Li3VO4-Li4TO4(T=Ge,Si)固溶体离子导体7Li的NMR研究

在150—573K温度范围内,研究了固溶体Li₃VO₄-Li₄TO₄(T=Ge,Si)系统不同成分的⁷Li的NMR谱。发现γ_II相固溶体室温⁷Li的NMR线宽和自旋晶格弛豫时间T₁的值都比Li₄GeO₄,Li₄SiO₄和Li₃VO₄小约一个数量级。这表明在γ_II相固溶体离子导体中,Li⁺离子运动有可能比固溶前有数量级增长。同时还发现⁷Li的电四极分裂伴线数随成分和温度而异,以及伴线强度百分比依赖于温度。这反映γ_II相的不同成分中,间隙Li⁺离子占有的不等价位置个数不同,而Li⁺离子在每个不等价位置上的占有率又随温度而变化。 关键词：     

Li_4SiO_4-Li_3VO_4赝二元系和Li_4GeO_4-Li_4SiO_4-Li_3VO_4赝三元系中新的锂离子导体

本文在室温到300℃的温度范围内研究了Li_4SiO_4-Li_3VO_4和Li_4GeO_4-Li_4SiO_4-Li_3VO_4体系中的离子导电性,发现γ_(II)相固溶体Li_(3 x)V_(1-x)Si_xO_4是好的锂离子导体。所研究的成分中Li_(3.3)V_(0.7)Si_(0.3)O_4的离子电导率最高,室温下为1×10~(-5)Q~(-1)·cm~(-1),在42—192℃的电导激活能为0.36eV,电子电导率可以忽略,因而这是迄今所发现的最好的锂离子导体之一。粗略确定了Li_4GeO_4-Li_4SiO_4-Li_3VO_4三元系中电导率高的范围,发现在Li_(3.5)V_(0.5)Ge_(0.5)O_4中Si部分取代Ge可以使电导率进一步提高,Li_(3.5)V_(0.5)Ge_(0.4)Si_(0.1)O_4的室温电导率可达1.3×10~(-5)Q~(-1)·cm~(-1),电导激活能为0.40eV。     

Li_3VO_4-Li_4SiO_4-Li_4GeO_4赝三元系相图的研究

本文用差热分析法和高温、室温X射线衍射法对Li_3VO_4,Li_4SiO_4的相变过程,Li_3VO_4-Li_4SiO_4,Li_3O_4-Li-4GeO_4赝二元系相图以及Li_3VO_4-Li_4SiO_4-Li_4GeO_4赝三元系相图室温截面进行了研究。发现在Li_3VO_4-Li_4SiO_4,Li_3VO_4-Li_4GeO_4赝二元系中,由于Li_4SiO_4或Li_4GeO_4的加入而使Li_3VO_4的高温γ_(II)相稳定存在于室温,从而得到一种新的具有高电导率的锂离子导体。作者认为探寻使高温态稳定存在于室温的方法是探索新的离子导体研究中有效途径之一。     

Li_2SO_4—Li_2B_2O_4,Li_2SO_4—(NH_4)_2SO_4赝二元系相图及离子导电性研究

本文用差热分析和X射线衍射方法对Li_2SO_4-Li_2B_2O_4和Li_2SO_4-[NH_4]_2SO_4两个赝二元系相图进行了研究。Li_2SO_4-Li_2B_2O_4是共晶体系,共晶温度为720℃,共晶点在含75mol％Li_2SO_4处。在Li_2SO_4-[NH_4]_2SO_4体系中只有一个包晶化合物LiNH_4SO_4,它在186℃附近有一个固态相变。 研究了Li_2BO_4晶态和非晶态及Li_2SO_4-(NH_4)_2SO_4体系中三种不同成分样品的离子导电性,发现在400℃以下非晶态Li_2B_2O_4的电导率比晶态至少高两个数量级,而且电导激活能大大降低。Li_2NH_4SO_4高温相电导激活能为0.12eV,而室温相为0.70eV.含Li_2SO_440mol％的样品(即LiNH_4SO_4和[NH_4]_2SO_4二相混合物)在高温相的电导率比纯LiNH_4SO_4高约两个数量级,这表明在一种离子晶体中加入适量的另一种离子晶体,可以使前者的电导率大幅度提高。     

