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1.
铝掺杂及钨酸锂表面包覆双效提升富锂锰基正极材料的循环稳定性 总被引:1,自引:0,他引:1
采用溶胶-凝胶法合成Al掺杂富锂锰基Li1.2Mn0.54-xAlxNi0.13Co0.13O2(x=0、0.03)锂离子电池正极材料,之后采用一步液相法制备Li2WO4包覆层,系统地研究了Al掺杂和Li2WO4包覆双效改性对富锂锰基正极材料电化学性能的影响.结果表明,Al掺杂后明显提升富锂锰基正极材料的循环稳定性,包覆层Li2WO4明显改善其倍率性能和放电平台电压衰减问题.Li2WO4包覆量为5% Li1.2Mn0.51Al0.03Ni0.13Co0.13O2正极材料在2.0~4.8 V充放电电压区间及1000 mA·g-1电流密度下比容量仍高达110 mAh·g-1左右,同时在100 mA·g-1的电流密度下循环300次容量保持率为78%,而且循环过程中放电平台电压衰减也明显减缓.该工作为解决锂离子电池富锂锰基正极材料循环稳定性和平台电压衰减提供了新的思路. 相似文献
2.
采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势方法(PWPP), 利用Material studio 计算N, Fe, La三种元素掺杂引起的锐钛矿TiO2晶体结构、能带结构和态密度变化. 并通过溶胶-凝胶法制得锐钛矿型本征TiO2, N, Fe共掺杂TiO2和N, Fe, La共掺杂TiO2; 用X射线衍射和扫描电镜表征结构; 紫外-可见分光光度计检测TiO2对甲基橙的降解效率变化. 计算结果表明, 由于N, Fe, La三掺杂TiO2的晶格体积、键长等发生变化, 导致晶体对称性下降, 光生电子-空穴对有效分离, 同时在导带底和价带顶形成杂质能级, TiO2禁带宽度由1.78 eV变为1.35 eV, 减小25%, 光吸收带边红移, 态密度数增加, 电子跃迁概率提升, 光催化能力增加. 实验结果表明: 离子掺杂使颗粒变小, 粒径大小: 本征TiO2>N/Fe_TiO2>N/Fe/La_TiO2, 并测得N/Fe/La_TiO2发光峰425 nm, 能隙减小, 光催化能力比N/Fe_TiO2强, 增强原因是杂质能级和电子态数量增加引起. 相似文献
3.
4.
采用凝胶法分别制备出4.5ZnO-5.5Al2O3-90SiO2(ZAS)以及ZAS[DK]:RE3+ (RE=Eu,Tb,Ce) 透明微晶玻璃。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪(PL)等测试手段,研究了稀土离子掺杂浓度对ZAS微晶玻璃的结构和发光性能的影响。XRD结果表明,ZAS[DK]:RE3+ (RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃包含ZnAl2O4晶相和SiO2非晶相,ZnAl2O4平均晶粒尺寸约为30 nm,稀土离子的掺杂没有显著改变原来的ZnAl2O4晶体结构。TEM结果表明,900 ℃时ZnAl2O4从ZAS体系中析出。PL光谱显示,Eu3+ 存在 5D0→7F2跃迁,ZAS[DK]:Eu3+在611 nm 处发出强烈的红色光;由于Tb3+ 的5D4→7F5 跃迁,ZAS[DK]:Tb3+在541 nm 处发出明亮的绿色光;ZAS[DK]:Ce3+ 在381 nm处显示了蓝光发射,对应于Ce3+ 的5d→4f 轨道跃迁。ZAS[DK]:RE3+ (RE=Eu, Tb, Ce)的PL发射光谱存在着浓度猝灭现象,Eu3+、Tb3+ 和Ce3+的最佳单掺杂摩尔分数分别为20%、20%和3%。CIE色度图表明,ZAS[DK]: RE3+ (RE=Eu,Tb,Ce)的色坐标分别位于红光、绿光和蓝光区域。实验结果表明,ZAS:RE3+ (RE=Eu,Tb,Ce) 微晶玻璃是一种良好的可用于全色显示的白光LED材料。 相似文献
5.
将PEG/PAA凝胶浸入铁/柠檬酸(Fe3+/CA)溶液中,自然光照一定时间可实现凝胶-溶胶的相互转化,而且转化行为受溶液的组成及其p H影响。只有当溶液中[Fe3+]0∶[CA]0≤1∶2,且溶液的p H在1~6之间,该转化才会发生,通过改变溶液中[Fe3+]0∶[CA]0的值或溶液的p H可以有效地控制其转化速率。此外,结果还表明,当凝胶转化为溶胶后,向其中加入高价金属阳离子,例如Fe3+、Al3+、Ce4+、Cu2+等,溶胶又会再次转化为凝胶。由于这种新颖的特性,该凝胶有望应用于药物释放、细胞培养等领域。 相似文献
6.
以PW11Cu为可见光活性组分,TiO2为载体结构组分,采用溶胶-凝胶法制备了PW11Cu/TiO2复合膜可见光催化剂,并用UV-Vis DRS、IR、Raman、XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的光吸收性质、化学组成、晶相、表面结构和形貌进行了表征,同时,以模型污染物RhB的可见光降解为探针评估了它的光催化活性,考察了膜处理温度、PW11Cu含量和溶液酸性对催化活性的影响,最后,通过催化剂循环降解RhB试验评估了PW11Cu/TiO2膜的稳定性。实验结果表明,PW11Cu/TiO2膜对可见光有明显吸收,低温(100℃)处理的膜为无定形态,高温(500℃)处理的膜为多晶态;低温处理的膜具有较高的可见光催化活性,用于RhB的可见光催化降解,在中性条件下反应80 min,RhB的降解率为100%,TOC去除达32%(4 h);提高溶液酸性有利于催化剂活性的提高,在pH=2.5的条件下,达到100%的RhB降解仅需30 min。在本实验条件下,PW11Cu的最佳剂量是3.0 g。经过10次循环降解RhB,催化剂的光催化活性仍保留约90%。 相似文献
7.
