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锂离子电池Ni-Co-Mn基正极材料前驱体的形核调控及机制 被引量:1
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作者 左稼暄 张坤 +1 位作者 王敬 李喜飞 《物理化学学报》 北大核心 2025年第1期23-37,共15页
三元正极材料具有较高的放电比容量、倍率性能和工作电压,成为锂离子电池正极材料代表之一。三元正极材料由前驱体经过嵌锂烧结拓扑转变而来,因此,前驱体材料直接决定了三元正极材料的电池性能。针对前驱体可控均匀沉淀需求和对共沉淀... 三元正极材料具有较高的放电比容量、倍率性能和工作电压,成为锂离子电池正极材料代表之一。三元正极材料由前驱体经过嵌锂烧结拓扑转变而来,因此,前驱体材料直接决定了三元正极材料的电池性能。针对前驱体可控均匀沉淀需求和对共沉淀过程参数变化极度敏感特性,本综述首先阐述络合调控实现Ni、Co、Mn元素均匀共沉淀,及沉淀物过饱和度诱导溶液体系不同形核状态基本原理,其次从晶面择优生长结合溶解-再结晶模型讨论了前驱体一次颗粒和二次颗粒生长模式,最后从实际生产角度,基本涵盖共沉淀过程所有可调参数,并深入讨论了各种参数由低到高变化对共沉淀反应形核及前驱体材料理化性能的影响。本综述阐释的相关理论及规律可进一步延伸至富锂锰基前驱体、单晶用前驱体以及径向排列织构前驱体等高端产品研发。 展开更多
关键词 氢氧化物前驱体 共沉淀反应 过饱和度 非均匀形核 均匀形核 反应参数
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三元材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)的制备及Na^(+)掺杂改性研究
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作者 杨福 解玉龙 《无机盐工业》 北大核心 2025年第3期43-49,共7页
高镍三元正极材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM)因具有比容量高、成本低、环境友好等特点被广泛应用,但其较高的镍含量导致阳离子混排严重,循环和倍率性能差。为了改善上述存在的不足,元素掺杂是一种降低阳离子混排程度和增... 高镍三元正极材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM)因具有比容量高、成本低、环境友好等特点被广泛应用,但其较高的镍含量导致阳离子混排严重,循环和倍率性能差。为了改善上述存在的不足,元素掺杂是一种降低阳离子混排程度和增强结构稳定性的有效策略。采用共沉淀法制备了Na^(+)掺杂LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM-x%Na)正极材料(其中x%为物质的量分数)。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)手段对NCM-x%Na材料进行形貌和结构表征,通过充放电测试系统对其电化学性能测试。结果表明:Na^(+)掺杂可以有效减小颗粒尺寸和抑制阳离子混排程度,扩大了锂层间距,从而有助于提高锂离子的扩散速率;当x=2时Na^(+)掺杂LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)样品(NCM-2%Na)有最佳的电化学性能,在2.7~4.4 V、0.1C下循环100次后放电比容量为139.0 mA·h/g(容量保持率为86%),较NCM高出17%;在2.0C下NCM-2%Na材料放电比容量为82.2 mA·h/g,远远高于未改性的LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(39.4 mA·h/g);在0.1C、0.2C、0.5C、1.0C、2.0C下对其倍率性能测试,其中0.1C倍率下循环25次后NCM-2%Na容量保持率为90%,较NCM高出9%;反应动力学显示,NCM-2%Na有更小的电荷转移电阻,且锂离子扩散系数要高于NCM,使电荷传输动力学得到提升。 展开更多
关键词 高镍 正极材料 LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2) Na^(+)掺杂 倍率性能
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磷酸三甲酯-混盐阻燃电解液性能研究
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作者 王一人 朵兴红 《无机盐工业》 北大核心 2025年第6期85-92,113,共9页
