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过渡金属氧化物在锂硫电池中的应用研究进展
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作者 袁诗祥 白阳 +2 位作者 段开姣 郭俊明 向明武 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期47-52,共6页
锂硫电池因具有2600Wh/kg的高理论能量密度而备受关注,但硫正极的低导电性以及多硫化物的穿梭效应制约了锂硫电池的商业化应用。采用碳基材料提高硫正极的导电性被认为是简单有效的方法,但是非极性的碳材料不能有效抑制多硫化物的穿梭... 锂硫电池因具有2600Wh/kg的高理论能量密度而备受关注,但硫正极的低导电性以及多硫化物的穿梭效应制约了锂硫电池的商业化应用。采用碳基材料提高硫正极的导电性被认为是简单有效的方法,但是非极性的碳材料不能有效抑制多硫化物的穿梭效应。近年来,各种过渡金属氧化物已被证实能有效抑制多硫化物的穿梭效应和提高锂硫电池的电化学性能,因为过渡金属氧化物可以通过路易斯酸碱作用对多硫化物形成稳定的化学吸附以及协同转化功能。综述了近10年来过渡金属氧化物在锂硫电池中的应用进展,分析总结了钛系、锰系、钒系及其他过渡金属氧化物的结构与性能之间的关系和影响规律,指出了目前过渡金属氧化物面临的挑战并展望了其未来的研究方向。 展开更多
关键词 锂硫电池 过渡金属氧化物 穿梭效应 协同吸附与转化
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正极材料LiAl_(0.08)Mn_(1.92)O_(4)单晶颗粒形貌演变及电化学性能
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作者 朱琴 马姣 +6 位作者 钱志慧 罗宇旭 郭昱娇 向明武 刘晓芳 宁平 郭俊明 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1549-1562,共14页
联合元素掺杂和形貌调控策略,采用固相燃烧法和不同焙烧温度处理合成LiAl_(0.08)Mn_(1.92)O_(4)正极材料。实验结果表明,Al掺杂和焙烧温度的变化未改变LiMn_(2)O_(4)的相结构,随着温度的升高,结晶性增强,颗粒尺寸增大,其中焙烧温度650... 联合元素掺杂和形貌调控策略,采用固相燃烧法和不同焙烧温度处理合成LiAl_(0.08)Mn_(1.92)O_(4)正极材料。实验结果表明,Al掺杂和焙烧温度的变化未改变LiMn_(2)O_(4)的相结构,随着温度的升高,结晶性增强,颗粒尺寸增大,其中焙烧温度650℃是形成截断八面体单晶颗粒形貌的关键温度,750℃是颗粒突然变大的突变温度。650℃优化焙烧温度下焙烧的LiAl_(0.08)Mn_(1.92)O_(4)形成了较完整的包含(111)、(110)和(100)晶面的截断八面体单晶颗粒形貌,表现出优良的电化学和动力学性能。在1C下其首次放电比容量为112.0 mAh·g^(-1),循环500次后容量保持率为72.9%,在5C和10C倍率下,其首次放电比容量可达到107.1和100.4 mAh·g^(-1),经2000次长循环后,容量保持率为52.2%和53.5%。并且具有最小氧化还原峰电位差(ΔE_(p2),循环前后分别为0.109和0.114 V)、最小电荷转移电阻(R_(ct),循环前后分别106.49和125.49Ω)及较大的锂离子扩散系数(D_(Li^(+))=1.72×10^(-16)cm^(2)·s^(-1)),表现出较好的电化学可逆性和较快的锂离子扩散速率。Al掺杂和单晶截断八面体颗粒形貌既有效抑制了LiMn_(2)O_(4)的Jahn-Teller畸变,又降低了Mn溶解,提高了材料的倍率性能和长循环寿命。 展开更多
关键词 尖晶石LiMn_(2)O_(4) AL掺杂 固相燃烧法 焙烧温度 形貌调控 截断八面体
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纳米级LiNi_(0.05)Mn_(1.95)O_(4)正极材料制备及电化学性能研究
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作者 钱志慧 朱琴 +3 位作者 马姣 郭昱娇 向明武 郭俊明 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期50-56,84,共8页
