Li4SiO4-Y2O3的溶胶-凝胶法合成及离子导电性研究

用溶胶-凝胶法制备了Li4SiO4-xY2O3(x=0～0.5)离子导体材料,并用DTA-TG、XRD及交流阻抗等技术对样品进行了测试,结果发现用溶胶-凝胶法可降低Li4SiO4的合成温度并可提高离子的导电性,适量Y2O3的掺入可增强基质的致密性,并可提高材料的导电性能.     

尖晶石材料LiNi0.5Mn1.5O4的研究进展

阐述了尖晶石材料LiNi0.5Mn1.5O4的晶体结构及其主要制备方法,介绍了纳米合成、元素掺杂、表面修饰等提高材料充放电倍率及改进其电化学性能的研究成果,并展望了该材料在未来先进锂离子电池中的应用前景。     

热压烧结制备Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3钙钛矿型固体电解质

采用热压烧结制备了Li_3/8Sr_7/16Ta_3/4Hf_1/4O₃钙钛矿型固体电解质, 研究了不同烧结方式对样品性能的影响。通过X射线衍射仪表征材料的晶体结构, 扫描电子显微镜观察组织形貌, 交流阻抗仪测试电化学性能。结果表明:样品为立方KTaO₃相, 热压烧结成功合成了钙钛矿结构固体电解质, 相对于常压烧结, 热压烧结制备的样品孔隙更少, 晶粒之间结合更加紧密, 致密度高达94.0%, 离子电导率为4.33×10-4S·cm(T=298K).      

烧结温度对锂离子电池负极材料Li4Ti5O12性能的影响

采用钛酸四丁酯为钛源、一水合氢氧化锂为锂源，利用水热法制备锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂（LTO），研究了水热后不同烧结温度对LTO相组成、微观形貌及电化学性能的影响。结果表明:当煅烧温度分别为500、550、600、650、700℃时，烧结LTO均为尖晶石型；500、550、600℃烧结LTO的微观形貌为纳米片状结构，当温度升高到650℃时，LTO出现纳米棒状结构，随着温度继续升高，LTO在700℃时生成较厚的纳米片状结构；当烧结温度为650℃时，LTO的比表面积为94.5907 m2·g-1，气孔体积为0.9663 mL·g-1，此时Li₄Ti₅O₁₂的放电比容量达到最大值240 mAh·g-1；电流密度100 mA·g-1、循环260次条件下，LTO容量保持率达96.45%，电流密度为1和2 A·g-1、循环1000次条件下，LTO容量保持率达92.97%和77.21%。     

锂过量对钙钛矿型Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3固体电解质性能的影响

固相烧结法合成钙钛矿型Li_3/8Sr_7/16Ta_3/4Hf_1/4O₃(LSTH) 固体电解质材料,制备过程中分别加入过量的碳酸锂,质量分数分别为(0~30 %).通过XRD、SEM、ICP-OES以及EIS测试,表征不同锂过量LSTH固体电解质材料成相、显微形貌以及室温电导率的影响.实验结果表明,配料时,过量一定质量百分数的碳酸锂,能够有效减少烧结过程中因锂挥发而生成的SrTa₂O₆杂相,提高样品密度和室温电导率.样品最佳锂过量质量百分数为20 %,20 %锂过量样品1 300 ℃烧结10 h为钙钛矿纯相,密度6.5 g/cm3,室温电导率达到3.12×10-4 S/cm.      

LiNi0.5Mn0.5O2的合成及其AA电池电化学性能

采用共沉淀法合成LiNi_0.5Mn_0.5O₂正极材料.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征合成材料的结构和形貌.研究不同Li/(Mn+Ni)摩尔比、不同焙烧制度、不同化成制度对LiNi_0.5Mn_0.5O₂的电化学性能的影响.结果表明,当Li/(Mn+Ni)摩尔比1.08、一次焙烧温度为500℃,二次焙烧温度为850℃下焙烧得到的材料电化学性能最佳.      

Electrical and dielectric properties of Ni0.5Co0.5GaxFe1.8-xO4(x≤1.0)spinel ferrite microspheres

Microspheres of Ni_0.5 Co_0.5Ga_xFe_2-xO₄(x≤1.0) microsphere spinel ferrites(NiCoGaFe-MSFs) and carbon spheres were prepared via a hydrothermal technique.The micro structure of microspheres was investigated through scanning and transmission electron microscopy(SEM and TEM),respectively,and X-ray diffraction(XRD).The electrical and dielectric properties of NiCoGaFe-MSF at temperatures ranging from20 to 120℃(between 293,1× 10³ and 393.1...     