以环氧丙烷为凝胶剂,采用简便低廉的无表面活性剂的溶胶-凝胶法制备了一系列不同Cu/Fe摩尔比的高比表面积介孔Fe-Cu复合氧化物纳米粉末。运用微反应器-色谱体系考察了它们在低温CO氧化反应中的催化性能。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、热重-差热分析、程序升温还原、傅里叶变换红外光谱和透射电镜对所制样品进行了表征。结果表明,这些介孔Fe-Cu复合氧化物催化剂具有纳米晶结构、窄的孔径分布和高的比表面积,在低温CO氧化反应中表现出高的活性和稳定性。 CuO的添加影响了Fe2O3的结构和催化性能。当CuO含量为15 mol%时,催化剂具有最高的比表面积和催化活性,在低温CO氧化反应中表现出较高的催化稳定性。 相似文献
8.
Xiao-Fei. SUN You-Long. XU Xiao-Yu. ZHENG Xiang-Fei. MENG Peng. DING Hang. REN Long. LI 《物理化学学报》2015,31(8):1513-1520
Li3V2(PO4)3 and its triple-cation-doped counterpart Li2.85Na0.15V1.9Al0.1(PO4)2.9F0.1 were prepared by a conventional sol-gel method. The effect of Na-Al-F co-doping on the physicochemical properties, especially the electrochemical performance of Li3V2(PO4)3, were investigated by X-ray diffraction (XRD), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), electron energy loss spectroscopy (EELS), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), galvanostatic charge/discharge, cyclic voltammetry (CV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It was found that combined with surface coating from residual carbon, this triple-cation co-doping stabilizes the crystalline structure of Li3V2(PO4)3, suppresses secondary particle agglomeration, and improves the electric conductivity. Moreover, reversible deinsertion/insertion of the third lithium ion at deeper charge/discharge is enabled by such doping. As a consequence, the practical electrochemical performance of Li3V2(PO4)3 is significantly improved. The specific capacity of the doped material at a low rate of 1/9C is 172 mAh·g-1 and it maintains 115 mAh·g-1 at a rate of 14C, while the specific capacities of the undoped sample at 1/9C and 6C are only 141 and 98 mAh·g-1, respectively. After 300 cycles at 1C rate, the doped material has a capacity of 118 mAh·g-1, which is 32.6% higher than that of the undoped counterpart. It is also noteworthy that the multiplateau discharge curve of Li3V2(PO4)3 transforms to a slope-like curve, indicating the possibility of a different lithium intercalation mechanism after this co-doping. 相似文献
9.
利用XRD、SEM、EDS、BET、激光粒度、循环伏安、恒流充放电、交流阻抗方法研究了葡萄糖为碳源对溶胶凝胶法制备Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正极材料的结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明:与前驱体中未加入葡萄糖所制备的材料相比,掺葡萄糖后样品颗粒分布相对均匀,粒径变小,D50从11.56减小至9.94μm,比表面积增加近1倍。经0.05C充放电活化后,未掺葡萄糖和掺葡萄糖样品0.2C放电比容量分别为183.4、211.6mAh·g-1,2C容量分别为其0.2C的62.2%、77.6%。1C循环50次后放电比容量分别为133.3、173.6mAh·g-1,容量保持率分别为95.1%、100%。掺葡萄糖可降低首次不可逆容量损失,提高材料的倍率性能与循环稳定性,减少电荷传递阻抗、Warburg阻抗以及双电层弥散效应,但不改变材料的晶型结构。 相似文献
10.
采用溶胶-凝胶法成功制备出系列Eu3+掺杂和Li+、Eu3+共掺杂Gd2ZnTiO6红色荧光粉,并研究Li+、Eu3+掺杂对样品的晶体结构、微观形貌及发光性能的影响。结果显示,所制备的Gd2ZnTiO6∶Eu3+,Li+(GZT∶Eu3+,Li+) 荧光粉为双钙钛矿结构,属于单斜晶系(空间群:P21/n),大小为10 μm的无规则形状的颗粒。在395 nm近紫外光的激发下,GZT∶Eu3+的发射光谱展示出典型的Eu3+线状特征光谱,发射峰中心位于615 nm处,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+的最佳掺杂浓度为0.07(摩尔分数),样品显示明显的浓度猝灭效应,其机制为电偶极子-电偶极子(d-d)相互作用。此外,研究还发现,Li+掺杂对样品的晶体结构、微观形貌没有影响,但是一定量的Li+掺杂可以显著增强样品的荧光强度。当Li+浓度为0.05时,荧光粉发射主峰强度增强程度最大,提高至原来的4.3倍,说明通过Li+、Eu3+共掺杂可以获得高亮度的GZT红色荧光粉。GZT∶0.14Eu3+,0.05Li+荧光粉的CIE色坐标为(0.631 1,0.375 3)与标准红光色坐标(0.670,0.330)较为接近,是一种潜在的LED用红色荧光粉。 相似文献