Y3+,W6+掺杂的矿物锂快离子导体Li1.2+x-yYxTi1.9-xAl0.1Si0.1WyP2.9-yO12系统的合成与表征

以LiTi2(PO4)3为母体,以天然高岭石为起始原料,经高温固相反应制得了一系列新的锂快离子导体Li1.2+x-yYxTi1.9-xAl0.1Si0.1WyP2.9-yO12(以下简称Y-W-Lisicon).X射线粉末衍射分析结果表明,在x＝0.10,y≤0.20及x＝0.20,y≤0.20的组成范围内能得到空间群为R3c,类似于Nasicon的三方结构,但在上述组成范围内均有杂相存在.应用交流阻抗技术测定电导率的结果表明,起始组成为x=0.10,y=0.10的样品在室温下具有较高的离子电导率,为1.65×10-5 S·cm-1;组成为x=0.20,y=0.10的样品在573 K时具有较高的离子电导率,为6.53×10-3 S·cm-1,该样品的分解电压为3.0 V.     

钠快离子导体Na1+xZr2-yTiySixP3-xO12系统的研究Ⅲ

通过高温固相反应合成了Na_(1+x)Zr_(2-y)Ti_y,Si_xP_(3-x)O_(12)系统y=1,x=0-2.0的一系列合成物.其合成反应温度低于Zr-NASICON的合成温度.研究了系统的相变关系以及电导率、电导激活能与化学组成的关系.研究了系统合成物对水的稳定性.结果表明y=1.0,x=0.9的合成物的电导性能最好,对水的反应性也较小,其电导率在室温时为3.64×10~(-4)(Ω·cm~(-1)),在623K时为1.25×10~(-1)(Ω·cm)~(-1),其激活能为26.35kJ/molc(0.27cV)(473-673K).     

BaCe0.5Zr0.4Y0.1O3-α的溶胶-凝胶法制备及其电性能

采用溶胶-凝胶法, 以低于固相合成法150～250 ℃的温度进行烧结, 分别制备了BaCe0.9Y0.1O3-α和BaCe0.5Zr0.4Y0.1O3-α固体电解质. 应用AUTOLAB PGSTA 30型电化学工作站测定了两种电解质在不同温度下的阻抗谱, 在350～800 ℃范围内电导率分别为1.62×10-4～6.43×10-3 S·cm-1, 2.52×10-5～3.73×10-3 S·cm-1, 电导激活能分别为0.54和0.84 eV. 同时用高温固相合成法合成了BaCe0.9Y0.1O3-α质子导体, 在相同条件下其电导率为1×10-4～4×10-3 S·cm-1, 激活能为0.50 eV. 实验结果表明 用溶胶-凝胶法得到的材料在烧结温度低于固相合成法150～250 ℃的情况下, 制备出的样品电导率高;对于同一质子导体BaCe0.9Y0.1O3-α, 用Zr代替部分Ce, 固体电解质的电导率明显降低.     

钠快离子导体Na1+xZr2-yTiySixP3-xO12系统的研究(Ⅱ)

本文介绍钠快离子导体Na_(1+x)Zr(3-y)Ti_y Si_xP_(3-x)O_(12)系统中x=2.0,y=0—2.0的一系列合成物的合成条件、相变关系及其两个单纯相—311相(相当于起始组成为Na_(3.0)Zr_(1.0)Ti_(1.0)Si_(2.0)P_(1.0)O_(12.0)和302相(相当于起始组成为Na_(3.0)Ti_(2.0)Si_(2.0)P_(1.0)O_(12.0)的电导率和激活能。 室温时,311相和302相的电导率分别为0.78×10~(-4)(Ω·cm)~(-1)和0.30×10~(-4)(Ω·cm)~(-1)。623K时,311相和302相的电导率则是0.49×10~(-1)(Ω·cm)~(-1)和0.44×10~(-4)(Ω·cm)~(-1)。在473K—623K温区里,311相和302相的电导激活能各为43.01kJ/mole和46.26kJ/mole。     