基质组成变化及电荷补偿对 NaM4(VO4)3:Eu3+(M=Mg,Ca)荧光性能的调控

利用高温固相法制备NaMg_(4-x)Ca_x(VO_4)_3∶0.01Eu~(3+)(x=0～2)、NaMg_(2.1)Ca_(1.9-y)(VO_4)_3∶yEu~(3+)(y=0～0.19)、NaMg_(2.1)Ca_(1.9-y)(VO_4)_3∶yEu~(3+),yX~-(X=Cl,F)和NaMg_(2.1)Ca_(1.9-2y)(VO_4)_3∶yEu~(3+),yM~+(M=Li,Na,K)系列荧光粉,采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品进行了结构和性能表征。探讨基质结构变化和Li~+、Na~+、K~+、F~-、Cl~-等阴阳离子的电荷补偿作用对VO■和Eu~(3+)发光性能的影响以及能量传递机理。研究表明立方相NaMg_2Ca_2(VO_4)_3比四方相NaMg_4(VO_4)_3更能被紫外光有效激发,同时发射基质的蓝绿光和铕离子的红光,且VO■和Eu~(3+)之间的能量传递效率达到42.21%。电荷补偿剂能显著提高Eu~(3+)的发射强度,同时基质发光强度减弱表明电荷补偿剂增强了基质与激活剂离子间的能量传递。通过控制合成条件可以得到单一基质白光发射荧光粉。     

非晶态离子导体Li_2B_2O_4的核磁共振研究

本文报道了非晶态离子导体Li_2B_2O_4的~7Li核磁共振研究。测量了~7Li核磁共振谱与温度的关系。实验中发现,Li_2B_2O_4的晶态、非晶态和部分晶化样品的~7Li核磁共振谱有很大的不同,且在部分晶化样品的~7Li核磁共振谱上有附加的小峰,它与LiCl(Al_2O_3)的~7Li核磁共振谱上附加的小峰相类似。我们也对非晶态离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl进行了~7Li核磁共振研究,其结果与上面的类似。研究结果表明,它们都起因于非晶母体与微晶的界面效应。     

骤冷的LiKSO_4多晶的核磁共振实验

一、前 言 作者已报道过 LiKSO4单晶在 190K附近,其7Li核磁共振(NMR)谱出现了明显的变化[1],如图1所示.当时提出有两种可能,一是发生了相变,二是7Li核可能存在着两个不等价晶位.本文所述的骤冷实验可证实NMR谱的变化是由相变引起的.最近也陆续见到用热膨胀系数[2]和喇曼光谱[3]确定LiKSO4晶体在该温度附近有相变的报道. 二、实验和讨论 我们可以设想,如果低温下7Li的NMR谱确实反映了LiKSO4晶体中7Li核具有不等价性,而高温下由于只能得到其平均结果而呈现为一条谱线,则NMR谱线的形状应同样品的冷却速度无关,而仅仅由样品所处的温…     

Li_4GeO_4-Zn_2GeO_4赝二元系相图的研究

本文用差热分析和X射线衍射的方法对Li_4GeO_4-Zn_2GeO-4赝二元系相图进行了研究。结果指出,文献中所报道的锂离子导体Li_(14)Zn(GeO_4)_4不是化合物,而是含Zn_2GeO_4的以Li_4GeO_4为基的固溶体,由于Zn_2GeO_4的加入,使Li_4GeO_4的高温相稳定存在于室温。根据研究结果,提出了关于Li_(14)Zn(GeO_4)_4多晶陶瓮样品在室温长期放置后,电导率明显降低的解释。     

离子导体LiCl(Al_2O_3)的核磁共振研究

本文报道了含分散第二相粒子的离子导体LiCl(或LiI)中~7Li核磁共振的观测结果,测量了~7Li核磁共振吸收谱线的线宽和自旋-晶格弛豫时间(T_1)。实验发现,在LiCl(Al_2O_3)中,~7Li的核磁共振吸收谱线上叠加了一小峰,且随第二相粒子的类型、含量和温度而变化。~7Li核磁共振信号的信噪比显著提高,自旋-晶格弛豫时间变短,且也随第二相粒子的类型、含量和温度而变化。结果表明,离子电导率的提高和附加小峰的出现都是由第二相粒子引起的,从而提出:靠近第二相粒子的LiCl界面附近的空间电荷区中高的离子传导是离子电导率提高和附加小峰出现的可能机理。     

