张冬云
,
张培新
,
林木崇
,
刘琨
,
袁秋华
,
许启明
,
罗仲宽
,
任祥忠
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00265
为了研究碳包覆对LiFePO4结构的影响,以柠檬酸为碳源, 采用机械活化-高温固相法, 合成了不同碳包覆量的LiFePO4/C复合正极材料. 通过XRD、SEM、BET、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、交流阻抗谱(ACI)和恒电流充放电等现代分析方法, 全面研究了碳包覆量不同时,LiFePO4/C复合正极材料的结构、形貌和电化学性能, 并对C包覆对结构影响的成因进行了分析.结果表明, 柠檬酸高温分解后生成无定形碳非晶物质,在LiFePO4颗粒表面包覆形成一种网络结构,抑制了颗粒的生长; C包覆影响了晶体的生长方向和微观结构,LiFePO4/C的优势生长为方向; 交流阻抗分析表明包覆后锂离子扩散系数比未改性的LiFePO4提高了两个数量级,且各项阻抗值均降低, 从而提高了材料的离子及电子电导性、放电性能和循环性能. "
关键词:
锂离子电池
,
cathode materials
,
LiFePO4
,
structure
,
carbon-coating
李昕洋
,
张培新
,
黄小倩
,
刘剑洪
,
许启明
,
任祥忠
,
张黔玲
,
罗仲宽
稀有金属材料与工程
橄榄石型的LiFePO4,由于其低廉的价格,优良的循环性能,出色的热稳定性和安全性,使其成为锂离子二次电池正极材料的候选.制备LiFePO4湿化学法包括:(1)溶胶-凝胶法;(2)共沉淀法;(3)氧化-还原法;(4)水热法;(5)乳化-干燥法.并给出了这些方法的最新研究进展.
关键词:
湿化学法
,
LiFePO4
,
正极材料
,
锂离子电池
李昕洋
,
张培新
,
罗仲宽
,
黄小倩
,
李梅
,
刘剑洪
,
许启明
,
任祥忠
材料科学与工程学报
以LiOH·H2O、(NH4)2HPO4、FeSO4·7H2O为原料,通过沉淀法制备锂离子电池正极材料LiFePO4前驱体,前躯体中混入2wt%的活性炭在550℃(2烧结6h得到橄榄石型的LiFePO4.研究了反应时间、烧结温度、烧结时间对合成LiFePO4的影响,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-差热综合分析(TG-DTA)、红外光谱(FTIR)等手段对合成的LiFePO4的结构、形态、热化学性质和电化学性能进行了研究,结果表明化学沉淀法制备橄榄石型LiFePO4正极材料呈形貌规整的类球形颗粒,晶型发育完善,粒度分布均匀.LiFePO4样品在室温首次放电容量119.5mAb·g-1,8次循环后放电容量衰减低于2%.
关键词:
锂离子电池
,
LiFePO4
,
化学沉淀法
,
正极材料
蔡弘华
,
杨辉
,
李海洋
,
李玉亭
,
李润
,
许小敏
,
任祥忠
,
罗仲宽
稀有金属材料与工程
不饱和C=C双键表面修饰的二氧化硅粒子采用正硅酸乙酯和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)共水解制备,然后加入甲基丙烯酸甲酯单体和引发剂原位聚合生成PMMA接枝改性二氧化硅溶胶.将该有机-无机复合溶胶旋转涂覆到金属基片(黄铜及不锈钢)上,经90～120℃热处理2 h制备了复合涂层.采用傅立叶变换红外光谱、X-射线衍射、透射电镜表征了涂层结构和形貌,同时用激光光散射、铅笔硬度仪等对溶胶粒径和涂层性能进行了测试.结果表明该方法制备的PMMA-二氧化硅体系在一较宽的浓度范围内都能形成透明的稳定溶胶,接枝改性后的二氧化硅纳米粒子在聚合物中分散均匀,涂层机械强度明显提高,对金属基底具有良好的附着效果.
关键词:
有机-无机复合涂层
,
溶胶-凝胶
,
改性二氧化硅
,
甲基丙烯酸甲酯
任祥忠
,
李溪
,
刘剑洪
,
梁讯
,
张培新
,
张黔玲
,
罗仲宽
,
顾宜
稀有金属材料与工程
通过溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粒子,并用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水反胶束体系作为微反应器合成了聚吡咯(PPy)/TiO2纳米复合粒子.利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)对纳米复合粒子进行了表征.实验结果表明,PPy/TiO2球形粒子的平均粒径为150～200 nm,在复合粒子中球形粒子占据优势,并有团聚的趋势.FTIR和XRD结果显示纳米复合材料由PPy和TiO2组成,无机复合粒子只有部分形成晶体.从该研究结果中可以看出,反胶束法可以有效地应用于有机-无机纳米复合材料的制备.