Eu3+激活的Li2Gd4（MoO4）7钼酸盐红色荧光体及其发光性质

由高温固相反应首次合成Li2(Gd1-xEux)4(MoO4)7(0相似文献   

电解液中Li2SO4对ZAlSi12合金微弧氧化膜特性的影响

采用微弧氧化技术在ZAlSi12合金表面制备氧化膜,研究了Li₂SO₄的加入对微弧氧化膜性能的影响.随着电解液中Li₂SO₄含量增加,试样表面氧化膜变厚且粗糙.X射线衍射分析表明,微弧氧化膜主要由Al₂O₃相和莫来石相组成.加入Li₂SO₄且经微弧氧化处理得到的试样耐腐蚀性能优于未经微弧氧化处理的试样.      

NASICON型固体电解质Li1.1Y0.1Zr1.9(PO4)3的SPS烧结及性能

采用溶胶-凝胶法合成NASICON型固体电解质Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃粉体.研究了不同烧结方式对Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃电解质的性能影响.通过差热分析仪分析前驱体的热性能,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、交流阻抗仪对固体电解质的物相、结构及电化学性能进行表征.结果表明,溶胶-凝胶法成功制备出纯相的NASICON型Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃,并且颗粒均匀;相比传统的无压烧结,SPS烧结明显提高了样品致密度(致密度达94.38 %),室温离子电导率高达8.99×10-5 S/cm.      

不同方法制备PrNi0.5Co0.5O3-δ阴极的性能对比研究

采用固相反应法和乙二胺四乙酸-柠檬酸（EDTA-CA）联合络合法分别合成了PrNi0.5Co0.5O3-δ (PNC)材料，用于质子导体固体氧化物燃料电池（H-SOFCs）的阴极。通过X射线衍射（XRD）研究了材料在不同煅烧条件后的相结构，通过比表面积及孔径分析仪（BET）研究材料的比表面积和孔结构，用扫描电子显微镜（SEM）观察了材料的微观结构，通过能量色散X射线谱仪（EDS）分析材料的元素分布，通过电化学阻抗谱（EIS）分析了材料作为H-SOFCs阴极使用时的极化电阻。结果表明，通过EDTA-CA联合络合法制备的粉体相结构更加稳定，且元素分布也更加均匀。EIS分析结果表明，通过两种方法制备的阴极材料在BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ(BZCYYb)电解质上的氧还原过程活化能相近，但通过EDTA-CA联合络合法制备的阴极具有更低的极化电阻，500℃时对称电池上的极化电阻降低68%。     

固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-SDC复合阳极性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)阳极粉体。X射线衍射(XRD)分析结果显示,在1000℃下焙烧4 h处理后,粉体为单一的钙钛矿相结构。应用单向压力成型方法、空气中1450℃下烧结8 h制备了Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)为电解质片,应用丝网印刷方法在SDC电解质两侧分别涂覆La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ阳极和Pr0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ-SDC(PSCF-SDC)复合阴极,组成电解质支撑型固体氧化物燃料单电池。扫描电镜(SEM)观察显示,制备的电解质致密,阳极和阴极孔隙大小分布均匀,阳极厚度约为20μm,阴极厚度为10μm。用湿氢气作燃料,在800℃下获得的最大输出功率为232.84 mW/cm2,短路电流为919.84 mA/cm2。为了提高LSCM阳极材料催化活性,阳极中掺入少量SDC构成复合阳极。La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-10%SDC复合阳极的单电池输出功率明显提高,最大输出功率为340 mW/cm2。     

超薄Hf0.5Zr0.5O2铁电薄膜制备及在ETSOI器件应用研究

基于超薄铁电薄膜材料的场效应晶体管(field effect transistor,FET)是集成电路在5 nm及以下技术节点实现低功耗和高性能的技术方案之一。然而,由于铁电薄膜存在“死层”(dead layer)效应,造成超薄铁电薄膜保持足够铁电性以应用于先进技术节点器件上困难。针对超薄铁电薄膜面临的问题,本文首先探索了原子层沉积法(atomic layer deposition,ALD)制备Hf_0.5Zr_0.5O₂铁电薄膜的工艺,发现沉积Hf_0.5Zr_0.5O₂薄膜厚度与ALD生长周期呈现良好的线性关系,其生长速率约为0.136 nm·cycle^-1。接着对Hf_0.5Zr_0.5O₂薄膜的铁电性进行了表征,发现8 nm Hf_0.5Zr_0.5O₂薄膜比4 nm和10 nm薄膜具有更大的晶粒和更强的铁电性,...     

固体氧化物燃料电池阳极材料La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ的合成及选择性研究

固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell, SOFC）是一种新型的清洁能源,而其阳极材料是固体氧化物燃料电池的最关键的部分,阳极材料的好坏会直接影响SOFC的性能.文中介绍了SOFC阳极材料La_0.75Sr_0.25Cr_0.5Mn_0.5O_3-δ（LSCM）的合成方法和性能表征.分别采用甘氨酸-燃烧法和柠檬酸溶胶-凝胶法合成La_0.75Sr_0.25Cr_0.5Mn_0.5O_3-δ（LSCM）,然后把合成的LSCM放在温度分别是800 ℃、900 ℃、1 000 ℃的马弗炉中进行高温烧结一定的时间,通过对产品进行XRD、SEM、电化学性能分析,得出了采用溶胶-凝胶法合成LSCM后,经1 000 ℃高温煅烧为较优的合成方法和实验条件.      