为有效抑制尖晶石锰酸锂的Jahn-Teller效应,改善其在高倍率充放电循环中容量衰减快的问题,采取熔盐燃烧法和不同焙烧温度成功制得LiNi_(0.05)Mn_(1.95)O_(4)样品。实验结果表明,Ni掺杂和不同的焙烧温度没有改变LiMn_(2)O_(4)的晶体结构... 为有效抑制尖晶石锰酸锂的Jahn-Teller效应,改善其在高倍率充放电循环中容量衰减快的问题,采取熔盐燃烧法和不同焙烧温度成功制得LiNi_(0.05)Mn_(1.95)O_(4)样品。实验结果表明,Ni掺杂和不同的焙烧温度没有改变LiMn_(2)O_(4)的晶体结构,随焙烧温度升高,结晶性增加,颗粒尺寸增大,逐渐由纳米级变为亚微米级。在优化焙烧温度650℃下制备的样品电化学性能最优,5C下初始放电比容量及500次循环后容量保持率分别为100.8 mA·h/g和80.0%,更高倍率(10C)下500次循环容量仅衰减7.5%。动力学性能测试结果表明,其具有较大锂离子扩散系数(3.26×10^(-16)cm^(2)/s)和较小表观活化能(25.67 kJ/mol)。Ni掺杂和不同的焙烧温度抑制了LiMn_(2)O_(4)材料的Jahn-Teller效应,提高了材料的倍率性能和循环寿命。 展开更多
关键词 尖晶石型LiMn_(2)O_(4) Ni掺杂 熔盐燃烧法 JAHN-TELLER效应 焙烧温度
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锂离子电池LiLa_(0.02)Mn_(1.98)O_4正极材料的合成及电化学性能 被引量:3
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作者 李燕 陶扬 +3 位作者 白红丽 白玮 向明武 郭俊明 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2198-2209,共12页
采用液相无焰燃烧法制备单晶多面体LiLa_(0.02)Mn_(1.98)O_4材料,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对材料的结构和形貌进行分析,并通过恒电流充放电、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等测... 采用液相无焰燃烧法制备单晶多面体LiLa_(0.02)Mn_(1.98)O_4材料,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对材料的结构和形貌进行分析,并通过恒电流充放电、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等测试分析材料的电化学性能。结果表明:掺杂La^(3+)没有改变LiMn_(2)O_(4)的尖晶石结构。在25℃、1C和5C倍率条件下,LiLa_(0.02)Mn_(1.98)O_4初始放电比容量分别为112.7和94.5mA·h/g,循环500次后,LiLa_(0.02)Mn_(1.98)O_4的容量保持率为64.42%和81.45%,而LiMn_(2)O_(4)样品的容量保持率分别为53.69%和56.9%;特别是在10C高倍率下,LiMn_(2)O_(4)样品的初始放电比容量仅有44.7mA·h/g,同样条件下,LiLa_(0.02)Mn_(1.98)O_4首次放电比容量达73.5mA·h/g,循环500次后,容量保持率为81.09%。CV和EIS测试发现,掺杂后的材料有较好的循环可逆性,较大的锂离子扩散系数1.04×10^(-16)cm^(2)/s,对循环2000次后的极片进行分析,材料的晶体结构和颗粒形貌基本没有变化,适量的La掺杂能够稳定材料的晶体结构,有效抑制Jahn-Teller,提高材料的循环性能。 展开更多
关键词 尖晶石型LiMn_(2)O_(4) 镧掺杂 去顶角八面体 锂离子电池 正极材料
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B掺杂尖晶石型LiMn2O4正极材料的制备及长循环电化学性能 被引量:9
5
作者 刘清 郭俊明 +4 位作者 刘晓芳 白红丽 向明武 白玮 段开娇 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第2期276-284,共9页
采用固相燃烧法制备了单晶多面体尖晶石型LiMn1.94B0.06O4正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及充放电测试等手段,对其晶体结构和电化学性能等进行了表征。结果表明,B掺杂没有改变尖晶石型LiMn2O4的晶体结构... 采用固相燃烧法制备了单晶多面体尖晶石型LiMn1.94B0.06O4正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及充放电测试等手段,对其晶体结构和电化学性能等进行了表征。结果表明,B掺杂没有改变尖晶石型LiMn2O4的晶体结构,促进了(440)和(400)晶面的优先生长,形成了高暴露的(111)晶面及少部分(110)和(100)晶面的单晶多面体LiMn1.94B0.06O4晶粒,减少了Mn的溶解和提供了更多的锂离子扩散通道,其晶粒尺寸在160~350 nm之间。在10C、25℃的条件下,LiMn1.94B0.06O4电极的首次放电比容量可达到103.0 mAh·g^-1,2000次循环后,表现出较好的容量保持率(57.7%);在15C高倍率下,LiMn1.94B0.06O4仍然保持了67.1 mAh·g^-1的首次放电比容量,1500次循环后,仍能维持46.2%的容量保持率;在1C、55℃的条件下,其初始放电比容量高达125.2 mAh·g^-1,表现出良好的高温性能。B掺杂能够有效提高尖晶石型LiMn2O4的高倍率性能和循环寿命,稳定晶体结构,抑制Jahn‑Teller效应和缓解Mn的溶解。 展开更多