Ba1.03Ce0.8 Ho0.2O3-α固体电解质的制备和电性能

采用高温固相反应法制备了非化学计量组成的Ba1.03Ce0.8 Ho0.2O3-α 固体电解质,用XRD和SEM对其相组成和表面及断面形貌进行了表征。用气体浓差电池方法测定了材料在600～1000 ℃温度范围内,干燥空气、湿润空气和湿润氢气气氛中的离子迁移数;用交流阻抗谱技术测定了它们在各实验气氛中的电导率。研究了材料的离子导电特性,并与BaCe0.8Ho0.2O3-α 和Ba0.97Ce0.8Ho0.2O3-α 的性能进行了比较。结果表明：该材料为单相钙钛矿型斜方晶结构。在600～1000 ℃温度范围内、干燥空气中,是氧离子与电子空穴的混合导体,氧离子迁移数为0.10～0.36;在湿润空气中,是质子、氧离子与电子空穴的混合导体,质子迁移数为0.11～0.01,氧离子迁移数为0.34～0.30;在湿润氢气气氛中,是纯质子导体,质子迁移数为1。在600～1000 ℃温度范围内,干燥空气、湿润空气和湿润氢气气氛中,非化学计量组成材料(x = 1.03,0.97)的电导率高于化学计量组成材料(x = 1)的电导率,其中,Ba1.03Ce0.8 Ho0.2O3-α的电导率最高 (1000 ℃时、在干燥空气气氛中：3.92×10-2 S·cm-1;在湿润空气气氛中：3.46×10-2 S·cm-1;在湿润氢气气氛中：2.10×10-2 S·cm-1)。Ba1.03Ce0.8 Ho0.2O3-α材料的离子导电性优于BaCe0.8Ho0.2O3-α 和Ba0.97Ce0.8Ho0.2O3-α。     

物相稳定的V6O13+y

我们成功地合成了物相稳定的非化学计量的V_6O_(13)(V_6O_(13+y),y<0.2),并用X射线粉末衍射法进行了鉴定。在287-428K之间用复数阻抗技术对其进行了研究,由阻抗分析和模拟计算得出了物相稳定的V_6O_(13+y)在不同温度下的离子电导率,依赖于温度的离子电导率行为服从一个有恒定活化能E_(?)的Arrhenus型方程,由线性最小二乘拟合得出的离子迁移活化能为27.8kJ·mol~(-1)。还测定了物相稳定的V_6O_(13+y)的电子电导率,其数值在室温下高达10~(-2)S·cm~(-1)数量级。这些实验结果表明,对于室温非水二次锂电池来说,物相稳定的V_6O_(13+y)是一种有前途和实用价值的阴极材料。     

SrCe0.9Ho0.1O3-α陶瓷的质子导电性

以高温固相反应法合成了复合氧化物陶瓷SrCe0.9Ho0.1O3-α. 粉末XRD结果表明,该陶瓷样品为单一斜方相钙钛矿型结构. 采用交流阻抗谱和氢浓差电池方法研究了样品在600～1000 ℃下湿润氢气中的质子导电性能. 结果表明,在氢气气氛中600～1000 ℃范围,陶瓷样品质子迁移数约为1,几乎是一个纯质子导体,质子电导活化能为61.0 kJ·mol-1,最大质子电导率为1.6×10-2 S·cm-1,该样品在此实验条件下还具有良好的化学稳定性.     

