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高性能磷酸锰锂正极材料的研究进展 预览
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作者 李俊豪 冯斯桐 +4 位作者 张圣洁 郑育英 徐建波 党岱 刘全兵 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期2854-2861,共8页
锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优点,被广泛应用于电子产品、电动交通、储能等多个领域,很大程度上改善了现代人类生活。磷酸铁锂(LiFePO 4)作为锂离子电池正极材料具有安全性高、循环性能好、热稳定性好等优点,... 锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优点,被广泛应用于电子产品、电动交通、储能等多个领域,很大程度上改善了现代人类生活。磷酸铁锂(LiFePO 4)作为锂离子电池正极材料具有安全性高、循环性能好、热稳定性好等优点,被广泛应用于锂离子动力电池,但它的低能量密度偏低,制约着其进一步发展和应用。磷酸锰锂(LiMnPO 4)具有与LiFePO 4相似的高安全性和稳定性,其理论能量密度相比于后者要高出21%,被认为是最有潜力的下一代锂离子动力电池正极材料。然而,橄榄石结构的LiMnPO 4仍存在一些固有缺陷制约着其发展和应用。表现在以下几个方面:(1)材料的离子电导率和电子电导率都非常低,导致材料的容量难以发挥;(2)LiMnPO 4与电解质会发生副反应,生成产物Li 4P 2O 7等,随着材料充放电次数的增加,LiMnPO 4会逐渐失去活性;(3)脱锂后形成的磷酸锰(MnPO 4)会受到Jahn-Teller效应影响,晶体结构从八面体变成立方相,压缩锂脱嵌通道,造成结构上的不可逆变化;(4)部分锰离子发生歧化反应溶解在电解液中,导致材料循环性能变差。针对材料存在的问题,为提高其电化学性能,研究者们在材料的制备和改性方面不断进行尝试,并取得了丰硕成果,体现在以下四个方面:(1)纳米化,缩短锂离子的固态扩散路径,增大电极反应面积,从而提高材料的宏观锂离子电导率;(2)晶面选控,增大锂离子快速迁移的晶面面积,从而提高材料的微观锂离子电导率;(3)体相掺杂,通过掺杂原子的原位取代或形成固溶体来稳定晶体结构,提高离子/电子电导率,从而提高材料的循环和倍率性能;(4)表面包覆,通过在材料表面复合导电碳、金属氧化物层等,提高材料的离子/电子电导率,阻止LiMnPO 4与电解液直接接触。目前,LiMnPO 4已经由起初的几乎发挥不出来克容量,发展成在低倍率下克容量可接近理 展开更多
关键词 锂离子电池 磷酸锰锂 纳米化 晶面选控 体相掺杂 表面包覆
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镍钴铝酸锂正极材料改性研究进展及展望 预览
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作者 王鼎 黄玥 +2 位作者 张旭红 肖围 刘卫红 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2180-2183,共4页
综述了锂离子电池镍钴铝三元正极材料LiNixCoyAl1-x-yO2(NCA,x≥0.8)存在的不可逆容量大、循环性能差等问题及其性能优化改性技术的研究进展,从表面包覆和体相掺杂两个方面对近年来国内外NCA正极材料的电化学性能改善研究进行系统性总结... 综述了锂离子电池镍钴铝三元正极材料LiNixCoyAl1-x-yO2(NCA,x≥0.8)存在的不可逆容量大、循环性能差等问题及其性能优化改性技术的研究进展,从表面包覆和体相掺杂两个方面对近年来国内外NCA正极材料的电化学性能改善研究进行系统性总结,分析了各类包覆物以及掺杂元素的作用机理,并对NCA正极材料的未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 LiNixCoyAl1-x-yO2 正极材料 体相掺杂 表面包覆
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动力电池正极材料锰酸锂的改性及发展前景 预览
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作者 王玮 《电源技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期1383-1385,共3页