关键词 尖晶石型LIMN2O4 单晶多面体 B掺杂 Jahn‑Teller效应 Mn的溶解 电化学 动力学 正极材料
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熔盐燃烧合成LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(x≤0.07)正极材料及电化学性能 被引量:5
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作者 罗学英 李燕 +5 位作者 郭俊明 向明武 苏长伟 刘晓芳 白红丽 段开娇 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1060-1068,共9页
采用熔盐燃烧法制备Ni和Cr共掺杂尖晶石LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(掺杂Cr的量x≤0.07)正极材料,以改善锂离子电池正极材料的电化学性能。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对其晶体结构、微观形貌和物相... 采用熔盐燃烧法制备Ni和Cr共掺杂尖晶石LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(掺杂Cr的量x≤0.07)正极材料,以改善锂离子电池正极材料的电化学性能。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对其晶体结构、微观形貌和物相组成进行表征,并利用恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对电化学性能进行研究。结果表明,样品均为单相尖晶石LiMn2O4结构,颗粒尺寸在50~100 nm。x=0.05样品具有高的Li^+扩散系数和低的电荷转移电阻,表现出优良的动力学性能和电化学性能。在1 C,x=0.05样品首次放电比容量为114.3 mA×h×g^-1,循环500次后的容量保持率为74.8%,即使在20和30 C的较高倍率,经过1000次长循环后,仍分别保持51.9%和43.1%的容量保持率。适量的Ni-Cr共掺杂提高了LiMn2O4的晶体结构稳定性,改善了电化学性能。 展开更多
关键词 熔盐燃烧法 Ni-Cr共掺杂 LIMN2O4 正极材料 锂离子电池
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固相燃烧法合成LiNi0.10Znx Mn1.90-xO4(x≤0.15)正极材料及其电化学性能研究 被引量:4
7
作者 梁林巧 郭俊明 +4 位作者 杨灵艳 苏长伟 段开娇 向明武 白玮 《云南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期119-126,共8页
用固相燃烧法合成LiNi0.10Znx Mn1.90-xO4(x≤0.15)正极材料.XRD与SEM表明,所有样品都属于LiMn2O4材料典型的尖晶石结构,无杂相生成,且均为分散性好、结晶性高的类球多面体,颗粒尺寸为100~200 nm.其中,LiNi0.10Zn0.02Mn1.88O4样品的粒... 用固相燃烧法合成LiNi0.10Znx Mn1.90-xO4(x≤0.15)正极材料.XRD与SEM表明,所有样品都属于LiMn2O4材料典型的尖晶石结构,无杂相生成,且均为分散性好、结晶性高的类球多面体,颗粒尺寸为100~200 nm.其中,LiNi0.10Zn0.02Mn1.88O4样品的粒径相对较小,为130 nm.电性能结果表明,LiNi0.10Zn0.02Mn1.88O4样品具有优异的循环稳定性和倍率性能,在1 C循环1000次后可维持76.3%的容量保持率,在较高倍率5 C、10 C和20 C,分别释放出98.0,91.7 mA·h·g^-1和88.8 mA·h·g^-1的比容量,表现出最优的电化学性能. 展开更多
关键词 固相燃烧法 尖晶石LIMN2O4 Ni-Zn共掺杂 正极材料 电化学性能
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Ni-Cu双掺LiMn2O4正极材料的制备及电化学性能研究 被引量:6
