锂离子二次电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的研究进展

介绍了近年来国内外LiNi0.8Co0.2O2正极材料的研究进展;重点对LiNi0.8Co0.2O2正极材料的主要合成方法、掺杂与包覆改性的研究现状和进展进行了评述;提出了目前LiNi0.8Co0.2O2正极材料尚存在的一些问题,同时对LiNi0.8Co0.2O2正极材料的发展前景进行了展望。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2的合成及电化学性能

采用碳酸盐共沉淀法合成了Ni0.4Co0.2Mn0.4CO3前驱体,然后以Ni0.4Co0.2MnCO3和LiOH为原料,合成出了层状锂离子电池正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2.通过XRD,SEM和电化学测试对LiN0.4Co0.2Mn0.4O2材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征.结果表明,800℃下烧结12 h所得到的样品,以0.2 c放电,其首次放电容量151 mAh·g-1,循环30次后容量为138 mAh·g-1,电化学性能好.     

超声辅助共沉淀法制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4及其电化学性能研究

采用超声辅助共沉淀法合成了锂离子电池用LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,借用XRD、SEM及电化学性能测试对其进行表征,研究了超声辅助对LiNi0.5Mn1.5O4的微观结构、形貌及电化学性能的影响。研究结果表明,采用超声辅助能够消除LixNi1–xO杂相,获得粒径更为均匀的纯相尖晶石结构的LiNi0.5Mn1.5O4。超声辅助能够提高LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能,在2C倍率下放电20次循环后未超声和超声辅助样品的容量保持率分别为95.05%和97.42%。     

合成温度对正极材料LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2结构和电化学性能的影响

在空气中通过固相烧结合成LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2锂离子正极材料,利用XRD,SEM,TEM以及恒流充放电测试等手段,探究了合成温度对正极材料的晶体结构和电性能的影响。不同温度下制备的镍钴酸锂,具有相同的菱面体点阵结构,空间群是R-3m。750℃合成制备的LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2,结晶较完全,层状结构较好,样品颗粒大小均匀。其组装电池首次放电比容量为155 m Ah/g,5次充放电后表现出较好的循环性能。     

正极材料LiFe0.8Mn0.2-xLaxPO4/C的制备及其电化学性能研究

采用固相法制备了LiFe0.8Mn0.2-xLaxPO4/C(x=0,0.025,0.050)复合材料.通过XRD、SEM和恒流充放电测试对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行研究.结果表明少量的La掺入并未影响到LiFe0.8Mn0.2PO4/C的晶体结构,但显著改善了材料的电化学性能.LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在0.1C,0.5C,1C,2C和5C倍率下的首次放电比容量分别为154.7,145.0,135.3,125.4和118.1mAh/g,此外,材料还表现出较好的循环性能,LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在1C倍率下循环30次后,容量保持率为99.5％.     

锂离子电池混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4电化学性能研究

采用湿法球磨制备了锂离子电池用混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电测试、循环伏安测试(CV)和电化学阻抗谱测试(EIS)方法研究了混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的电化学性能。结果表明：混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的晶体结构完好,碳包覆的纳米LiFePO4颗粒较好地包覆在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2表面。含质量分数15% LiFePO4的混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4电化学性能优良,0.2C首次充放电比容量为181.40 mAh?g–1,首次充放电效率为90.79%;1.0C循环50次后放电比容量为169.89 mAh?g–1,容量保持率为97.80%;3.0C循环5次后的放电比容量为162.22 mAh?g–1,容量保持率仍有89.43%;60 ℃高温存储7 d后,容量保持率和容量恢复率分别为86.48%和97.32%。     

Li_3V_2(PO_4)_3/C复合正极材料的合成及电化学性能

通过碳热还原法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3,研究了球磨和碳含量对Li3V2(PO4)3的合成和电化学性能的影响.利用XRD、SEM和电化学测试对Li3V2(PO4)3进行研究表明,经过球磨合成的样品XRD晶面衍射峰的强度增强,样品颗粒均匀细化;样品中随着碳含量的增加,其XRD晶面衍射峰的强度减弱,样品颗粒趋于细化;经过球磨4 h,且原料中碳过量30%合成的Li3V2(PO4)3样品的首次放电容量为117 mAh/g,常温下循环30次后容量为105 mAh/g,在55℃高温下循环30次后容量103 mAh/g.     

正极材料LiFe0.8Mn0.2–xLaxPO4/C的制备及其电化学性能研究

采用固相法制备了LiFe0.8Mn0.2–xLaxPO4/C(x=0,0.025,0.050)复合材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明少量的La掺入并未影响到LiFe0.8Mn0.2PO4/C的晶体结构,但显著改善了材料的电化学性能。LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在0.1C,0.5C,1C,2C和5C倍率下的首次放电比容量分别为154.7,145.0,135.3,125.4和118.1 mAh/g,此外,材料还表现出较好的循环性能,LiFe0.8Mn0.175La0.025PO4/C在1C倍率下循环30次后,容量保持率为99.5%。     

尖晶石型LiMn_(2-x)Ga_xO_4的合成及电化学性能研究

为了提高锂离子电池尖晶石锰酸锂正极材料的循环性能和倍率性能,采用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备了LiMn2–xGaxO4(x=0,0.02,0.05,0.07)正极材料。研究了Ga掺杂对所制材料性能的影响。结果表明:制得的LiMn2–xGaxO4具有单一的尖晶石结构。当Ga3+掺杂量为x=0.05时,LiMn2–xGaxO4首次放电比容量为117.1 mAh/g,经过95次循环后,放电容量保持率高达97.9%;在高倍率4C条件下,首次放电比容量为100.9 mAh/g,30次循环后放电比容量为102.4 mAh/g,具有优异的倍率性能。     