由于尖晶石型锰酸锂具有无污染、比能量高、成本低且资源丰富等特点,现已发展成为最具潜力的锂离子电池正极材料之一,但是该材料也存在循环时容量的衰减速度较快这一缺点,这同时也是制约其发展的主要因素。以相关研究为基础,对锰酸锂的... 由于尖晶石型锰酸锂具有无污染、比能量高、成本低且资源丰富等特点,现已发展成为最具潜力的锂离子电池正极材料之一,但是该材料也存在循环时容量的衰减速度较快这一缺点,这同时也是制约其发展的主要因素。以相关研究为基础,对锰酸锂的制备方法及各方法的优缺点进行分析,同时介绍了表面修饰和体相掺杂改性的相关研究进展。 展开更多
关键词 尖晶石型锰酸锂 制备方法 表面修饰 体相掺杂
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纳米TiO2光催化降解甲醛的研究进展 被引量:1
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作者 任强 狄剑锋 《上海纺织科技》 北大核心 2016年第9期4-7,共4页
纳米TiO2作为一种光催化剂,可以净化室内空气,尤其是甲醛。综述了纳米TiO2降解甲醛的光催化机理,着重介绍了溶胶-凝胶法固化纳米TiO2的优点、体相掺杂改性对纳米TiO2的光催化活性的提高以及纳米TiO2光催化降解甲醛的研究进展。通过... 纳米TiO2作为一种光催化剂,可以净化室内空气,尤其是甲醛。综述了纳米TiO2降解甲醛的光催化机理,着重介绍了溶胶-凝胶法固化纳米TiO2的优点、体相掺杂改性对纳米TiO2的光催化活性的提高以及纳米TiO2光催化降解甲醛的研究进展。通过优化光催化薄膜的制作工艺,发现更高效的体相掺杂剂扩展TiO2光催化的光谱响应范围,是提高纳米TiO2光催化作用、降解甲醛的有效途径。 展开更多
关键词 甲醛 光催化剂 纳米TIO2 溶胶 凝胶 体相掺杂
锂离子电池用高电位正极材料LiNi0.5Mn1.5O4 被引量:8
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作者 邓海福 聂平 +2 位作者 申来法 罗海峰 张校刚 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第6期939-949,共11页
由于具有工作电压高、工作范围宽、比能量大、无污染、使用寿命长等优点,锂离子电池具有广阔的应用前景。然而,目前商业化的锂离子电池仍无法满足电动汽车对电池低成本及高能量密度的要求。研发比能量更高、价格更低廉、寿命更长的锂... 由于具有工作电压高、工作范围宽、比能量大、无污染、使用寿命长等优点,锂离子电池具有广阔的应用前景。然而,目前商业化的锂离子电池仍无法满足电动汽车对电池低成本及高能量密度的要求。研发比能量更高、价格更低廉、寿命更长的锂离子电池成为电动汽车产业发展的关键。尖晶石结构的镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)具有三维扩散通道,有利于锂离子的传输,且结构稳定;其理论放电比容量可达147mAh·g^-1。更重要的是,其电压平台高达4.7V,具有高的能量密度与功率密度,被认为是未来锂离子电池发展中最具前途与吸引力的正极材料之一。本文介绍了LiNi0.5Mn1.5O4的结构、制备方法、掺杂与包覆改性研究及其应用前景,着重介绍了材料的改性方法并指出LiNi0.5Mn1.5O4目前亟需解决的问题和研究重点。 展开更多
关键词 LINI0 5Mn1 5O4 倍率性能 循环稳定性 体相掺杂 表面包覆
锂离子电池正极材料LiMnO2的最新研究进展 被引量:7
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作者 赵红远 刘兴泉 +2 位作者 张峥 阙东阳 吴玥 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1-6,共6页
层状结构的LiMnO2正极材料具有能量密度高、安全性能好、价格低廉和无毒性等优点,是下一代锂离子电池正极材料中强有力的竞争者。介绍了近年来国内外LiMnO2正极材料的的研究现状与进展,并对其结构特性、制备方法、体相掺杂和表面包覆... 层状结构的LiMnO2正极材料具有能量密度高、安全性能好、价格低廉和无毒性等优点,是下一代锂离子电池正极材料中强有力的竞争者。介绍了近年来国内外LiMnO2正极材料的的研究现状与进展,并对其结构特性、制备方法、体相掺杂和表面包覆进行了评述,提出了目前LiMnO2正极材料研究中尚存在的一些问题,并对其未来的发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 综述 LIMNO2 制备方法 体相掺杂 表面修饰
