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锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的制备及性能研究

刘艳丽 , 瑞安 , 刘山 , 姚耀春 , 方海升 , 杨斌 , 戴永年

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.11.010

以Li(CH3COO)·2H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O和H2C2O4·2H2O为原料,聚乙二醇20000为分散剂,采用化学合成法制备了具有立方尖晶石结构的锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4.通过XRD、SEM和充放电测试对样品进行表征.850℃下焙烧制备的LiNi0.5Mn1.5O4样品电化学性能最佳,在3.5~4.9V电压范围内以0.2、0.5、1、2和5C充放电,其首次放电比容量分别为132.9、117.3、111.2、104.8和91mAh/g,20次循环后容量保持率分别为93.2%、98.9%、97.4%、97.3%和95.5%.

关键词: 锂离子电池 , 正极材料 , LiNi0.5Mn1.5O4 , 倍率性能 , 循环性能

掺杂SnO2透明导电薄膜电学及光学性能研究

郭玉忠 , 王剑华 , 瑞安 , 王贵青

无机材料学报

通过实验测量 sol-gel工艺制备的 Sb掺杂 SnO2薄膜载流子浓度、迁移率、电阻率、膜厚,紫外-可见光区透射率、反射率等性质,详细研究了Sb掺杂SnO薄膜电学与光学性能.实验发现,薄膜具有良好的透光性和较高导电性,膜内载流子浓度高达1020cm-3,电阻率~10-2Ω·cm,透光率高达 90%,SnO膜禁带宽度 ≈37~3.80eV.

关键词: Sb掺杂SnO2薄膜 , conductivity measurements , transmittance and reflectivity

Sn(OBun)4溶胶体系稳定性的研究

瑞安 , 侯立松 , 赵启涛 , 任叔华

稀有金属材料与工程

研究了溶胶-凝胶法制备二氧化锡中以锡酸正丁酯为前驱体的溶胶体系的稳定性.通过乙酰丙酮化学改性正丁醇锡,控制水解,添加催化剂和改变溶剂等方法调整体系参数制备了稳定的溶胶体系.利用部分电荷模型计算了锡醇盐分子中电子在各个基团上的分布,预测了锡醇盐水解的变化趋势,实现了溶胶体系的凝胶时间从几小时到几个月的大跨度调控,为锡酸正丁酯溶胶-凝胶法制备二氧化锡材料打下了坚实的基础.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 锡酸正丁酯 , 水解和缩合 , 稳定性

Sn(OBun)4溶胶-凝胶法制备SnO2气凝胶

瑞安 , 侯立松 , 周斌 , 赵启涛 , 任叔华

稀有金属材料与工程

以锡酸正丁酯(Sn(OBun)4)为前驱体,利用溶胶-凝胶工艺和CO2超临界干燥技术制备了透明和半透明的单块SnO2气凝胶.这些二氧化锡气凝胶密度小,孔隙分布宽,比表面积高.SEM分析表明,这种气凝胶由尺寸不一的如棉花团一样的团块堆积而成,团块之间为大尺寸孔隙(>50 nm),棉花团块内还具有细小的微孔(<2 nm)和介孔(<50 nm).TEM分析表明,在不同的放大倍数下,二氧化锡气凝胶具有相似的结构.

关键词: 溶胶-凝胶:锡酸正丁酯 , 二氧化锡:气凝胶汉

聚乙二醇对磷酸铁锂形貌及电化学性能的影响

吴肇聪 , 戴永年 , 瑞安 , 周晓玲 , 杨斌

材料导报

采用溶胶-凝胶法制备了LiFePO4.研究了聚乙二醇对LiFePO4材料形貌和电化学性能的影响.结果表明,添加聚乙二醇制备的材料具有更小的粒径,更大的比表面积;该材料以0.2C、1C、5C、10C的倍率放电,首次放电比容量分别达到143.9mAh/g、133.4mAh/g、124.2mAh/g、ll2.7mAh/g,比没添加聚乙二醇制备的材料具有更好的倍率性能.