铁掺杂对(Na0.5K0.5)NbO3无铅压电陶瓷性能的影响

采用传统陶瓷工艺对(Na0.5K0.5)NbO3进行了铁掺杂改性研究。使用SEM、XRD并结合常规性能测试手段对该体系的显微结构、压电性能进行了表征。研究结果表明:对于(Na0.5K0.5)NbO3无铅压电陶瓷,Fe的掺杂提高了致密性、使晶体颗粒长大、降低了介电性能。     

Si4+掺杂对富锂Li[Li0.15Mn0.575Ni0.275]1-xSixO2材料性能的影响

利用共沉淀合成的锰镍氢氧化物前躯体,采用Si掺杂合成Li[Li0.15Mn0.575Ni0.275]1-xSixO2(0≤x≤4%)正极材料.用X射线衍射和扫描电镜对合成的粉末样品进行了表征,研究了材料的电化学性能.通过掺杂样品的晶胞参数及电化学性能研究发现:少量的Si4+掺杂可有效提高材料的循环性能;随掺杂量的增大,晶格畸变增大,半高宽变大;其中掺量x=1%的材料电化学性能最佳,4.2 V首次放电容量为146.7 mAh/g,经200次循环放电容量仍保持在135.7 mAh/g,容量保持率为92%.     

Nb掺杂(Bi0.5Na0.5)0.91Pr0.02Ba0.07TiO3无铅弛豫铁电陶瓷储能性能研究

通过固相烧结法掺杂微量Nb到(Bi_0.5Na_0.5)_0.91Pr_0.02Ba_0.07TiO₃无铅铁电陶瓷，对其相结构、微观形貌、储能行为及介电行为进行了研究。所有样品都形成了单一的钙钛矿相，晶粒细小，Nb掺杂有效地抑制了晶粒长大，在保持较大饱和极化强度基础上降低了剩余极化强度且提高了(Bi_0.5Na_0.5)_0.91Pr_0.02Ba_0.07TiO₃铁电陶瓷电场强度。掺杂量为0.05 mol时陶瓷在场强139 kV/cm下最大可释放储能密度达到1.85 J/cm³,储能效率达到65.75%,获得了较大的介电常数1250且保持稳定。     

Mn1.5-0.5xCo1.5-0.5xCuxO4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SUS 430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SUS 430不锈钢相匹配(分别为12.45×10-6和12×10-6~12.4×10-6 K-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1.3 S/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,SUS 430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SUS 430合金可以用作固体氧化物燃料电池(SOFC)连接体。     

不同方式引入CuO制备低温烧结(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7陶瓷

以Bi₂O₃、ZnO和Nb₂O₅为原料,采用传统固相反应法制备（Bi_1.5Zn_0.5）（Zn_0.5Nb_1.5）O₇（BZN）陶瓷。通过CuO包覆层修饰BZN粉体表面,引入CuO助烧剂代替直接混合BZN和CuO粉体。以CuSO₄溶液为先驱体制备CuO包覆层,采用液相包覆法引入助烧剂可减少CuO的添加量,从而降低CuO对BZN陶瓷介电性能的不良影响。结果表明,当CuSO₄溶液浓度为0.5 mol/L时,可以促进陶瓷的烧结和致密化过程,经900℃烧结3 h所得BZN陶瓷介电性能最佳,介电常数（ε_r）为141,品质因数值（Q_f）为426 GHz,谐振频率温度系数（τ_f）为—357×10-6/℃（4 GHz）,皆优于固相混合法所得介电性能（介电常数为134,品质因数为287 GHz,谐振频率温度系数为—374×10-6/℃（4 GHz））。     

LiF掺杂提升Li1.1Ta0.9Zr0.1SiO5固态电解质室温离子电导率

LiTaSiO₅（LTSO）是一种新型的快离子导体,但现今合成的该电解质样品室温离子电导率较低。采用固相合成法制备了Li_1.1Ta_0.9Zr_0.1SiO₅固态电解质, 研究LiF掺杂对Li_1.1Ta_0.9Zr_0.1SiO₅电解质材料结构和性能的影响。结果表明,LiF掺杂能改善晶体的结晶性能,促进晶体的生长和降低晶界的数量,并显著降低孔隙率,提高电解质样品的致密度,从而降低电解质样品的晶粒和晶界电阻,有利于锂离子在晶粒和晶界之中快速迁移,提高材料的整体离子电导率。当LiF加入量为0.4%（质量百分比）时,Li_1.1Ta_0.9Zr_0.1SiO₅电解质的相对密度达90.81%,总离子电导率为8.31×10-5 S/cm,扩散激活能为0.203 eV,比未掺杂样品的离子电导率高近2倍。