体相掺镁球形钴酸锂前驱体的制备及表征 预览
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作者 陈明峰 沈恒冠 +4 位作者 曾跃武 何金华 钱志挺 蔡国强 沈震雷 《广东化工》 CAS 2010年第11期 227-229,共3页
文章通过沉淀法合成了体相掺杂镁元素的球形钴酸锂正极材料前驱体。通过SEM形貌、密度测量、粒度表征等手段研究了共沉淀工艺对合成体相掺杂镁元素钴酸锂前驱体的影响,并通过EDS及ICP测试表征了镁元素掺杂的均匀性。研究结果表明:共结... 文章通过沉淀法合成了体相掺杂镁元素的球形钴酸锂正极材料前驱体。通过SEM形貌、密度测量、粒度表征等手段研究了共沉淀工艺对合成体相掺杂镁元素钴酸锂前驱体的影响,并通过EDS及ICP测试表征了镁元素掺杂的均匀性。研究结果表明:共结晶的反应时间对颗粒密度、颗粒形貌、粒度大小及分布有较大的影响,随着时间延长密度逐渐增加,颗粒形貌变好,粒度变大且趋于集中;共结晶体相掺杂镁的钴酸锂前驱体,镁元素能达到原子级混合均匀的要求;掺杂镁后,钴酸锂前驱体四氧化三钴物相未发生变化。掺镁钴酸锂前驱体在高压实密度钴酸锂得到了广阔的应用。 展开更多
关键词 体相掺杂 钴酸锂 前驱体 共结晶
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TiO2可见光光催化的研究进展 预览 被引量:5
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作者 张雪峰 李会容 +2 位作者 闫珉 刘国钦 方民宪 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期 40-44,共5页
扩展TiO2催化的响应光谱范围,已成为目前TiO2光催化最具挑战性的课题之一。从TiO2体相掺杂、表面敏化等方面对近年来实现TiO2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结。要进一步提高光催化效率还需:深入理解现有TiO2可见光体系的光催... 扩展TiO2催化的响应光谱范围,已成为目前TiO2光催化最具挑战性的课题之一。从TiO2体相掺杂、表面敏化等方面对近年来实现TiO2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结。要进一步提高光催化效率还需:深入理解现有TiO2可见光体系的光催化机理;发现更高效的体相掺杂剂和表面敏化剂;设计和控制掺杂剂和表面敏化剂存在形态。 展开更多
关键词 无机非金属材料 TIO2 综述 可见光 光催化 体相掺杂 表面改性
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稀土系贮氢合金的改性研究进展 预览 被引量:1
9
作者 周柳 吕东生 +1 位作者 郭先锋 李伟善 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第S2期82-89,共8页
作为镍氢电池的关键材料,稀土系贮氢合金是目前为数极少的实用化合金之一。为了满足镍氢电池作为动力电池的要求,开发低成本、高功率、高稳定性的贮氢合金,近年来人们在进一步降低贮氢合金成本,提高其电化学性能方面做了大量工作,主要... 作为镍氢电池的关键材料,稀土系贮氢合金是目前为数极少的实用化合金之一。为了满足镍氢电池作为动力电池的要求,开发低成本、高功率、高稳定性的贮氢合金,近年来人们在进一步降低贮氢合金成本,提高其电化学性能方面做了大量工作,主要包括:引入B,Si,Fe,V,Zr等添加元素,优化合金组成,制备新型的稀土贮氢合金;在商品化稀土合金粉表面镀覆或添加Ni,Cu,C,Co,Y2O3等,改善合金电极的电化学性能;研究添加元素对合金的形貌、微结构及吸放氢过程动力学等的影响。 展开更多
关键词 稀土系贮氢合金 添加元素 体相掺杂 表相掺杂
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球形尖晶石LiMn2O4的制备及其改性 预览 被引量:9
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作者 蔡砚 王要武 +2 位作者 何向明 姜长印 万春荣 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期 1058-1064,共7页