关键词: 锂离子电池 , 正极材料 , LiFePO4 , 形貌 , 聚乙二醇

Zn对锂电池材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构和电化学性能的影响

王剑华 , 陈添才 , 瑞安 , 周小静

稀有金属材料与工程

采用共沉淀法掺入少量Zn得到Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxO2材料.通过X射线衍射、光电子能谱(XPS)和电化学测试研究掺杂对其晶体结构、元素价态和电化学行为的影响.结果表明:掺入Zn增大晶格常数;在粉末颗粒表面的Zn含量是颗粒内部的数十倍;掺杂后Co、Mn依然保持+3、+4价,但是Ni由+2、+3混合价态组成;掺入少量Zn阻止电极在4.5 V电位下的不可逆氧化反应;掺入Zn有效改善高截止电压下的循环容量保持能力,其作用与改变材料表面状态有关.

关键词: 正极材料 , 锂电池 , 掺杂 , XPS

溶胶模板法合成CdS纳米棒

赵启涛 , 侯立松 , 瑞安 , 顾四朋

无机材料学报

以硝酸镉与硫代乙酰胺为起始物,采用DMF为溶剂,在低温(~50℃)下通过软化学法合成了CdS纳米棒,其直径为7~20nm,长度达500nm.通过XRD、TEM、SAED以及EDS对纳米棒的结构和成分进行了表征;通过引入乙酰丙酮(AcAc)控制钛酸丁酯水解,形成的溶胶中分子间网络孔道为CdS纳米棒提供了有效的生长模板.

关键词: CdS纳米棒 , sol templates , controlled growth

Sn(Sb)O2凝胶结构模型及试验研究

王剑华 , 郭玉忠 , 瑞安 , 吴世华

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2003.01.019

对Sn(Sb)O2干凝胶的结构进行了试验及模拟研究,通过BET-N2吸附及XRD分析,详细研究了SnO2凝胶在200~600 ℃干燥过程中凝胶骨架纳米结构及其变化规律,并研究了掺杂元素Sb对纳米结构演变的影响.研究发现:SnO2干凝胶为1~10 nm的纳米多孔结构,其结构特征符合圆柱体通孔模型;随着固化温度的升高,凝胶骨架粗化,但结构特征相似性不变,孔体积率也基本不变;Sb的增加有细化骨架的作用.

关键词: SnO2 , 溶胶-凝胶 , 结构

掺杂SnO2透明导电薄膜电学及光学性能研究

郭玉忠 , 王剑华 , 瑞安 , 王贵青

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.01.022

通过实验测量sol-gel工艺制备的Sb掺杂SnO2薄膜载流子浓度、迁移率、电阻率、膜厚,紫外-可见光区透射率、反射率等性质,详细研究了Sb掺杂SnO2薄膜电学与光学性能.实验发现,薄膜具有良好的透光性和较高导电性,膜内载流子浓度高达1020cm-3,电阻率~10-2Ω.cm,透光率高达90%,SnO2膜禁带宽度Eg≈3.7~3.80eV.

关键词: Sb掺杂SnO2薄膜 , 导电性测量 , 透光率与反射率

溶胶模板法合成CdS纳米棒

赵启涛 , 侯立松 , 瑞安 , 顾四朋

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.03.005

以硝酸镉与硫代乙酰胺为起始物,采用DMF为溶剂,在低温(~50°C)下通过软化学法合成了CdS纳米棒,其直径为7~20nm,长度达500nm.通过XRD、TEM、SAED以及EDS对纳米棒的结构和成分进行了表征;通过引入乙酰丙酮(AcAc)控制钛酸丁酯水解,形成的溶胶中分子间网络孔道为CdS纳米棒提供了有效的生长模板.

关键词: CdS纳米棒 , 溶胶模板 , 控制生长

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