新型正极材料三硫代环磷氮烯无机聚合物的合成

采用缩合聚合方法合成了新型三硫代环磷氮烯无机聚合物[(NPS₃)₃]_n，利用红外光谱测试与元素含量分析技术证明了[(NPS₃)₃]_n的分子结构与组成，并对聚合物材料的粒度、比表面积及微观形貌进行了考察。TG/DTA 实验证明材料在200 ℃ 以下具有良好的热稳定性。循环伏安测试表明[(NPS₃)₃]_n正极材料在锂电池体系具有2.15 V的电化学还原电位和2.45 V的电化学氧化电位，经充放电循环实验观察，材料的首次放电容量达到749.0 mAh·g^-1，与理论容量(759.0 mAh·g^-1)十分接近；经过50次充放电循环后，放电容量保持在674.8 mAh·g^-1，具有很高的使用容量和优秀的循环性能。     

锂浆料电池基础科学问题研究

锂浆料电池是一种低成本、长寿命、高安全性和易回收的容量型电化学储能技术。与传统锂电池的固定粘接电极不同,锂浆料电池的储锂活性颗粒分布在浆料态的三维导电网络中,具有厚电极和可维护再生的特征。目前制约锂浆料电池应用的关键科学问题主要包括：解析不同浆料电极厚度和配比下电子-离子的混合导电机制,获得低内阻、高能量密度和功率密度的电极浆料;解析活性材料表面及浆料-集流体界面的电化学反应机制与微观结构演化规律,降低界面内阻,稳定界面特性,减少极化和容量损失;解析电池性能衰减及失效机制,优化电池在线维护与回收再生方法等。本文将从锂浆料电池的工作原理与特点、浆料电极的关键材料与混合导电机制、浆料-集流体界面与厚电极设计以及电极浆料的维护再生等方面对锂浆料电池基础关键科学问题的研究进展进行介绍。     

有序合金中的原子扩散与格点停留时间

到目前为止,有序合金扩散理论尚存在两个重要的问题有待突破.一是如何正确理解原子的热扩散运动与合金中原子有序排列之间的矛盾;二是能否将扩散系数以外的其它理论参量与原子跳跃迁移的相关实验测量联系起来.为了解决这些问题,作者建议使用原子在不同格点的停留时间差异来表达合金的有序度参量.当原子在反结构晶格位置的平均停留时间很短时,原子完全可能以最近邻跳跃的方式在有序合金中迁移而不破坏原子的长程有序排列.以B2-NiGa有序合金为例,根据Ni原子格点停留时间的赝弹性中子散射实验测定,作者计算了1403 K温度时B2-NiCa合金的有序度为78.9%.     

晶体的择优取向与LiCoO2正极材料X射线衍射峰的强度比

采用高温固相反应法合成了锂离子电池正极材料LiCoO2, 用粉末X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等技术对材料的形貌与结构进行分析. 平面反射和透射X射线粉末衍射数据表明, 目前商品LiCoO2样品XRD图谱的(104)和(003)衍射峰强度比(I(104)/I(003))主要反映了LiCoO2晶体c轴方向的择优取向, 而不是Li、Co原子的占位有序程度. I(104)/I(003)比值越小, 晶体择优取向度越高. 晶体无择优取向LiCoO2粉末材料的衍射峰强度比I(104)/I(003) 应为95%左右. 因此, 不能用I(104)/I(003) 的比值大小作为实际LiCoO2材料晶体内Li、Co 原子排列是否有序的主要证据. 澄清了长期有争议的关于锂离子二次电池正极材料LiCoO2的X射线衍射峰强度比问题.