A carbon–LiFePO<Subscript>4</Subscript> nanocomposite as high-performance cathode material for lithium-ion batteries

A cathode material of an electrically conducting carbon–LiFePO₄ nanocomposite is synthesized by wet ball milling and spray drying of precursor powders prior to a solid-state reaction. The structural characterization shows that the composite is composed of LiFePO₄ crystals and 4.8 wt.% amorphous carbon. Galvanostatic charge/discharge measurements indicate that the composite exhibits a superior high energy and high cycling stability. This composite delivers a discharge capacity of 159.1 mAh g⁻¹ at 0.1 C, 150.8 mAh g⁻¹ at 1 C, and 140.1 mAh g⁻¹ at 2 C rate. The capacity retention of 99% is achieved after 200 cycles at 2 C. The 18,650 cylindrical batteries are assembled using the composite as cathode materials and demonstrate the capacity of 1,400 mAh and the capacity retention of 97% after 100 cycles at 1 C. These results reveal that the as-prepared LiFePO₄–carbon composite is one of the promising cathode materials for high-performance, advanced lithium-ion batteries directed to the hybrid electric vehicle and pure electric vehicle markets.     

AlF<Subscript>3</Subscript> coating of LiNi<Subscript>0.5</Subscript>Mn<Subscript>1.5</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> for high-performance Li-ion batteries

AlF₃-coating is attempted to improve the performance of LiNi_0.5Mn_1.5O₄ cathode materials for Li-ion batteries. The prepared powders are characterized by scanning electron microscope, powder X-ray diffraction, charge/discharge, and impedance. The coated LiNi_0.5Mn_1.5O₄ samples show higher discharge capacity, better rate capability, and higher capacity retention than the uncoated samples. Among the coated samples, 1.0 mol% AlF₃-coated sample shows highest capacity after charge–discharged at 30 mA/g for 3 cycles, but 4.0 mol% coated sample exhibits the highest capacity and cycling stability when cycled at high rate of 150 and 300 mA/g. The 40th cycle discharge capacity at 300 mA/g current still remains 114.8 mAh/g for 4.0 mol% AlF₃-coated LiNi_0.5Mn_1.5O₄, while only 84.3 mAh/g for the uncoated sample.     

TG-FTIR技术对水氯镁石结晶热解过程的研究

水氯镁石脱水是镁资源利用的关键.其中一种重要的方法是向水氯镁石中添加助剂形成复盐及络合物脱水.通过缓慢冷却水氯镁石及盐酸苯胺的过饱和水溶液制备了水氯镁石-盐酸苯胺结晶物.通过TGDTA-FTIR联用技术分析了盐酸苯胺、水氯镁石以及盐酸苯胺-水氯镁石结晶物的热解过程,定性检测每步分解的逸出气体以推测反应过程.结果显示:盐酸苯胺在400℃以前仅发生物理变化;水氯镁石的热解分阶段进行,205℃以前发生脱去四个结晶水,205℃以后在脱水反应的同时发生水解反应生成HCl;盐酸苯胺-水氯镁石结晶物分阶段脱水、脱盐酸苯胺,整个过程没有水解现象发生,能够得到高纯度无水氯化镁.     

氮化镓基发光二极管结构中粗化 p型氮化镓层的新型生长方法

提出了一种新型p型氮化镓粗化外延生长方法,这种生长方法的本质特征是利用低温生长的p型氮化镓作为粗化层的"晶籽"层,然后在这一层的基础上高温快速生长p型氮化镓,使粗化程度得到放大. 经实际制作尺寸为12 mil×10 mil的蓝光发光二极管器件并进行验证测试,与未进行p型氮化镓粗化的结果相比,通过这种方法粗化的发光二极管光通量可提升45%;结果同时表明,该方法有效解决了低温生长p型氮化镓带来的漏电流大,及预通镁源带来的前置电压高的问题. 关键词： 粗化 氮化镓 p型氮化镓 发光二极管     

