层状LiMnO_2的溶胶凝胶法合成及其改性

采用溶胶凝胶法合成了锂离子电池正极材料层状锰酸锂(o-L iMnO2),并对其进行了N i2+掺杂改性研究,优化了层状L iMnO2的合成路径及制备条件.采用XRD、充放电实验和交流阻抗测试方法研究了N i2+的掺入对o-L iMnO2充放电容量的影响.结果表明N i2+的掺入明显提高了锰酸锂的放电比容量和循环性能,抑制了循环过程中电池阻抗的增加.     

LiFePO4的合成及其热分析动力学

在惰性气氛下, 以Li2CO3、FeC2O4·2H2O和NH4H2PO4为原料, 用高温固相方法合成了橄榄石型LiFePO4材料. 利用不同升温速率的热重及差热分析研究了固相合成LiFePO4的反应动力学. 研究表明, LiFePO4的高温固相合成过程可分为三个步骤, 利用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算了各个反应阶段的表观活化能. 用Kissinger法确定每个反应阶段的反应级数和频率因子, 并给出了各个阶段的动力学方程. 根据动力学研究的结果, 采用优化的固相 分段法合成了碳包覆改性的LiFePO4正极材料. 利用X射线衍射、扫描电镜及恒流充放电对材料进行了物性表征及性能测试. 结果表明, 该材料具有单一的橄榄石结构, 颗粒尺寸细小均匀, 0.1C倍率放电时表现出良好的电化学性能.     

溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料LiMn_2O_4

应用溶胶法由CH3COOL i.2H2O、Mn(CH3COO)2和已二酸制备含锂、锰的干凝胶,经高温焙烧制得尖晶石锰酸锂L iMn2O4.XRD分析显示,该尖晶石样品的结晶度随焙烧温度而升高,容量同时增加,但如超过800℃,则循环性能变差.延长焙烧时间,容量呈先增后降趋势.优化后的焙烧条件为750℃、20 h.以此制备的L iMn2O4初始放电容量为130 mAh.g-1,经过15次循环后仍达125 mAh.g-1.     

熔融浸渍法合成单晶锰酸锂作为锂离子电池阴极材料

以二氧化锰和氢氧化锂为原料,通过熔融浸渍法合成具有尖晶石构型的单晶锰酸锂。前驱体β-MnO₂以乙酸锰和过硫酸钠为原料通过水热反应合成。基于TGA/DTA测试,确定了单晶锰酸锂的煅烧温度为470℃预烧5h,再升温至750℃保温12h。XRD,FTIR和SEM结果表明,合成的单晶锰酸锂具有均一的棒状结构以及良好的结晶性。电化学性能测试结果表明材料在0.1C倍率下充放电时,其首次放电比容量可达126mAh·g^-1,且在一百次循环之后容量保持率为91%。     

纳米(NH4)3PMo6W6O40的室温固相合成及形成机理

以H3PMo6W6O40•23H2O和(NH4)2C2O4•H2O为原料，采用室温固相反应合成出(NH4)3PMo6W6O40•6H2O产物，用元素分析、IR、UV-Vis、XRD、TEM、TG-DTA、BET等手段确定其组成、结构和性能.结果表明，产物为纳米粒子，平均粒径为10 nm.纳米粒子保持着杂多阴离子的Keggin特征结构，比表面积为167.6 m2•g－1，且在465 ℃以下具有良好的热稳定性.反应中反应热能、结晶水和生成物H2C2O4•2H2O对形成小粒径的(NH4)3PMo6W6O40纳米粒子起关键作用.     

高温合成锰酸锶镧的缺陷

严格按照化学式拟定配方,采用固相合成方法合成的锰酸锶镧材料中含有杂相La2O3.借助XRD,DSC,TG等分析手段分析了高温合成锰酸锶镧的缺陷,尝试对锰酸锶镧进行高温再处理,结果获得的纯锰酸锶镧不含La2O3杂相.     

熔融浸渍法合成单晶锰酸锂作为锂离子电池阴极材料(英文)

以二氧化锰和氢氧化锂为原料,通过熔融浸渍法合成具有尖晶石构型的单晶锰酸锂。前驱体β-MnO2以乙酸锰和过硫酸钠为原料通过水热反应合成。基于TGA/DTA测试,确定了单晶锰酸锂的煅烧温度为470℃预烧5 h,再升温至750℃保温12h。XRD,FTIR和SEM结果表明,合成的单晶锰酸锂具有均一的棒状结构以及良好的结晶性。电化学性能测试结果表明材料在0.1C倍率下充放电时,其首次放电比容量可达126 mAh·g-1,且在一百次循环之后容量保持率为91%。     