8
作者 朱金玉 刘清 +3 位作者 向明武 郭俊明 白红丽 刘晓芳 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期104-108,共5页
通过简易的无焰燃烧法合成了LiMn2O4、LiNi0.08Mn1.92O4和LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O43种正极材料。利用XRD、SEM、恒电流充放电测试等手段对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,所制备的3种正极材料均为立方尖晶石结构;... 通过简易的无焰燃烧法合成了LiMn2O4、LiNi0.08Mn1.92O4和LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O43种正极材料。利用XRD、SEM、恒电流充放电测试等手段对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,所制备的3种正极材料均为立方尖晶石结构;Ni-Cu共掺杂提高了LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O4材料的晶体结构稳定性,表现出比LiNi0.08Mn1.92O4和LiMn2O4材料较好的倍率性能和循环寿命。在室温和1 C倍率下,LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O4样品的首次比容量为104.7 m A·h/g,循环200次后的容量保持率为81.38%;在较高的倍率5 C循环1000次后,容量保持率为68.23%;即使在高温55℃和1 C倍率下,仍可获得较高的首次放电比容量,为110.8 m A·h/g,200次循环后的容量保持率为56.23%。CV和EIS测试结果表明,LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O4具有较好的循环可逆性和较小的电荷转移阻抗。 展开更多
关键词 Ni-Cu双掺杂 LIMN2O4 无焰燃烧法 正极材料 锂离子电池
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碳包覆改性尖晶石型LiMn2O4正极材料研究进展 被引量:5
9
作者 刘清 段玉珍 +3 位作者 刘晓芳 向明武 郭俊明 段开娇 《云南民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2019年第5期439-443,共5页
尖晶石型LiMn2O4正极材料因其高电压、低成本、高安全性等优点被广泛研究和应用,但其充放电过程中Li^+的嵌/脱会伴随着锰的溶解、电解液的腐蚀和Jahn-Teller效应等问题,使得电化学性能变差.表面包覆和离子掺杂是有效改善LiMn2O4容量衰... 尖晶石型LiMn2O4正极材料因其高电压、低成本、高安全性等优点被广泛研究和应用,但其充放电过程中Li^+的嵌/脱会伴随着锰的溶解、电解液的腐蚀和Jahn-Teller效应等问题,使得电化学性能变差.表面包覆和离子掺杂是有效改善LiMn2O4容量衰减和提高其循环稳定性的主要方法.其中,表面包覆材料通常有各类碳材料、氧化物、氟化物、金属单质和磷酸盐等.综述了不同碳源和方法对LiMn2O4进行碳包覆后的性能影响,展望了碳包覆对LiMn 2O 4正极材料未来的研究方向与发展前景. 展开更多
关键词 尖晶石型LIMN2O4 碳包覆 锂离子电池 正极材料 研究进展
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不同铝源制备LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料及电化学性能影响 被引量:2
10
作者 陶伟 吴金花 +2 位作者 王燕 向明武 刘恒 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1048-1052,共5页
采用共沉淀-高温固相法在氧气气氛下合成球形Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2正极材料。通过XRD、SEM、恒电流充放电测试和交流阻抗测试等手段分析了氧化铝、氢氧化铝和异丙醇铝三种铝源对合成材料的结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明,... 采用共沉淀-高温固相法在氧气气氛下合成球形Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2正极材料。通过XRD、SEM、恒电流充放电测试和交流阻抗测试等手段分析了氧化铝、氢氧化铝和异丙醇铝三种铝源对合成材料的结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明,以三种不同铝源所合成的正极材料均具有良好的层状结构。用异丙醇铝合成的正极材料具有最小的一次颗粒,球型度较好,具有优异的电化学性能,在0.2 C下首次放电比容量为189.22 m Ah/g,50次循环后容量保持率为84.2%。然后,通过EIS测试分析了不同铝源对合成材料性能影响的原因。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 共沉淀-高温固相法 铝源