关键词:
反胶束
,
聚吡咯
,
纳米复合粒子
,
TiO2
黄小倩
,
张培新
,
许启明
,
李昕洋
,
任祥忠
,
罗仲宽
,
刘剑洪
,
洪伟良
功能材料
采用机械液相活化法与高温固相法相结合制备了锂离子电池正极材料LiFePO4和LiFePO4/C.考察了蔗糖、柠檬酸、葡萄糖、酒石酸等不同碳源对材料性能的影响,并采用XRD、 SEM和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表面形貌及电化学性能进行了研究,利用Raman光谱和TEM分析材料中碳的存在状态.结果表明,得到的样品结构均为橄榄石型,碳源的加入能有效地减小材料的颗粒尺寸,并且材料的电导率比纯LiFePO4的电导率提高了5个数量级.LiFePO4/C样品的表面包覆层均为非晶碳,以柠檬酸为碳源合成的LiFePO4/C材料,具有较小的颗粒尺寸,均匀多孔的表面碳包覆层和最佳的电化学性能.在0.1C下第3次的放电比容量达141.0mAh/g,循环10次后容量无衰减.
关键词:
正极材料
,
LiFePO4/C复合材料
,
碳源
,
碳包覆
,
电化学性能
张冬云
,
张培新
,
林木崇
,
刘琨
,
袁秋华
,
许启明
,
罗仲宽
,
任祥忠
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00265
为了研究碳包覆对LiFePO4结构的影响,以柠檬酸为碳源,采用机械活化-高温固相法,合成了不同碳包覆量的LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、SEM、BET、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、交流阻抗谱(ACI)和恒电流充放电等现代分析方法,全面研究了碳包覆量不同时,LiFePO4/C复合正极材料的结构、形貌和电化学性能,并对C包覆对结构影响的成因进行了分析.结果表明,柠檬酸高温分解后生成无定形碳非晶物质,在LiFePO4颗粒表面包覆形成一种网络结构,抑制了颗粒的生长;C包覆影响了晶体的生长方向和微观结构,LiFePO4/C的优势生长为[121]方向;交流阻抗分析表明包覆后锂离子扩散系数比未改性的LiFePO4提高了两个数量级,且各项阻抗值均降低,从而提高了材料的离子及电子电导性、放电性能和循环性能.
关键词:
锂离子电池
,
正极材料
,
LiFePO4
,
结构
,
碳包覆
蔡弘华
,
李海洋
,
李玉亭
,
王芳
,
任祥忠
,
李润
,
罗仲宽
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.02.014
本文采用含有C=C双键的烷氧基硅(KH-570)和正硅酸乙酯(TEOS)的共同水解,在SiO2 无机网络结构中引入了不饱和键,并在引发剂存在下与苯乙烯交联形成一种键合型有机无机复合溶胶.键合后KH-570的C=C红外特征吸收峰完全消失,同时,材料的力学性能有显著提高.结果表明,苯乙烯的含量在相当大的变动范围内,均可在金属表面形成高硬度、具有良好附着力的透明薄膜.
关键词:
有机-无机复合材料
,
涂层
,
溶胶-凝胶法
,
硬度
张冬云
,
袁秋华
,
张培新
,
黄小倩
,
许启明
,
任祥忠
,
刘剑洪
功能材料
以柠檬酸为碳源,采用机械液相球磨与高温固相烧结相结合制备了LiFePO4/C复合材料,考察了烧结温度、烧结时间、柠檬酸用量、球磨时间等工艺条件对LiFePO4/C材料性能的影响.采用XRD、SEM和恒电流充放电等手段对该材料进行结构表征和电化学性能测试.结果表明,合成LiFePO4/C复合正极材料的适宜工艺为,球磨时间10h,烧结温度600℃,烧结时间18h,柠檬酸用量10%,气体流量0.6L/min.在优化工艺条件下制备的LiFePO4/C复合正极材料首次放电容量可达到146.2mAh/g.
关键词:
锂离子电池
,
正极材料
,
LiFePO4
,
固相法
,
碳包覆
吕维忠
,
罗仲宽
,
刘波
,
张培新
,
蔡弘华
,
任祥忠
,
刘剑洪
稀有金属材料与工程
在超声波辐射下,用前驱体法合成了纳米铁酸锰(MnFe2O4)粉末.超声辐射MnCl2·4H2O、FeCl3·6H2O和脲得到前驱体,再在950℃烘15 h制得平均粒径约35 nm的纳米MnFe2O4粉末.得到的纳米MnFe2O4粉末用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),傅里叶转换红外光谱(FT-IR)进行表征并得到确认;产品磁学参数用样品振动磁强计进行了测定.
关键词:
超声波化学
,
纳米颗粒
,
铁酸锰
,
尖晶石型
,
制备