纳米晶Y_2O_3∶Eu~(3+)的合成及其热分析动力学

以Y(NO3)3、Eu2O3、CO(NH2)2为原料,使用超声波作用下的均匀沉淀法合成了纳米晶荧光粉Y2O3∶Eu3+。利用不同升温速率的热重及差热分析研究了纳米晶Y2O3∶Eu3+的合成动力学及晶粒生长动力学。研究表明,纳米晶Y2O3∶Eu3+的前驱体分解过程可分为3个步骤,利用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算了各个反应阶段的表观活化能,用Kissinger法确定每个反应阶段的反应级数和频率因子,并给出了各个阶段的动力学方程。根据晶粒生长动力学理论计算纳米荧光粉Y2O3∶Eu3+晶粒生长活化能为17.80kJ·mol-1,表明热处理过程中纳米晶粒的长大为扩散生长机制。     

铌酸锂多晶粉体的水热合成及表征

铌酸锂(LiNbO₃)晶体由于本身具有的优良性能在许多领域中都获得了广泛的应用.以LiOH·H₂O和Nb₂O₅为原料采用水热合成法成功地合成了铌酸锂多晶粉体,并采用FTIR谱、XRD谱和SEM对产物进行了表征.结果表明,采用水热合成法能够得到结晶完整的四方柱形LiNbO₃多晶粉体.同时考察了反应温度、晶化时间和Li源对水热合成产物的影响.     

从Mn3O4前驱体到MnO2纳米结构的形貌和结构变化

锰氧化物是一类重要的且具有广泛应用背景的材料, 控制合成不同形貌和组成的锰氧化物纳米结构将有助于拓宽其应用领域. 本文报道了以Mn3O4为前驱体, 通过水热法控制合成MnO2纳米结构的方法. 用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段对产物进行表征. 在硫酸体系中,当反应温度为80 和180 ℃时, 所得产物分别为γ-MnO2海胆结构和β-MnO2单晶纳米棒. 此外, MnOOH纳米线可以在稀酸溶液中合成. 考察了反应温度、溶液酸度、反应时间对产物结构的影响, 并提出了基于γ-MnO2为中间产物的反应机理. 实验结果表明, 水热体系促进了产物的各向异性生长并最终形成不同形貌和结构的锰氧化物.     

非均匀成核法表面包覆氧化铝的尖晶石LiMn2O4研究

采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,以非均匀成核方式对其进行包覆氧化铝的表面处理.通过XRD、SEM、粒度分析等技术对表面处理前后的LiMn2O4进行表征,分析了表面处理前后LiMn2O4物理特性的变化,并结合电化学性能测试,研究了表面处理工艺对LiMn2O4电化学容量与循环性能的影响.未经表面处理的LiMn2O4在1 C倍率下初期放电容量为86.5 mA•h•g－1,50次循环充放电后容量衰减26.3％.表面包覆0.5％、1％(w)氧化铝的LiMn2O4在1 C倍率下的初期放电容量分别为96.0、80.1 mA•h•g－1,经过50次循环后,容量分别降低7.0％、5.6％.实验结果表明,表面处理后的LiMn2O4循环性能显著提高,而且随着氧化物含量的增加,循环性能增强,但放电容量降低.     

锂电池阴极材料尖晶石型LiMn2－xLaxO4的研究

采用高温固相法,合成了掺杂改性的锂离子电池阴极材料尖晶石结构的LiMn2－xLaxO4（x=0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.10）.用XRD对材料的晶体结构进行了表征.从材料的晶体结构、充放电测试和循环性能等方面分析了掺杂元素镧在稳定晶体结构中的作用.实验表明，掺杂后的材料在常温和高温下的循环性能均得到了明显改善.而且当掺杂量x≤0.04时，材料有较高的放电比容量.     

Na2B4O7-Na2CO3-NaHCO3-NaBO2-H2O四元体系的等温溶度

测定了四元体系Na2B4O7 Na2CO3 NaHCO3 NaBO2 H2O在25 、 35及45 ℃时的等温溶度和饱和溶液的折光率,绘制了相应的溶度图和组成 折光率图.体系在35和45 ℃时有异成分化合物－天然碱（Na2CO3•NaHCO3•2H2O）生成.这些结果有助于揭示含硼碱湖的固体盐矿成因,对有关盐卤存在的反应2Na2CO3＋Na2B4O7＋H2O=4NaBO2＋2NaHCO3,揭示了相化学规律.     

锂离子电池正极材料LiMn_(2-2x)Sm_xSr_xO_4的合成及电化学性能

采用高温固相反应合成了一系列的LiMn2-2xSmxSrxO4正极材料(0≤x≤0.1);采用X射线衍射仪分析了合成产物的晶体结构;利用充放电试验测定了产物的电化学性能,利用电化学阻抗谱分析了产物的电化学循环机理.结果表明,所合成的LiMn2-2xSmxSrxO4(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)样品均保持尖晶石相,属于Fd3m空间群.LiMn1.9Sm0.05Sr0.05O4的电化学性能最佳,首次放电容量为96.8 mAh/g,在3.0~4.4 V区间内50次循环后容量保持率超过96%.与此同时,LiMn2O4和LiMn1.90Sm0.05Sr0.05O4的电极阻抗变化不同,进而影响其电化学性能.     

