Al-Cu-Mg合金界面电子结构计算及其对合金性能的影响

运用固体与分子经验电子理论(EET),计算了Al-Cu-Mg合金时效过程中产生的GPBZ和S"相的价电子结构以及a-Al/GPBZ和a-Al/S"两相之间的界面电子结构。结果表明:亚稳定S"相的总体键强高于GPBZ,对合金基体具有沉淀强化的作用;同时a-Al/S"两相界面非常连续,对合金基体具有界面强化效果。反映了从GPBZ向S"相转变的相变过程,与实验结果一致。     

Li_(1+x)Ni_(0.166)Co_(0.166)Mn_(0.667)O_(2.175+x/2)正极材料的喷雾干燥法合成及电化学性能

采用喷雾干燥法制备锂离子电池用层状富锂锰基正极材料Li(1+x)Ni0.166Co0.166Mn0.667O(2.175+x/2)(x=0.3,0.4,0.5,0.6),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、等离子体发射光谱(ICP)、热重-差热分析(TG-DSC)、比表面积、粒度分布和恒流充放电等测试手段对材料的结构、形貌及电化学性能进行表征。结果表明:所制得的富锂锰基正极材料为三方层状结构(mR3)的LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2和单斜层状结构(C2/m)的Li2MnO3组成的固溶体,且具有多孔球形形貌。当x=0.4时,材料具有最优的电化学性能。在2.0~4.8 V电压范围内,25 mA/g电流密度下材料的首次放电比容量高达277.5 mA·h/g,20周循环后容量保持率达95.3%,500 mA/g电流密度下放电比容量仍达192.5 mA·h/g。     

具有核壳结构的锂离子电池用Sn/C复合负极材料研究

采用碳热还原法以及沥青裂解包覆技术,制备具有核壳结构的Sn/C复合负极材料,对采用改性天然石墨与人造石墨作为内核的效果作了比较,并分析研究壳层的厚度对材料综合性能的影响.结果表明,采用改性天然石墨作为内核能更有效分散Sn金属颗粒,另外沥青裂解碳包覆层的厚度对材料的循环稳定性具有较大的影响.以改性天然石墨为内核,具有(10％+20％)双层包覆结构的负极样品具有最佳的综合性能,首次库伦效率为76.3％,54周的容量保持率为99％.材料结构的设计以及结构的合成工艺是解决锡基合金负极材料体积效应的重要途径.     

用不同锰源高温固相法制备LiMnPO4/C

以MnO2、Mn(Ac)2和MnCO3为锰源,通过高温固相法制备纯相LiMnPO4/C正极材料,进行XRD、SEM分析和充放电、循环伏安测试。采用不同锰源制备的样品,XRD衍射峰均与LiMnPO4的标准图谱一致,无其他杂质峰;但颗粒形貌存在较大的差别。以Mn(Ac)2为锰源的材料具有较好的循环稳定性和相对较高的可逆容量,以0.2C在2.7~4.5 V充放电,首次充、放电比容量分别为113.1 mAh/g和95.7 mAh/g,库仑效率为84.6%,第25次循环的放电比容量为108.9 mAh/g。     

以石墨为母体的硅碳核壳复合负极材料的制备及性能研究

通过喷雾干燥和高温热解法,成功制备了不同有机碳源包覆的硅碳核壳复合负极材料。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的组成和形貌;用恒电流充放电(CC)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)表征了硅碳核壳复合材料的电化学性能,测试结果表明柠檬酸、酚醛树脂和葡萄糖作为有机碳源包覆硅碳复合材料的电化学性能相对于传统石墨材料都有明显改善,而葡萄糖为有机碳源制备的硅碳核壳复合材料具有最高的首次效率和容量保持率。     

锂离子电池负极材料的分子设计与新材料研究进展

对锂电池复杂材料体系进行量子力学的从头计算一直是材料和物理科学研究的重要方向。主要总结了近年来采用密度泛函理论和第一性原理平面波赝势法对锂电负极材料进行分子设计方面的研究,同时也介绍了本课题组在金属合金类负极材料方面的理论计算研究。最后从应用的角度全面综述了常规锂离子电池负极材料的研究现状和发展,包括碳类材料(天然石墨、人造石墨、中间相炭微球)、金属基合金材料(硅基、锡基等)和钛酸锂负极材料等。     

普通物理教学中培养学生创新能力的几点建议

普通物理学是理工科类专业的一门重要专业基础课,如何提高普通物理的教学质量、培养出富有创新能力和实践能力的高素质人才,是高校教师的一项重要任务和职责。文章结合作者的教学实践经验,从教学内容、教学方法和教学评价等几个环节入手,探索了学生创新能力和实践能力的培养。     

Sn—Al合金作为锂电池负极材料的掺Ni改性研究

采用磁控溅射的方法,制备了SnAl／Ni双层结构薄膜负极材料,通过XRD检测样品的物相结构,并通过组装半电池测试材料的循环稳定性。XRD结果表明：制备所得的双层结构薄膜样品主要为Ni3Sn2与CuSn的固溶相,不同溅射功率下样品的结晶化程度也不一样。循环性能测试结果表明：Ni溅射功率为100W的样品50次循环后充放电比容量维持在500mAh／g左右,具有较好的循环性能。掺Ni后形成的Sn—NiAl负极材料的循环稳定性与结晶化程度有关,结晶化程度越差的样品,由于结晶的不规则性,引入更多的嵌锂间隙位置,便于锂离子的进出,获得越好的循环性能。其次对于Sn—Ni—A1负极．多个二元相固溶时,由于非活性物质对循环时的体积变化具有一定的缓解作用,多个二元相作用叠加,导致循环稳定性优于三元合金相。在合成多元合金负极时,非晶化及多个二元相的固溶都是有利于循环稳定性提高的方法之一。本文为Sn基合金负极的改性研究提供了一个新的手段。     

Preparation of Sn nano-film by direct current magnetron sputtering and its performance as anode of lithium ion battery

Sn thin film on Cu foil substrate as the anode of lithium ion battery was prepared by direct current magnetron sputtering（DCMS）. The surface morphology, composition and thickness and the electrochemical behaviors of the prepared Sn thin film were characterized by scanning electron microscopy（SEM）, X-ray diffraction（XRD）, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP）, cyclic voltammetry（CV） and galvanostatic charge/discharge（GC） measurements. It is found that the Sn film is consists of pure Sn with an average particle diameter of 100 nm. The thickness of the film is about 320 nm. The initial lithium insertion capacity of the Sn film is 771 mA.h/g. The reversible capacity of the film is 570 mA.h/g and kept at 270 mA.h/g after 20 cycles.     

动力电池用正极材料磷酸铁锂的研究进展

文章综述了锂离子动力电池关键正极材料磷酸铁锂的产业化制备方法,市场状况分析和近年来国内外对该正极材料的研究进展情况。结果表明:产业化制备方法目前主要是固相反应法和水热合成,市场需求大于市场供给,具有很好的市场前景,高倍率磷酸铁锂将成为未来的一个重要研究方向。