光参量过程中的逆转换问题

逆转换是影响光参量变换转换效率、参量光光束质量以及参量光输出稳定性的关键因素,随光斑分布和时间变化,逆转换现象很难消除.文中分析了光参量变换过程中的逆转换问题,研究了影响逆转换的关键因素.分析得出,适当的晶体长度、优化的抽运光斑截面类型、合适的谐振腔参数(对于振荡器)有利于降低逆转换,提高参量转换效率,改善参量光光束质量.根据理论分析结果,设计了脉冲砷酸钛氧钾(KTA)光参量振荡器,实验获得了270 mJ信号光和150 mJ闲频光输出,有效地抑制了逆转换的影响,参量转化效率达到了43%. 关键词： 逆转换 光参量放大 光参量振荡     

基于OH自由基A2Σ + →X2Πr 电子带系发射光谱的温度测量技术

本文基于OH自由基所固有的分子结构特征,通过分子光谱理论系统地分析和计算了OH自由基A²Σ ⁺ →X²Π_r 电子带系发射光谱的谱线跃迁频率、能级分布以及爱因斯坦自发发射跃迁概率等重要参数.同时结合实际的光谱实验,分析了谱线的自然展宽、碰撞展宽、多普勒展宽以及仪器展宽等各种展宽因素对谱线线型的影响,从理论上计算了任意转动温度、振动温度以及谱线展宽条件下OH自由基A²Σ ^{关键词： 发射光谱 转动温度 振动温度 自发发射爱因斯坦跃迁概率}     

基于随机矩阵理论的城市人群移动行为分析

移动通信应用为人类移动规律的研究提供了独特的数据来源. 本文通过城市手机用户的分布数据,研究城市移动人群的整体动力学行为. 借助随机矩阵理论的方法,通过比较移动人群数据与随机数据在互相关矩阵谱分布上的差异,发现移动人群数据互相关矩阵的相关系数均值、最大本征值及其对应的本征向量明显偏离于随机互相关矩阵的分布,指出这种差异体现了城市移动人群的整体行为特性,且这种差异在不同时间段也会有所不同. 研究结果体现出相关系数的均值和最大本征值的波动趋势,并指出本征向量成员权重的时空模式与城市移动人群整体行为特征的波动过 关键词： 随机矩阵理论 移动人群 宏观行为     

亚波长金属线栅的设计、制备及偏振成像实验研究

针对红外偏振成像系统,运用等效介质理论,在氟化钙基底上设计了周期为200 nm,深度为100 nm的金属铝栅.模拟计算结果表明,设计的金属铝栅在中红外(3—5 μm)和远红外(8—12 μm)双波段范围内,以及±20°的视场范围内能够提供大于35dB的消光比.利用电子束曝光、反应离子束刻蚀、等离子去胶等工艺完成了金属铝栅的制作.将金属铝栅放在中波红外热像仪前,得到了目标轮廓清晰的偏振图像. 关键词： 亚波长衍射光栅 偏振成像 等效介质理论     

液态结构与性质关系Ⅱ——Mg-9Al熔体的运动黏度及与熔体微观结构的关系

采用坩埚扭摆振动法测量Mg-9Al熔体的运动黏度,得到890—1190 K温区内高精度的黏度-温度关系曲线ν(T),发现升温过程中黏度随温度升高发生异常变化,当温度升高至1000—1075 K时,黏度由快速增大转变为逐渐减小,即发生转折变化;在随后的降温和第二次升温过程中,黏度随温度变化呈指数规律单调递增(减),符合Arrhenius方程式.在实验研究基础上,采用剩余键结构模型和"平均原子集团"演变行为的计算模型讨论Mg-9Al熔体的黏度与微观结构之间的相关性,结果表明:类关键词： 合金熔体 结构与黏度相关性 剩余键结构 平均原子集团模型     

三类构型激光脉冲压缩器光栅拼接误差容限比较

建立了包含拼接光栅的三类典型构型(双程Z型、X型及菱型)激光脉冲压缩器的理论模型. 利用光线追迹法计算压缩器引入的相位变化,结合傅里叶变换的方法仿真分析并比较了各压缩器相应的光栅拼接误差容限. 以远场焦斑峰值能量下降到理想值的0.9倍为限确定了三类压缩器光栅拼接误差容限,明确了不同构型激光脉冲压缩器对拼接误差的敏感程度. 这对脉冲压缩器的选型和设计具有指导意义. 关键词： 光栅拼接 脉冲压缩 误差容限 光线追迹