正尖晶石LiMn_2O_4电化学性能研究

采用高温固相反应合成了尖晶石LiMn2 O4 锂离子电池正极材料 ,并对其性能进行研究 .综合考察了影响材料电化学性能的主要因素 ,诸如原材料的选择、合成温度、Li/Mn比以及添加金属元素Co等 .研究了材料在高温下的电化学性能和影响因素 ,并分析了LiMn2 O4 在电解质中的溶解和引起容量衰减的原因     

稀土脯氨酸配合物[RE2(L-Pro)6(H2O)4](ClO4)6的标准生成焓测定

合成了两种稀土高氯酸盐与L 脯氨酸配合物的晶体.经热重、差热、化学分析及对比有关文献,知其组成是[Pr2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6和[Er2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6,质量分数为99.24％和98.20％.选用RE(NO3)3•6H2O(RE=Pr,Er)、L Pro、NaClO4•H2O和NaNO3作辅助物,使用具有恒温环境的反应热量计,以2 mol•L－1 HCl作溶剂,分别测定了[2RE(NO3)3•6H2O＋6L Pro＋6NaClO4•H2O]和{[RE2(L PrO)6(H2O)4](ClO4)6＋6NaNO3}在298.15 K时的溶解热.设计一热化学循环求得化学反应的反应焓ΔrHm分别是：63.904 kJ•mol－1和91.017 kJ•mol－1,经计算得配合物[RE2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6(s)在298.15 K时的标准生成焓ΔfHm(298.15 K)分别是－6 594.78 kJ•mol－1和－6 532.87 kJ•mol－1.     

低密度薄水铝石晶体的水热生长过程

对Al2(SO4)3-CO(NH2)2-H2O体系在[Al3＋]=0.2 mol•L－1、[CO(NH2)2]:[Al3＋]=2∶1和反应2 h的水热条件下,不同反应温度的晶体生长过程进行了研究,得到呈多孔、针状团簇体状的微米级低密度薄水铝石晶体.采用ICP-AES、XRD、FT-IR、SEM、BET和粒径分布等手段对反应液和产物进行了分析和表征.结果表明,140 ℃时氢氧化铝凝胶或无定形粉体的析出已大部分完成,温度升高到180 ℃后,产物的结晶度变好,堆密度从117.2 kg•m－3相应增加到158.2 kg•m－3,比表面也从75.3 m2•g－1增加到88.3 m2•g－1,但平均粒径有所下降.晶体前驱体在550 ℃焙烧2 h后完全转化为形貌相似并且比表面增加的γ-Al2O3.     

三维有序大孔Al2O3制备的新方法及表征

以聚苯乙烯胶晶为模板,用Al(NO3)3•9H2O为前驱物,使用柠檬酸为配体,成功地制备了孔径为250～350 nm的三维有序大孔Al2O3材料.SEM观察表明,所得大孔材料孔结构规则排列,孔与孔之间通过小孔相连,形成了一个三维有序排列的蜂窝状结构.实验发现,以Al(NO3)3•9H2O为前驱物,加入柠檬酸可以防止团聚粒子的产生,有利于三维有序结构的形成.前驱物浓度在0.5～0.8 mol•L－1范围内均能得到较好的三维有序大孔结构.在1 100 ℃焙烧2 h后,Al2O3大孔材料仍能保持完整的规则孔结构特征,表现出较高的热稳定性.     

锂离子电池阴极材料LiMn2－xZrxO4的性能表征

采用高温固相法合成了掺杂改性的尖晶石型LiMn2－xZrxO4 (x= 0, 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10)作为锂离子电池阴极材料.通过X射线衍射和环境扫描电镜对材料的晶体结构和形貌进行了表征.从材料的晶体结构、恒流充放电测试和循环性能等方面分析了掺杂元素Zr在改善材料性能中的作用.实验表明,当Zr的掺杂量在x ≤ 0.06时,材料在保持较高容量的同时,循环性能得到了明显改善.其中LiMn1.98Zr0.02O4的性能最佳,50次循环后容量仍在113.8 mA•h•g－1以上.     

Sc3+ 掺杂的尖晶石型LiMn2 O4 正极材料制备及性质

A series of Sc3+-doped spinel lithium manganese oxides Li1+xScyMn2-yO4（y=0.01, 0.02, 0.06, and 0.10）were synthesized by solid state reaction using LiOH·H2O, MnO2, and Sc2O3 as starting materials. The results of powder X-ray diffraction indicated that the doped Li1+xScyMn2-yO4 maintain the cubic structure of spinel phase Fd3m. The electrochemical properties were characterized by electrochemical methods. The initial discharge capacity reached 135 mAh/g and the capacity fading rate was less than 2% after 40 cycles. The spinel phase was well preserved after 40 cycles. The doping of Sc3+ effectively improved the cycleability of spinels, and was a promising way for the improvement of spinel LiMn2O4 cathode materials.