BaCe0.9Y0.1O3-α固体电解质的离子导电性

用交流复阴抗谱法测定了混合离子(质子+氧离子)导电性固体电解质BaCe0.9Y0.1O3-α在600～1000℃下不同气氛(干燥空气、湿润空气及湿润氢气)中的电导率;通过测定总电导率(离子电导率+电子电导率)随气氛中氧分压po2变化,求得离子电导率和离子迁移数;用氢浓差电池方法测得氢气中的质子迁移数。结果表明,BaCe0.9Y0.1O3-α固体电解质在氧分压<10Pa的气氛(如氢气)中几乎为纯离子导体,而在氧分压为10～10^5Pa的气氛(如空气)中为离子和电子空穴混合导体;样品在各气氛中的离子电导率均高于10^-2S·cm^-1。     

La10-x(SiO4)6O3-1.5x的合成及其导电性能的研究

利用溶胶-凝胶法在800 ℃合成了硅酸盐氧基磷灰石La10-x(SiO4)6O3-1.5x(x=0,0.17,0.33,0.50和0.67),经XRD表征所得产品为磷灰石相.以电化学阻抗谱研究了硅酸盐氧基磷灰石的导电性能,体系的电导率随着间隙氧和阳离子空位数量的增多而加大,La9.33(SiO4)6O2的电导率较La9.5(SiO4)6O2.25大,是由于前者有较多的阳离子空位所致,700 ℃时La10(SiO4)6O3的电导率为7.98×10-3 S·cm-1,比La9.33(SiO4)6O2的电导率提高了5倍.氧分压从105～1 Pa变化时电导率保持不变,证明硅酸盐氧基磷灰石在较宽的氧分压范围内为O2-导电.     

碳酸丙烯酯分子凝胶电解质的电化学行为

碳酸丙烯酯 (PC)在凝胶因子 4 ,4′ 二 (硬脂酰胺基 )二苯醚 (BSDE)的作用下形成分子凝胶。交流阻抗法研究发现 ,含二 (三氟甲基磺酰 )亚胺锂 (LiTFSI)的PC分子凝胶在室温下的电导率达 5 .5 6× 1 0 -3 S·cm-1 。在较低温度下 (≥ - 35℃ ) ,温度对分子凝胶电导率的影响比其溶液电解质的影响大。在 - 35℃时 ,含LiTFSI的PC分子凝胶的电导率为 5 .91× 1 0 -5S·cm-1 。以不锈钢电极为工作电极 ,锂电极为参比电极 ,用循环伏安法 ,测定PC分子凝胶电解质体系的电化学稳定窗口为 0 .0～ 4 .7V。     

Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8材料的制备及在三效催化剂中的应用

采用共沉淀法制备了Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8(0≤x≤0.4)材料, 并对所制备的材料进行了X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的表征, 测定了材料的比表面积(BET法)和储氧量(OSC), 同时采用氢气程序升温还原(H2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH3-TPD)研究了材料的还原性能和表面酸性. 研究结果表明, Ce/Ti摩尔比大于1∶2的材料能形成立方萤石结构的固溶体, Ce/Ti摩尔比为1时, 材料表面Ce4+/Ce3+摩尔比达到最大; 随着Ce/Ti摩尔比的增大, 材料的储氧能力先增大后减小, 而TPR还原峰温则是先减小后增大, 当Ce/Ti摩尔比为1时, 材料的储氧量达到最大, 为660 μmol/g; 还原峰峰温最低, 为616 ℃. 以制备的材料为载体制备了一系列Pt/Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8三效催化剂, 并对催化剂进行了活性评价. 活性测试结果表明, 以Ce/Ti比为1的载体材料制成的催化剂对C3H8, CO和NO的起燃温度分别为236, 147和228 ℃, 表现出了优异的温度特性.     

SrSn0.1Fe0.1Co0.8O3-δ和Ba0.1Sr0.1Fe0.1Co0.8O3-δ膜的氧渗透性能

离子 电子混合导体制备的致密陶瓷氧分离膜在氧气分离和低碳烃氧化方面有重要的应用价值[1 ,2 ] 。钙钛矿结构ABO3-δ(A =La ,Sr,Ba ;B =Fe,Co ,Ni)混合导体制成的氧分离膜材料在高温有较高的氧渗透率 ,如SrCo0 .8Fe0 .2 O3-δ(简称SCF)的氧渗透率达到了 1× 1 0 - 6 mol/ (cm2 ·s)量级[3] 。就透氧量指标来说 ,这已接近实用化的要求 ,但是其化学稳定性和机械强度还不够高。氧分离膜的氧渗透率与材料的氧空位浓度直接相关。SrCoO3-δ体系已经被发现具有较高浓度的氧空位 ,但高的氧空位浓度导致氧空位结合而有序化 ,这不利于氧离…     