压力对NH_4IO_3及其固溶体相变的影响

在流体静压力到10kbar范围内,采用DTA技术研究了压力对NH_4IO_3及其固溶体K_x(NH_4)_(1-x)IO_3的相变温度(T_c)的影响。实验结果表明,虽然固溶体的相变温度T_c随K~+组分的增加而减小,但是dT_c/dP值却同K~+组分无关。这意味着在压力下IO_3~-离子的伸长对T_c随压力增加起主要作用。     

Li_(1+x)Ge_(2-x)Al_xP_3O_(12)系统的相关系和电导

本文研究了Li_(1+x)Ge_(2-x)Al_xP_3O_(12)系统的相组成和电导的关系。发现用LiGe_2P_3O_(12)作为基体化合物,通过离子置换可以得到好的锂离子导体。用Al~(3+)置换LiGe_2P_3O_(12)中的Ge~(4+),在00.6时出现未知相,用少量Al~(3+)取代Ge~(4+)后电导率即突增,在固溶体范围内电导率随x值的增大而继续升高。x=0.5时达极大值。Li_(1.5)Ge_(1.5)Al_(0.5)P_3O_(12)在室温、300℃和450℃的电导率分别为3.5×10~(+5),1×10~(-2)和3.1×10~(-2)S cm~(-1),电导活化能为0.33eV,电子迁移数在10~(-5)数量级。     

分散第二相γ-Al_2O_3对β-Li_2SO_4离子导电性的影响

本文研究了分散第二相γ-Al_2O_3对β-Li_2SO_4离子导电性的影响。β-Li_2SO_4(γ-Al_2O_3)的电导率随γ-Al_2O_3含量的增加而提高,到γ-Al_2O_3为50mol％时达到极大。当温度为253℃时,β-Li_2SO_4(50mol％γ-Al_2O_3)的电导率比纯β-Li_2SO_4增加约四个数量级。γ-Al_2O_3使α-Li_2SO_4的电导率降低。在相对湿度为70—80％条件下制备的β-Li_2SO_4(γ-Al_2O_3)的电导率随γ-Al_2O_3含量增加而单调上升。~7Li核磁共振吸收谱的叠加小峰也随γ-Al_2O_3含量的增加而趋于明显。结果表明这是由于γ-Al_2O_3表面吸附水的影响。实验还表明,淬火对β-Li_2SO_4(30mol％γ-Al_2O_3)样品的电导率有显著影响。160℃时淬火样品的电导率比未淬火样品高两个数量级。     

在含有六价金属离子的一种新的石榴石相中的发光

最近叙述过一种新的石榴石相,即Y_3Li_3Te_2O_(12)。Li~ 离子占有四面体位置,而Te~(6 )离子占有八面体位置。这种组成提供了同时引入三价和六价发光金属离子的可能性。本文叙述了上述研究结果。     

无锂助熔剂B_2O_3对Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3固体电解质离子电导率的影响

采用固相法制备锂离子电池用固体电解质磷酸钛锂铝Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3(LATP),研究了不同烧结温度以及助熔剂对LATP固体电解质离子电导率的影响.采用X射线衍射、能谱分析、扫描电镜和交流阻抗等方法,研究样品的结构特征、元素含量、形貌特征以及离子导电性能.结果表明,在900?C烧结可以获得结构致密、离子电导率较高的纯相LATP陶瓷固体电解质.与添加助熔剂Li BO2的样品进行对比实验发现,采用B_2O_3代替LiBO_2作为助熔剂也可以提高烧结样品的离子电导率,并且电解质的离子电导率随助熔剂添加量的增大,先增大后减小,其中添加质量百分比为2%的B_2O_3的样品具有最高的室温离子电导率,为1.61×10~(-3)S/cm.     

