酸锂表面化学镀钴研究

表面化学镀钴对LiMn2O4进行改性,X射线衍射、扫描电子显微镜、交流阻抗及恒电流充放电等技术检测和分析合成产物的物相、形貌及电化学性能。研究表明,与未镀钴的LiMn2O4相比,镀钴LiMn2O4粉末的X射线衍射峰强度有所变弱,样品颗粒表面粗糙,有许多小孔。化学镀钴后的LiMn2O4放电容量由改性前的123mA.h/g下降到改性后的112mA.h/g,室温下经20次循环后的容量保持率为96.8%,高于未镀钴的85.8%。55℃经20次高温循环后的比容量保持率为91.7%,远高于未镀钴的76.2%。表面镀钴后LiMn2O4的循环性能得到了显著改善。

晶种控制沉淀法制备重质碳酸锰

采用添加晶种控制结晶沉淀的方法来制备碳酸锰,考察了温度、碳酸氢铵浓度、晶种用量以及反应物滴加时间等条件对产物碳酸锰振实密度的影响规律。结果表明,当反应温度为30℃,晶种加入量为20%,碳酸氢铵浓度为2 mol/L,反应物滴加时间为4.5 h时,制备出振实密度可达2.3 g/cm3、纯度高的重质碳酸锰,且实验的重复性好。

MnO_2预处理对LiMn_2O_4性能的影响研究

以经过硝酸预处理的电解二氧化锰为原料制备尖晶石LiMn2O4,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电对LiMn2O4进行物相、形貌及电化学性质分析。结果表明:采用经硝酸预处理MnO2制备的LiMn2O4粉末X射线衍射峰比未经硝酸预处理MnO2制备的LiMn2O4强度大,峰更尖锐,结晶性更好,粉末颗粒均匀,表面光滑,无团聚现象。经预处理MnO2制备的LiMn2O4在0.2 C倍率放电时的比容量为121.1 mAh/g,高于未经预处理MnO2制备的LiMn2O4放电比容量116.7 mAh/g,在室温或高温(55℃)不同充放电倍率循环时的容量保持率均高于未经预处理MnO2制备的LiMn2O4。

Bi和F复合掺杂对LiMn2O4结构及电化学性能的影响

采用固相法合成LiMn2-xBixO4-yFy(x=0,0.03;y=0,0.05,0.1),通过X-射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电及循环伏安等技术分析检测合成材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明:合成的LiMn2-xBixO4-yFy均为尖晶石结构,无杂相,颗粒表面光滑,大小均匀。常温下以0.2C倍率循环30次,LiMn1.97Bi0.03O3.95F0.05容量保持率为90.88%,远高于未改性LiMn2O4的86.51%,常温及55℃下以1 C倍率循环100次,LiMn1.97Bi0.03O3.95F0.05容量保持率分别为91.81%和83.69%,高于未改性的78.65%和71.82%。Bi和F复合掺杂提高了材料的稳定性和循环性能,尤其是高温循环性能。

Li_3PO_4助熔剂添加对Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3性质的影响

采用溶胶-凝胶法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉末,向Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉末中添加不同摩尔分数的Li3PO4助熔剂烧结制备锂离子固体电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究合成产物的结构与形貌,采用循环伏安及交流阻抗技术研究合成产物的氧化-还原电位、离子电导率和活化能。结果表明,添加与未添加Li3PO4助熔剂的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片具有相似的X射线衍射结果。添加Li3PO4的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片空隙率较小,更为致密。添加Li3PO4对Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的氧化-还原电位影响不大。在所有添加Li3PO4助熔剂的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片中,添加摩尔分数1%Li3PO4的烧结片具有最高的离子电导率6.15×10-4S.cm-1和最低的活化能0.314 2 eV。

超声波辅助光皮树油酯交换制备生物柴油的研究

采用超临界CO2萃取光皮树油脂,研究了超声波辅助条件下光皮树油脂酯交换反应制备生物柴油,考察了不同因素对酯交换率的影响。结果表明光皮树油脂酯交换制备生物柴油的最佳工艺参数为:光皮树油45.9 g,超声波频率50 Hz,超声波功率180 W,醇油物质的量比6∶1,催化剂质量分数1.1%,反应温度60℃,反应时间80 min,酯交换率96.24%,所得生物柴油的性能与0#柴油相似,但闪点更高,灰分更低。

锂离子固体电解质Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3的合成与表征

以固相法合成锂离子固体电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(以下简称LATP)。研究了合成温度以及烧结时间对其离子电导率的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和交流阻抗技术对合成材料的物相、形貌和离子导电性进行表征。结果表明:900℃条件下合成了纯相LATP,颗粒大小均匀,900℃下烧结4 h,得到的烧结片致密,离子电导率达3.07×10-4S/cm。