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Fe-Sm-Si热电合金的电学特性

采用悬浮熔炼法制备了Fe-Sm-Si热电合金材料,并研究了其电学输运特性.实验表明:在Fe1-xSmxSi2合金中,Sm为n型掺杂元素,Sm轻掺杂时,试样仍为p型,随着Sm量的增加,试样的Seebeck系数和功率因子都降低;Sm含量x (0.4的高Sm硅化物试样为n型,其中,热电性能最好的试样成分为Fe0.6Sm0.4Si2,其电阻率在10-5?@m数量级,而Seebeck系数仍达到80 ?V@K-1左右.其机理被认为是由于Sm的4f层电子的贡献.

关键词: 热电材料 , 电学性能 , 功率因子 , FeSi2

颗粒尺寸对CoSb3电极电化学性能的影响

张丽娟 , 赵新兵 , 蒋小兵 , 曹高劭

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2002.04.019

制备了颗粒尺寸不同的锂离子电池CoSb3电极材料,研究了颗粒尺寸对电极电化学性能的影响.结果表明,CoSb3的首次可逆容量从粗颗粒(约6 μm)的385 mAhg-1提高到球磨粉(约100 nm)的586 mAhg-1.微米尺寸CoSb3的首次不可逆容量主要是嵌锂时颗粒破碎失效引起的,而球磨纳米粉末的不可逆容量来源于锂的氧化反应和形成表面含锂化合物.球磨CoSb3的循环寿命低于期望值,但50次循环后的体积可逆容量仍比石墨负极材料高很多.

关键词: 锂离子电池 , 阳极材料 , CoSb3 , 颗粒尺寸

熔敷金属断口分维与成分及组织关系的研究

吉晓华 , 张汉谦 , 赵新兵 , 曹高劭

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2003.05.002

运用垂直截面法和计算机图象处理等技术,对低合金高强钢焊条熔敷金属拉伸断口分形维数与其Cr、Ni合金元素含量、F相含量及平均晶粒度级别之间的关系进行了研究.结果表明,焊条熔敷金属拉伸断口分形维数与熔敷金属中Cr、Ni元素含量和平均晶粒度级别之间存在负的线性关系,与试样中的F相含量之间无明显对应关系.

关键词: 熔敷金属 , 断口 , 分形维数 , 平均晶粒度级别

Te掺杂方钴矿CoSb₃的溶剂热合成及电学性能

糜建立 , 赵新兵 , 朱铁军 , 曹高劭

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00869

以CoCl₂, SbCl₃和Te粉为原料, NaBH₄为还原剂, 用溶剂热方法合成了Te掺杂方钴矿CoSb_3-xTe_x(x=0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4)纳米粉末. 研究发现, Te含量较高的样品(x≥0.2)有明显的CoTe₂等杂相存在. CoSb_3-xTe_x合成粉末的粒径大小在40nm左右, 热压后晶粒发生长大, 平均晶粒尺寸约为300nm. 电学性能测试表明Te掺杂方钴矿CoSb_3-xTe_x的导电类型为n型, Seebeck系数的绝对值随着Te含量的增加而变小, 电导率随着Te含量的增加而增大. 在测试温度范围内, CoSb_2.8Te_0.2 具有最高的功率因子, 在773K温度下达到2.3×10³W·m^-1·K^-2.

关键词: 方钴矿 , solvothermal synthesis , Te-doped CoSb3 , thermoelectric materials

热解碳包覆CoSb3作为锂离子电池负极材料的研究

邓龙征 , 曹高劭 , 谢健 , 赵新兵

材料导报

CoSb3合金具有较高的电化学嵌放锂容量.为缓解充放电过程中体积变化引起的容量衰退,制备了热解碳包覆CoSb3合金粉末负极材料,并对其电化学充放电性能进行了研究.实验结果表明,热解碳包覆CoSb3负极材料的电化学性能虽然尚不能满足实际应用要求,但与纯CoSb3合金负极材料相比,首次可逆容量和循环稳定性都有明显的提高.进一步降低CoSb3合金的粉末粒度,优化热解碳对合金粉末的包覆完整性,可进一步改善热解碳包覆CoSb3负极材料的电化学性能.