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固相燃烧法快速合成尖晶石型LiMn_(2)O_(4)正极材料及电化学性能 被引量:2
11
作者 陶扬 刘晓芳 +2 位作者 郭俊明 向明武 白红丽 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期170-175,共6页
采用固相燃烧法在400℃、500℃、600℃和650℃一次燃烧反应1h,再在650℃焙烧6h,快速制备了LiMn_(2)O_(4)正极材料。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱等手段对样品进行表征。结果表明:随着燃烧反应温度的升高,材料的... 采用固相燃烧法在400℃、500℃、600℃和650℃一次燃烧反应1h,再在650℃焙烧6h,快速制备了LiMn_(2)O_(4)正极材料。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱等手段对样品进行表征。结果表明:随着燃烧反应温度的升高,材料的结晶性和颗粒逐渐增大,均属于亚微米尺寸,600℃是LiMn_(2)O_(4)材料颗粒快速生长的关键温度。电化学测试表明,放电比容量和倍率性能随着燃烧温度的升高呈逐渐降低的趋势,其中燃烧温度为400℃合成的LiMn_(2)O_(4)样品(LMO-400)具有最优的倍率性能和循环寿命。在1C和5C,首次放电比容量分别为111mAh/g和90.5mAh/g,循环1000次后容量保持率分为62.1%和67.5%。EIS和CV测试结果表明,LMO-400具有较小的电荷转移电阻150Ω、较小的表观活化能22.22kJ/mol以及较大的锂离子扩散系数1.35×10^(-15)cm^(2)/s。不同的燃烧反应温度对尖晶石型LiMn_(2)O_(4)颗粒尺寸、结晶性等有显著的影响,导致其电化学性能有显著差异,亚微米尺寸的颗粒具有较好的电化学性能。 展开更多
关键词 燃烧反应温度 固相燃烧法 LiMn_(2)O_(4) 正极材料 颗粒尺寸 电化学性能
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锂硫电池自支撑正极材料的研究进展 被引量:1
12
作者 李豫云 李虹 +3 位作者 向明武 郭俊明 白红丽 刘晓芳 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期5033-5041,共9页
锂硫电池具有1675 mAh·g^(-1)的理论比容量,丰富的硫资源,低成本和环境友好等优点,将是下一代最具潜力的高能量密度储能电池之一。然而单质硫的绝缘性、多硫化物的穿梭效应以及活性硫的低含量和低面载量等问题,是导致锂硫电池的实... 锂硫电池具有1675 mAh·g^(-1)的理论比容量,丰富的硫资源,低成本和环境友好等优点,将是下一代最具潜力的高能量密度储能电池之一。然而单质硫的绝缘性、多硫化物的穿梭效应以及活性硫的低含量和低面载量等问题,是导致锂硫电池的实际能量密度低、容量衰减快的主要原因。锂硫电池正极材料的设计与构筑至关重要,自支撑的硫正极材料不需要传统的铝箔集流体,能有效改善活性硫的“两低”问题和提高锂硫电池的电化学性能。综述了自支撑硫正极材料的基体类型及其制备方法对锂硫电池电化学性能的影响,分析了目前自支撑硫正极材料存在的缺陷与问题,并对其未来的发展进行展望。这对开发新型硫正极材料来改善锂硫电池的电性能有着重要意义。 展开更多
关键词 锂硫电池 自支撑 正极材料 穿梭效应 研究进展
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碳族元素改性尖晶石型锰酸锂正极材料的研究进展 被引量:1
13
作者 刘清 陶扬 +3 位作者 向明武 郭俊明 刘晓芳 白红丽 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期28-32,38,共6页
