福建物构所在锂离子电池正极材料研究获新进展

<正>兼具高容量和高倍率特性的正极材料是国际锂离子电池材料研究的热点,是满足未来移动电子设备及动力汽车产业对锂离子电池能量密度和功率密度要求的关键材料。迄今为止,所有报道的锂离子电池正极材料都难以同时兼具高容量和高倍率两个特性。在科技部973计划、国家自然科学基金项目的支持下,福建物构所中科院光电材料化学与物理重点实验室李莉萍研究小组通过结构设计和合成方法创新,利用溶剂热合成前驱体的方法并结合高温烧结方法,成功     

准固态锂离子电池正极材料柱[5]醌的研究

锂离子电池的有机正极材料由于具有比容量高、环境友好和廉价等优点,近年来成为研究的热点.但是,有机电极材料在液态电解液中的溶解流失易导致其容量迅速衰减,严重限制了它们的实际应用.本工作基于聚(甲基丙烯酸酯)/聚乙二醇的准固态电解质,考察了以柱[5]醌为正极的准固态锂二次电池的电化学性能.结果显示,柱[5]醌正极不仅保持了高容量的特性(首次放电容量410 mA h/g),并且循环寿命得到了有效提高.0.2 C下循环100周后,电极的容量保持率为88.5%,显示了柱[5]醌在高比能量准固态锂离子电池中的应用潜力.     

离子色谱法测定浓磷酸中的Cl~–,SO_4~(2–),NO_3~–

采用离子色谱法测定浓磷酸中的Cl~–,SO_4~(2–),NO_3~–。将浓磷酸稀释至400倍体积,以0.22μm滤膜过滤,使用阴离子交换色谱–抑制电导检测器测定浓磷酸中的Cl~–,SO_4~(2–),NO_3~–。采用高容量色谱柱,以1.0 mmol/L Na_2CO_3–24 mmol/L Na OH混合液为流动相,将无机阴离子与浓磷酸基体分离,以标准加入法定量。氯离子、硝酸盐、硫酸盐的检出限为0.05~0.12 mg/L,加标回收率为96.6%~100.0%,测定结果的相对标准偏差为7.0%~10.0%(n=5)。该方法分离效果好,可用于浓磷酸中Cl~–,SO_4~(2–),NO_3~–的同时测定。     

高容量锂离子电池正极材料LiNi0.9Co0.05Mn0.025Mg0.025O2的合成及电化学性能

以β-Ni0.9Co0.05Mn0.025Mg0.025(OH)2和LiOH.H2O为原料通过高温固相法合成了球形LiNi0.9Co0.05Mn0.025Mg0.025O2。采用热重-差热分析了反应过程,采用X射线衍射和扫描电镜对粉末的结构和形貌进行了表征。采用充放电测试和循环伏安测试对材料电化学性能进行了研究。结果表明:750℃煅烧12 h合成的LiNi0.9Co0.05Mn0.025Mg0.025O2为Li原子混排较少的良好层状结构,二次颗粒尺寸在15μm左右,且具有最高的放电比容量和良好的循环性能,在0.2C,2.8~4.3 V的条件下,首次放电比容量达207 mAh.g-1,40次循环后容量保持率为92.5%。     

高容量梯度锂离子电池正极材料Li[Ni0.85Co0.08Mn0.07]O2的制备

通过改变金属离子的浓度比例,采用连续控制结晶法制备出镍钴锰金属元素连续浓度梯度变化的前驱体[Ni_(0.85)Co_(0.08)Mn_(0.07)](OH)_2。再与LiOH·H_2O混合,通过高温固相法得到全梯度材料Li[Ni_(0.85)Co_(0.08)Mn_(0.07)]O_2。XRD结果表明该梯度材料阳离子混排程度比纯相Li[Ni_(0.85)Co_(0.08)Mn_(0.07)]O_2更低,具有更好的层状结构。扫描电镜结果显示Li[Ni_(0.85)Co_(0.08)Mn_(0.07)]O_2具有球形形貌,粒径分布比较集中,颗粒平均粒径分布在11.5～12μm,切面元素扫描显示沿着球径方向从球心到外壳,镍含量越来越低,而钴锰的含量越来越高。越靠近颗粒表面,镍的含量越低,而钴锰的含量越高。电材料在0.1C放电倍率下首次放电比容量可达204.3 mAh·g~(-1),1C放电倍率的首次放电比容量为185.3 mAh·g~(-1),循环100次后,仍有164.7 mAh·g~(-1),容量保持率达89.17%。在高温55℃环境下,1C首次放电比容量可达202.7 mAh·g~(-1),容量保持率为85.84%,性能均好于纯相Li[Ni_(0.85)Co_(0.08)Mn_(0.07)]O_2。     

锂离子电池高容量合金基含锂负极材料的研究进展

现有的以石墨为负极的锂离子电池能量密度逐渐接近其理论极限. 基于合金化反应机制的高容量含锂负极材料Li_xM_y(M为能够和锂发生合金化反应的元素)是一类新兴的负极材料, 具有数倍于石墨的储锂比容量, 且可以为电池提供活性锂源. 这些特性使其能够与高容量无锂正极材料(如S, O₂, FeF₃和V₂O₅等)相匹配, 构建下一代高比能锂离子电池新体系. 本文综述了近年来高容量合金基含锂负极材料(如Li_xSi, Li_xSn, Li₃P和Li_xAl基系列材料)的研究进展, 分析了所面临的挑战, 概述了材料的合成与电极的制备方法, 并介绍了它们在常规锂离子电池、 锂离子-硫电池及锂离子-空气电池等多个全电池体系中的应用实例, 提出并举证了其电化学性能优化与调控的策略, 最后展望了未来的研究方向.     

超细非晶态Fe-B和Co-B合金粒子的电化学行为

应用溶液还原法合成超细非晶态合金Fe B和Co B粒子,并研究这类材料的电化学行为.结果表明,尽管碱性溶液中单质硼和钴表现为电化学惰性,而单质铁的电化学活性很低,但Fe B和Co B却表现出特殊的电化学活性和放电容量.在100mA/g的恒流放电条件下,Co B和Fe B的比容量分别为1100mAh/g和1200mAh/g,远高于单质金属或硼元素预期的放电容量.这种超细非晶态合金(UAAP)电极的电化学活性可能来自于金属硼化物的电子性质,非晶态特征与纳米尺度的协同效应,前两因素使硼元素的活化和电子导电性得到改善,后者则增强了材料的反应活性和电化学利用率.     

高容量光存储技术时代或已来临

高容量光存储技术作为数据存储的一种有效替代物的时代是否已经来临？对于那些要求将数据进行安全并且长期（10～15年或者更长时间）保存的企业用户来说，情况可能是这样的。受益的行业包括银行金融、医学、执法、航空和出版等。     

过渡金属二硼化物作为高容量负极的研究

碱性溶液中,VB2和TiB2分别发生了 11电子和 6电子氧化反应,释放出 3 100mAh/g和 1 600mAh/g的超常电化学容量.对此,初步的解释是:在二硼化物中过渡金属与硼的电子转移使硼元素电负性增强,引起硼的电化学活化.使得合金的电极电势钳制在较负区域,导致某些过渡金属元素处于活化态,进而发生电化学氧化释放出电化学能量.     

Multiparty Quantum Secret Sharing Using Two-Photon Three-Dimensional Bell States

We present a two-photon three-dimensional multiparty quantum secret sharing scheme. The secret messages are encoded by performing local operations. This is different from those quantum secret sharing protocols that all sharers must make a state measurement. The merit of our protocol is the high capacity.