关键词: CoSb3 , 热解碳 , 包覆 , 锂离子电池 , 负极材料

金属Sb与石墨复合材料的电化学吸放锂性质

曹高劭 , 赵新兵

稀有金属材料与工程

探索了用机械合金化制备得到的金属锑与石墨复合材料(Sbx-C1-x,x=0.1～0.4)作为锂离子电池负极材料的电化学吸放锂特性,发现球磨得到的Sbx-C1-x是由微米级Sb颗粒和C所组成的复合物.Sb0.2-C0.8的吸放锂过程实际上是由石墨和金属锑的吸放锂反应组成,首次吸锂容量达705 mAh/g,首次不可逆容量约130 mAh/g.对Sb含量与Sbx-C1-x(x=0.1～0.4)电化学吸放锂性能的关系表明Sb02-C0.8具有最高的首次充放电容量,而碳含量对循环稳定性有较大的影响.

关键词: 锂离子电池 , 负极材料 , 锑 , 石墨 , 复合材料

MSb2型金属间化合物作为锂离子电池负极材料的研究

蒋小兵 , 赵新兵 , 张丽娟 , 曹高劭 , 周邦昌 , 邬正泰

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2001.01.015

采用真空悬浮熔炼与高能球磨制备了MSb2(M＝Co和Fe)型合金粉末，利用恒电流电池测试仪研究了其电化学性能。研究发现CoSb2和FeSb2电极的嵌/脱锂平台均在0.8和1.0V左右；在20mA/g电流密度下的首次嵌锂反应的可逆容量为430mAh/g；电流密度为100mA/g条件下，CoSb2首次嵌锂反应的可逆容量为380mAh/g，FeSb2首次嵌锂反应的可逆容量340mAh/g。所以，MSb2型金属锑化物可以作为锂离子电池负极材料的侯选材料。

关键词: 金属锑化物 , 负极材料 , 锂离子电池

合成温度对LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响

郑威 , 余红明 , 曹高劭 , 赵新兵

中国有色金属学报

以FePO4为铁源、Li2CO3为锂源、聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法合成原位碳包覆磷酸亚铁锂(LiFePO4/C)复合材料,研究合成温度对材料LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响.采用X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱技术对合成产物的晶体结构、表面形貌和碳结构进行表征,通过电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试对材料的电化学性能进行测试和分析.结果表明:在600～750 ℃温度范围内都可合成纯LiFePO4/C复合材料,随着合成温度的升高,材料颗粒尺寸和石墨化程度都将增大;600 ℃保温8 h合成的材料颗粒尺寸为100～500 nm,其1 C放电比容量达到144.2 mA·h/g,5 C放电比容量达到119 mA·h/g.

关键词: LiFePO4/C , 锂离子电池 , 正极材料

竹碳的结构及电化学性能研究

吴惠明 , 涂江平 , 黎阳 , 袁永锋 , 赵新兵 , 曹高劭

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.02.001

用XRD、SEM和EDS对由天然竹子烧制而成的竹碳进行了组织结构表征.表明竹碳主要呈无定形碳结构,并含有钾等金属元素.对竹碳的电化学嵌脱锂性能进行了初步的研究,竹碳的首次嵌锂容量约200 mAh/g,但不可逆容量较大.除去竹碳中的钾等金属离子并进行球磨处理,竹碳的首次嵌锂容量超过400 mAh/g,经过几次充放电循环以后,处理后的竹碳显示出良好的充放电效率.

关键词: 竹碳 , 负极材料 , 电化学性能 , 锂离子电池

Ag-Bi-Sb-Te四元合金的热电性能

唐兆官 , 赵新兵 , 朱铁军 , 曹高劭

功能材料

以Ag、Bi、Sb、Te为原料在1373K真空熔炼合成了AgxBi0.5Sb1.5-xTe3(x=0～0.5)合金.微观组织和结构分析显示,真空熔炼的合金具有层状组织特征,属R3m晶体结构,当x≥0.2时出现面心立方AgSbTe2相.电学性能测试表明,在300～580K温度范围内合金的电导率随温度升高而下降,掺Ag后合金的电导率明显提高,掺Ag量为x=0.1试样的最大值达到2.3×105S/m.材料的Seebeck系数均为正值,表明掺Ag合金为p型半导体.

关键词: 热电材料 , Ag-Bi-Sb-Te合金 , 真空熔炼 , 热电性能

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