电解液对锂离子电池能量密度和稳定性极为关键,但商业电解液常用的锂盐六氟磷酸锂(LiPF_(6))在60℃以上的高温环境下易发生分解,增加了电池在极端高温下燃烧或爆炸的风险。研究开发了一系列新型阻燃电解液体系,该体系采用六氟磷酸锂(LiP... 电解液对锂离子电池能量密度和稳定性极为关键,但商业电解液常用的锂盐六氟磷酸锂(LiPF_(6))在60℃以上的高温环境下易发生分解,增加了电池在极端高温下燃烧或爆炸的风险。研究开发了一系列新型阻燃电解液体系,该体系采用六氟磷酸锂(LiPF_(6))和二氟磷酸锂(LiPO_(2)F_(2))作为锂盐,以碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)为混合溶剂,并添加磷酸三甲酯(TMP)作为阻燃添加剂。通过自熄时间和红外光谱分析来评估其阻燃性能,利用差示扫描-热重实验分析其热稳定性,同时,通过电化学充放电测试、循环性能测试、阻抗测试来分析其电化学性能。研究结果显示,添加质量分数为3%的TMP后电解液燃烧不会蔓延,显出优异的阻燃性能;电解液中锂盐LiPO_(2)F_(2)的加入提升了电解液的热稳定性;结果表明,电解液(LiPF_(6)+LiPO_(2)F_(2))+(EC+DEC)+3%TMP组成的LiCoO_(2)/Li电池在25℃、0.5C倍率下首次放电比容量达到132.9 mA·h/g,库仑效率为99.63%;在80℃、1.0C倍率下循环100次后,放电比容量为110.8 mA·h/g,容量保持率为92.49%。 展开更多
关键词 锂离子电池 电解液 阻燃添加剂 协同效应 高温
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基于混合配体策略合成的镉配合物:晶体结构及其对Ag^(+)的荧光检测
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作者 江旭滢 任娜娜 +2 位作者 宋合兴 梁杰伦 孙赞 《功能材料》 北大核心 2025年第4期4164-4170,共7页
基于混合配体策略,采用溶剂热法制备了一种新的Cd配位聚合物{[Cd_(2)(tdc)_(2)(dmbpy)_(2)(H_(2)O)]·2H_(2)O}_(n),(Cd1,H_(2)tdc=2,5-噻吩二羧酸,dmbpy=4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶)。采用元素分析(EA)、X射线单晶衍射(SXRD)、X射... 基于混合配体策略,采用溶剂热法制备了一种新的Cd配位聚合物{[Cd_(2)(tdc)_(2)(dmbpy)_(2)(H_(2)O)]·2H_(2)O}_(n),(Cd1,H_(2)tdc=2,5-噻吩二羧酸,dmbpy=4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶)。采用元素分析(EA)、X射线单晶衍射(SXRD)、X射线粉末衍射(PXRD)、红外光谱(IR)以及热重分析(TGA)等多种技术手段,对Cd1进行了全面的表征。结构分析表明,Cd1属三斜晶系P 1空间群,4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶作为螯合配体、Cd中心与2,5-噻吩二羧酸相互作用,构筑了一维环状链状配合物。一维链状结构进一步通过π…π堆积相互作用,构建了立体三维超分子体系。通过Hirshfeld表面分析,研究了分子间的作用力大小及所占比例,结果表明O…H、C…H、H…H占主导作用。荧光光谱数据表明Cd1具有良好的荧光性能,在DMSO悬浊液中有较强的荧光发射,Cd1对Ag^(+)表现出高选择性,产生荧光开启效应,是一种潜在的传感材料。 展开更多
关键词 混合配体策略 Cd配合物 晶体结构 荧光开启 Ag^(+)
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长期低温环境对氯氧镁水泥微观结构及力学性能的影响 被引量:2
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作者 常成功 安凌云 +4 位作者 董金美 郑卫新 文静 阎峰云 肖学英 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第12期4208-4215,共8页