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Li~+的发光性质

采用高温固相法制备了CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Li~+发光材料,并讨论了掺杂Li+对CaAl_2O_4∶Eu~(2+)发光性质的影响。X射线衍射(XRD)和PL测试分析表明,在CaAl_2O_4∶Eu~(2+)中掺入Li~+后,Eu~(2+)的发光有一定的增强,而余辉时间则延长了4倍左右。通过热释光谱测量,分析了其陷阱能级的数量并估算了陷阱能级深度。结果表明,掺杂Li~+会在发光离子周围产生更多的电子陷阱,使陷阱的密度和深度增加,从而提高荧光粉的余辉性能。     

含分散第二相混合导体Li1＋xV3O8（x=0.1）的磁共振研究

本文研究了含分散第二相混合导体Li_1 x~(V_3O_8)(x=0.1 )体系的电性能和磁共振现象.经AC测定:表明室温下含6mol％α-Al_2O_3样品的总电导率是不含第二相样品的4-6倍.由ESR和NMR定性、定量分析确定分散第二相微粒的加入,增加了样品的电子浓度,加快了样品中电子和离子的跃迁频率,降低了样品中Li~ 离子迁移激活能,总电导率增加.室温下,总电导率的增量主要取决于Li~ 离子电导率的贡献,电子电导率也有一定影响.     

插层化合物Li_(1+x)V_3O_8的合成及其物理性能的初步研究

本文成功地合成了插层化合物Li_(1+x)V_3O_,并用X射线粉末衍射和等离子体发射光谱元素定量分析进行了鉴定。同时进行了NMR研究。在298—400K之间观察到了锂离子的运动致窄效应,并以此求得它的离子运动激活能为0.18eV。还测得该材料的室温电导率为10~(-3)Ω~(-1)·cm~(-1)数量级。     

Sr_2SiO_4∶Ce~(3+),Li~+蓝紫色荧光粉发光性能的研究（英文）

以MCM-41为硅源,采用共沉淀法制备Sr_(2-x)SiO_4∶xCe3+(x=0.01~0.09,步长为0.01)和Sr_(1.95-y)SiO_4∶0.05Ce~(3+),y Li~+(y=0.01~0.07,步长为0.02)蓝紫色荧光粉。Sr_2SiO_4∶xCe~(3+)的发射光谱是一个不对称的宽带,最大峰值在410 nm左右。Ce~(3+)的最佳掺杂量为5%。Ce~(3+)离子倾向于占据九配位的Sr(Ⅱ)格位。共掺电荷补偿剂Li~+可以有效地提高Sr_(1.95)SiO_4∶0.05Ce~(3+)的发光强度,其中Li~+离子对1 100℃煅烧样品的发光强度的提高程度比1 000℃的更高,Li~+的最佳掺杂量为y=0.05。     

Li~+掺杂对SrLu_2O_4∶Ho~(3+)/Yb~(3+)荧光粉上转换发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了一系列Li~+掺杂的SrLu_2O_4∶Ho~(3+)/Yb~(3+)荧光粉。Li~+掺杂并没有改变样品原有的斜方晶系结构,Li~+离子能够以替代掺杂和间隙掺杂的方式进入主晶格。适当的Li~+掺杂可以改善样品的团聚现象,颗粒粒径约为3μm。Li~+的引入还可减少高声子能量杂质基团(OH~-,CO_3~(2-)),从而减少荧光猝灭中心,增强发光。在980nm激光照射下,样品发出强烈的绿光和很弱的红光,分别归因于Ho~(3+)的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8跃迁。与SrLu_2O_4∶Ho~(3+)/Yb~(3+)样品相比,Li~+的掺杂使得上转换发光强度明显增强,其原因是Li~+可以修饰Ho~(3+)周围局域晶体场的对称性。与其他碱金属离子掺杂相比,Li~+半径最小、电负性最强,导致发光强度增强最多。抽运依赖分析结果表明,绿光与红光发射均为双光子过程。     

Improved electrochemical performance of Li(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))O_2 at high charging cut-off voltage with Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3 surface coating

Ba_(0.8)Sr_(0.2)FeO_(3-δ)has been surface-modified by the lithium-ion conductor Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3via a facile mechanical fusion method. The annealing temperature during coating process shows a strong impact on the surface morphology and chemical composition of Li(Ni_(0.6 )Co_(0.2) Mn_(0.2))O2_. The 600-?C annealed material exhibits the best cyclic stability at high charging cut-off voltage of 4.5 V(versus Li~+/Li) with the capacity retention of 90.9% after 100 cycles, which is much higher than that of bare material(79%). Moreover, the rate capability and thermal stability are also improved by Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3coating. The enhanced performance can be attributed to the improved stability of interface between Ba_(0.8)Sr_(0.2)FeO_(3-δ)and electrolyte by Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3modification. The results of this work provide a possible method to design reliable cathode materials to achieve high energy density and long cycle life.