通过制备球形高密度前驱体MnCO3, 并对其预烧, 得到球形高密度、高活性的尖晶石LiMn2O4, 密度>1.8·cm-3, 纯相初始容量达125mAh·g-1.通过对前驱体MnCO3的体相掺杂和对预烧产品Mn2O3的表面包覆, 制备得到体相掺杂和表相掺... 通过制备球形高密度前驱体MnCO3, 并对其预烧, 得到球形高密度、高活性的尖晶石LiMn2O4, 密度>1.8·cm-3, 纯相初始容量达125mAh·g-1.通过对前驱体MnCO3的体相掺杂和对预烧产品Mn2O3的表面包覆, 制备得到体相掺杂和表相掺杂的尖晶石锂锰氧, 其循环及高温性能得到明显改善.与体相掺杂相比, 表相掺杂能更有效地抑制容量衰减, 常温100个循环仍有109mAh·g-1, 容量保持率为92.4%; 高温55℃, 50个循环仍有95mAh·g-1, 容量保持率为82.6%. 展开更多
关键词 尖晶石LIMN2O4 体相掺杂 表相掺杂
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TiO2可见光光催化的研究进展 预览
11
作者 张雪峰 李会容 +2 位作者 闫珉 刘国钦 方民宪 《中国学术期刊文摘》 2009年第4期 4,共1页
扩展TiO2催化的响应光谱范围,已成为目前TiO2光催化最具挑战性的课题之一.从TiO2体相掺杂、表面敏化等方面对近年来实现TiO2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结.要进一步提高光催化效率还需:深入理解现有TiO2可见光体系的光催... 扩展TiO2催化的响应光谱范围,已成为目前TiO2光催化最具挑战性的课题之一.从TiO2体相掺杂、表面敏化等方面对近年来实现TiO2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结.要进一步提高光催化效率还需:深入理解现有TiO2可见光体系的光催化机理;发现更高效的体相掺杂剂和表面敏化剂;设计和控制掺杂剂和表面敏化剂存在形态.参25(曾革) 展开更多
关键词 TIO2 可见光 光催化 体相掺杂 表面改性
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TiO2改性提高LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的电化学及储存性能 预览
12
作者 林桂仙 韩博 +2 位作者 黄群 张春晓 韦伟峰 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期489-496,479共9页
高镍系层状三元氧化物具有高比容量、高工作电压等优点,被认为是最具有商业化前景的锂离子电池正极材料之一。但是由于其表面稳定性较差、易于发生一系列不可逆相变等问题,导致高镍系层状三元氧化物仍存在循环稳定性及储存性差等缺点,... 高镍系层状三元氧化物具有高比容量、高工作电压等优点,被认为是最具有商业化前景的锂离子电池正极材料之一。但是由于其表面稳定性较差、易于发生一系列不可逆相变等问题,导致高镍系层状三元氧化物仍存在循环稳定性及储存性差等缺点,限制了其广泛应用。本实验采用简单的湿化学法,对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2高镍层状氧化物表面进行TiO2包覆改性,并通过800℃高温复烧使部分Ti4+掺入LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的体相中,同时提高其循环稳定性及储存性能。受益于TiO2表面包覆及Ti^4+体相掺杂的协同作用,改性后的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表现出优异的循环稳定性,在2.8~4.3V电压区间内,以2C(1C=200mA·g^-1)的电流密度循环100圈后容量保持率高达90.77%,而原始样在相同条件下的容量保持率仅为80.38%。除此之外,在空气中暴露30d后,改性后的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2样品仍具有86.12%新鲜样品的初始放电比容量,100次循环后的容量保持率为85.31%,远远高于原始样的对应值(67.40%与68.02%)。借助CV、EIS、XPS、XRD、TEM等测试手段,对改性的原因进行了详细的分析。 展开更多
关键词 高镍系层状三元氧化物 TiO2表面包覆 Ti^4+体相掺杂 循环稳定性 储存性能
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