不同锂过量和镍过量对5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4性能的影响

采用柠檬酸络合自蔓延燃烧方法制备了5 V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4。分别考察了不同锂过量和镍过量对LiNi0.5Mn1.5O4材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:当焙烧温度为820℃,焙烧时间为12 h,退火温度为600℃,退火时间为24 h时,制备LiNi0.5Mn1.5O4的最佳锂过量为9%(摩尔分数,下同),最佳镍过量为7%,在此条件下所制样品的首次放电比容量达到122.7 mA·hg-1,20次循环后的放电比容量保持率为98.5%,且只存在单一的4.7 V平台。     

Ba_(0.2)Sr_(0.8)La_4Ti_4O_(15)微波介电陶瓷的两步烧结法制备及性能表征

采用两步烧结法制备了Ba0.2Sr0.8La4Ti4O15微波介电陶瓷,并通过分析陶瓷的晶相、显微结构及介电性能,与采用传统高温直接烧结法制得的陶瓷样品进行了对比。结果表明,较之高温直接烧结法,采用两步烧结法可通过较长时间保温而制备出粒度小而均匀、无裂纹且介电性能较好的陶瓷。在一次烧结温度为1 600℃、二次烧结温度为1 500℃并保温10 h条件下所制陶瓷介电性能最优:εr=46.52,Q.f=65 496 GHz,τf=–12.1×10–6/℃。     

锂离子电池正极材料LiNi1-xCoxO2的合成及性能

以硝酸盐为原料,用sol-gel法合成锂离子电池正极材料LiNi1-xCoxO2,采用XRD、SEM和电化学测试等方法对材料的物理化学性质以及电化学性能进行表征。结果表明,经过Co掺杂后,材料具有较高的初始放电比容量和较好循环性能。在750℃下合成的LiNi0.8Co0.2O2,在3.0~4.2 V 0.2 C下经恒电流充放电测试,其首次放电容量为170.40mAh.g–1,经过30次充放电循环后放电容量为149.86 mAh.g–1,可逆容量的保持率为89.95%。     

MgO-Y_2O_3对热压烧结Al_2O_3性能的影响

以高纯的硫酸铝氨分解的无定形Al2O3为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备Al2O3陶瓷。研究了烧结助剂掺量对Al2O3材料的相组成、显微结构、烧结性能、力学性能、热导率和介电性能的影响。结果表明:所制Al2O3陶瓷具有细晶的显微结构特征和超高的抗弯强度。随着MgO-Y2O3掺量的增加,晶粒尺寸、抗弯强度和热导率先增大后减小,而介电损耗则呈现先减小后增大的变化规律。当MgO和Y2O3掺量均为质量分数2%时,Al2O3陶瓷呈现为较佳的综合性能:抗弯强度达最大值为603 MPa,热导率为36.47 W.m–1.K–1,介电损耗低至6.32×10–4。     

电场激活压力辅助烧结对(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8热电材料微观结构及热电性能的影响

采用电场激活压力辅助烧结（FAPAS）技术制备了(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8热电材料,采用无电场、低电场强度和高电场强度三种烧结方式作为对比实验,研究了烧结过程中施加电场强度对(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8热电材料微观结构和热电性能的影响。研究结果表明,在烧结过程中施加电场,可明显提高(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8热电材料的电导率和Seebeck系数,从而提高其综合电功率因子;而采用大电场强度烧结则会使(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8材料出现层状结构择优取向,在电性能相对较高的情况下亦使其热导率明显减低,从而获得较高ZT值。     

复合添加ZnO/V_2O_5对(Zr_(0.8)Sn_(0.2))TiO_4陶瓷性能的影响

讨论了复合添加Zn O/V2O5对(Zr0.8Sn0.2)Ti O4介质陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响。结果表明:Zn O/V2O5对(Zr0.8Sn0.2)Ti O4的烧结有一定的促进作用,但Zn O/V2O5添加量的增大会造成晶格缺陷和残留气孔增多,从而导致材料的密度和Q×f降低。在1 320℃保温4 h并添加了0.6 wt%Zn O/V2O5的试样具有相对较好的介电性能:εr=36.48,Q×f=16 800 GHz。     

Low temperature sintering properties of Y-doped BaTiO3 ceramics by BaB2O4 sintering aid

The sintering process of semiconducting Y-doped BaTiO₃ ceramics added with BaB₂O₄ as low temperature sintering aid were investigated. When the low temperature sintering aid BaB₂O₄ added Y-doped BaTiO₃ ceramics prepared by Sol-Gel method, the sintering temperature of BaTiO₃-based ceramics would be greatly decreased, and also widen sintering range. Y-doped BaTiO₃ ceramics with BaB₂O₄ addition can be obtained at 1050 °C. Ceramics samples with room temperature resistivity 60-80 Ω cm, ratio of the maximum resistivity to minimum resistance (Rmax/Rmin) 10⁴ and temperature coefficient of resistivity (α) 10%/°C were obtained.     

Li_2ZnTi_3O_8微波介质陶瓷烧结工艺的研究

采用传统固相反应法制得Li2ZnTi3O8微波介质陶瓷,研究了主要烧结工艺参数对所制陶瓷的物相组成、显微组织及微波介电性能的影响。结果表明:经900℃预烧并在1 075℃保温4 h所得陶瓷试样只含有单一的Li2ZnTi3O8相;另外,其显微组织均匀,气孔等缺陷较少,相对密度达到98.5%,且具有良好的介电性能:εr=26.6,Q·f=75 563 GHz,τf=–12.4×10–6/℃。