Surface modification of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 with conducting polypyrrole

A facile method for the surface modification of high-voltage and high-temperature LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ cathode materials is demonstrated. In order to prepare polypyrrole (PPy) coating LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ material, the facile chemical polymerization method uses Fe(III) tosylate as oxidant and ethanol as solvent to avoid the side reaction with solvent. TEM depicts that LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ serves as hard template and the nanoscale PPy layer grows along the surface of LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ during the synthesis process. Because of flocculent and nanofiber coating layer, much improved rate performance, high temperature cycling, as well as high voltage performance are obtained. Cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopic (EIS) results demonstrate that the PPy coating layer effectively alleviates the side reactions between liquid electrolytes and LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ surface that are highly unstable at high temperature and high charge voltage.     

Hydrolysis constants of Al3+, Ga3+, and In3+ ions in 0.1 M KNO3 solution

The hydrolysis constants of Al³⁺, Ga³⁺, and In³⁺ cations are determined by potentiometric titration at 25°C against the background of 0.1 M KNO₃.     

铈锆比对低贵金属Pt＋Rh/Ce0.3＋xZr0.6－xY0.1O1.95＋Al2O3三效催化剂性能的影响

用共沉淀法制得一系列铈锆比不同的Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95储氧材料, 并用于制备了一系列低贵金属Pt＋Rh/Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95＋Al₂O₃三效催化剂. 用比表面、程序升温还原以及X射线衍射对该系列催化剂进行表征, 结果发现, 催化剂的活性与催化剂中贵金属的还原性能密切相关, 低铈储氧材料比高铈储氧材料更有利于促进贵金属还原, 因而含低铈储氧材料催化剂的活性明显优于含高铈储氧材料催化剂的活性, Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的活性最佳, 对HC, CO和NO的起燃温度最低分别为: 235, 175, 200 ℃. 样品经1000 ℃水热老化之后, 贵金属Pt被烧结而发生迁移, 使得催化剂的活性及还原性能变差, 含低铈材料的催化剂的抗老化性能优于含高铈材料的催化剂, 其中Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的抗老化性能最好.     

大孔高镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的制备及其电化学性能研究

本工作以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球组装成的胶晶模板作为铸模, 溶胶-凝胶法辅助获得大孔LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ (NCM811)正极材料. 结果表明, 利用PMMA作为造孔剂, 形成了由100 nm的颗粒堆积而成的大孔结构, 这种结构有效地提高了材料的倍率性能和循环稳定性. 大孔NCM811在0.1C的首次放电比容量为190.3 mAh∙g^-1. 2C倍率下NCM811纳米颗粒的放电比容量仅为129.3 mAh∙g^-1, 而大孔NCM811的放电比容量为149.8 mAh∙g^-1. 0.5C倍率下循环400次后大孔NCM811的容量保持率为83.02%, 明显高于纳米颗粒材料的38.59%.     

Na-doped layered LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 with improved rate capability and cycling stability

Journal of Solid State Electrochemistry - We have prepared LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (LNMCO) doped with Na+ and studied its properties using X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray analysis...     

BaCe0.8Zro.1La0.1O3-α陶瓷的制备和电性能研究

以高温固相反应法制备了BaCe0.gZr0.1Lao1O3-α陶瓷,用粉末X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其晶体结构和断面形貌进行了表征.以陶瓷材料为固体电解质、多孔性铂为电极,用交流阻抗谱技术测定了材料在500～900℃下不同气体气氛中的电导率;用气体浓差电池方法测定了材料在于燥空气和湿润空气中的离子迁移...