为揭示氯氧镁水泥(MOC)在长期低温环境下的耐久性能,采用SEM、MIP、XRD、TG-DSC、FT-IR以及微机电液伺服压力试验机考察了冷冻时间对MOC试样微观结构、物相组成以及力学性能的影响。结果表明:MOC试样具有良好的长期低温抗冻性能,经过12... 为揭示氯氧镁水泥(MOC)在长期低温环境下的耐久性能,采用SEM、MIP、XRD、TG-DSC、FT-IR以及微机电液伺服压力试验机考察了冷冻时间对MOC试样微观结构、物相组成以及力学性能的影响。结果表明:MOC试样具有良好的长期低温抗冻性能,经过12个月的冷冻处理后,MOC试样的质量仅增加了0.9%;微观形貌由较细的针棒状与凝胶状转变为较粗的针棒状与凝胶块状,微孔孔径为38~48 nm,0.01~0.1μm的微孔体积比例为70%~80%;相组成无明显变化,主要强度相5Mg(OH)_(2)·MgCl_(2)·8H_(2)O(5·1·8相)含量仅减少了3%;力学性能仅略有降低,其中抗压和抗折强度分别降低了3.4和2.6 MPa。 展开更多
关键词 氯氧镁水泥 长期低温环境 微观结构 力学性能 抗冻性能
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镁合金微弧氧化膜在三种饱和盐溶液中的耐蚀性研究 被引量:1
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作者 安凌云 常成功 +3 位作者 康迪菘 王钊 孟雷超 彭建洪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期178-187,共10页
在硅酸盐体系中,在AZ31B镁合金上制备微弧氧化膜。通过TT260数字式涡流测厚仪测量膜层厚度,利用SEM、EDS、XRD和XPS检测膜层微观形貌、成分、物相组成和元素化学结合状态。应用循环伏安曲线、动电位极化曲线和电化学阻抗谱评价膜层在硫... 在硅酸盐体系中,在AZ31B镁合金上制备微弧氧化膜。通过TT260数字式涡流测厚仪测量膜层厚度,利用SEM、EDS、XRD和XPS检测膜层微观形貌、成分、物相组成和元素化学结合状态。应用循环伏安曲线、动电位极化曲线和电化学阻抗谱评价膜层在硫酸钠、氯化钠和碳酸氢钠三种饱和盐溶液中的耐蚀性能。结果表明,镁合金微弧氧化膜在不同饱和盐溶液中耐蚀性和腐蚀行为不同。在硫酸钠腐蚀介质中,SO_(4)^(2-)不与膜层物质反应,且其半径较大,穿透能力较弱,故膜层循环伏安曲线所围成的环面积最小,比氯化钠中的和碳酸氢钠中的分别小了二个和四个数量级,腐蚀电流密度为氯化钠中的41.6%,比碳酸氢钠中的低了四个数量级,且其阻抗模值也较高,呈现最佳的耐蚀性能。在氯化钠溶液中,由于Cl^(-)活性高、半径小、穿透力强,膜层耐蚀性较差,显现较强的点腐蚀特征。在碳酸氢钠介质中,因HCO_(3)^(-)和膜层物质反应,以及膜层的多孔特性,导致膜层耐蚀性最差。随浸泡时间延长,膜层在硫酸钠和氯化钠溶液中,耐蚀性呈现先增加后降低的趋势,而在碳酸氢钠中,先降低后波动。 展开更多
关键词 镁合金 微弧氧化 微观结构 饱和硫酸钠溶液 饱和氯化钠溶液 饱和碳酸氢钠溶液 耐蚀性
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一例铅基配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性能研究
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作者 梁毅农 张恺欣 +1 位作者 徐娅蓉 孙赞 《人工晶体学报》 2025年第8期1463-1469,共7页
本文通过溶剂热法,以3-[2-(5-吡啶-4-基-4H-[1,2,4]三唑-3-基)-苯氧基]苯甲酸(HPTPBA)为配体,硝酸铅为金属源,成功合成了一例新型的配位聚合物[Pb(PTPBA)_(2)(H_(2)O)]_(n)(1)。通过元素分析、X射线单晶衍射、X射线粉末衍射和红外光谱... 本文通过溶剂热法,以3-[2-(5-吡啶-4-基-4H-[1,2,4]三唑-3-基)-苯氧基]苯甲酸(HPTPBA)为配体,硝酸铅为金属源,成功合成了一例新型的配位聚合物[Pb(PTPBA)_(2)(H_(2)O)]_(n)(1)。通过元素分析、X射线单晶衍射、X射线粉末衍射和红外光谱对配合物1进行了结构表征,研究其热稳定性和固态发光行为。X射线单晶衍射结果表明,1属于三斜晶系P1空间群,晶胞参数为a=1.162 15(2) nm、b=1.197 45(2) nm、c=1.504 68(2) nm和α=109.007 0(10)°、β=90.487 0(10)°、γ=115.910 0(10)°,分子式为C_(40)H_(28)N_(8)O_(7)Pb。结构解析结果显示,PTPBA-配体连接铅离子形成一维链结构,一维链可通过N—H…O氢键和π…π堆积相互作用扩展为三维超分子结构。1在322 nm的激发波长下最大发射波长为550 nm,对1进行荧光传感实验,发现1对p-NA(对硝基苯胺)有高选择性。p-NA可以淬灭1的荧光,对淬灭机理进行了探究,发现荧光淬灭现象主要是由竞争性吸收导致。 展开更多
关键词 铅配位聚合物 溶剂热法 超分子结构 荧光性能 对硝基苯胺
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