碳族元素包括C、Si、Ge、Sn和Pb这5种元素,位于周期表第四主族,其中C和Si是非金属元素且分别为良好的导体和半导体材料,Ge、Sn、Pb是金属元素,最高氧化数为+4,在周期表中从上往下,表现出惰性电子对效应,低氧化态趋于稳定,其单质、离子... 碳族元素包括C、Si、Ge、Sn和Pb这5种元素,位于周期表第四主族,其中C和Si是非金属元素且分别为良好的导体和半导体材料,Ge、Sn、Pb是金属元素,最高氧化数为+4,在周期表中从上往下,表现出惰性电子对效应,低氧化态趋于稳定,其单质、离子或氧化物等可对尖晶石型锰酸锂(LiMn_(2)O_(4))进行掺杂或表面包覆改性。Si和Ge元素主要取代LiMn_(2)O_(4)材料中的部分Mn^(4+)离子,据其不同氧化数,Sn既可以取代Mn^(3+)离子,也可以取代Mn^(4+)离子,Pb元素则取代Mn^(3+)离子。综述了历年来碳族元素掺杂和包覆改性尖晶石型LiMn_(2)O_(4)正极材料的研究进展,展望了碳族元素改性尖晶石型LiMn_(2)O_(4)的发展前景。 展开更多
关键词 锰酸锂 正极材料 锂离子电池 碳族元素 掺杂 包覆
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燃烧温度对尖晶石型LiCr0.05Mn1.95O4正极材料电化学性能的影响 被引量:1
14
作者 罗学英 张国欣 +3 位作者 向明武 郭俊明 刘晓芳 段开娇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期147-151,157,共6页
以醋酸锂、醋酸锰和醋酸铬为原料,采用熔盐燃烧法在300℃、400℃、500℃、600℃一次燃烧反应1h和650℃二次焙烧6h制备LiCr0.05Mn1.95O4正极材料。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的物相组成、结晶性和形貌进行表征,并用恒电流充... 以醋酸锂、醋酸锰和醋酸铬为原料,采用熔盐燃烧法在300℃、400℃、500℃、600℃一次燃烧反应1h和650℃二次焙烧6h制备LiCr0.05Mn1.95O4正极材料。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的物相组成、结晶性和形貌进行表征,并用恒电流充放电测试、循环伏安和电化学交流阻抗进行电化学性能测试表征。结果表明:所有样品均具有LiMn2O4的尖晶石结构,没有任何杂质相,颗粒尺寸分布为110~250nm。燃烧温度为500℃合成的LiCr0.05Mn1.95O4正极材料具有较好的电化学性能,在1C、5C和10C倍率,循环100次后,其容量保持率分别为90.29%、91.58%、90.26%。 展开更多
关键词 燃烧反应温度 熔盐燃烧法 锰酸锂 铬掺杂 正极材料
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生物质多孔碳应用于锂硫电池的研究进展 被引量:1
15
作者 李虹 李豫云 +3 位作者 向明武 苏长伟 郭俊明 白玮 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期6-11,20,共7页
锂硫电池具有理论能量密度高(2600Wh/kg)、成本低、环境友好等优点,有望成为下一代最具潜力的高容量储能电池。然而单质硫和放电终产物LiS/LiS的导电性差、多硫化锂的“穿梭效应”仍是造成锂硫电池容量衰减的主要原因。研究表明,碳基材... 锂硫电池具有理论能量密度高(2600Wh/kg)、成本低、环境友好等优点,有望成为下一代最具潜力的高容量储能电池。然而单质硫和放电终产物LiS/LiS的导电性差、多硫化锂的“穿梭效应”仍是造成锂硫电池容量衰减的主要原因。研究表明,碳基材料用作活性硫的载体是提高锂硫电池电化学性能的有效途径。近年来,生物质碳材料因具有独特的化学组成、来源广、低成本和易制备的优点,已被广泛应用于构筑锂硫电池正极材料。综述了不同的制备方法对各种生物质碳材料的孔结构及其碳硫复合正极材料电化学性能的影响。分析了各制备方法与生物质多孔碳硫复合物存在的缺陷,并对其未来的发展方向做出了展望。 展开更多
关键词 锂硫电池 生物质 多孔碳 正极材料
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Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4正极材料研究进展 被引量:1
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作者 刘红雷 于月 +3 位作者 白玮 郭俊明 向明武 段开娇 《云南化工》 CAS 2018年第12期6-10,共5页
尖晶石型LiMn_2O_4具有资源广、电压高、成本低、无污染、安全等优点,是具有良好发展前景的锂离子电池正极材料之一。由于在使用过程中Jahn-Teller效应、锰的溶解等引起其结构塌陷,制约了材料的应用,掺杂可以有效稳定LiMn_2O_4材料的结... 尖晶石型LiMn_2O_4具有资源广、电压高、成本低、无污染、安全等优点,是具有良好发展前景的锂离子电池正极材料之一。由于在使用过程中Jahn-Teller效应、锰的溶解等引起其结构塌陷,制约了材料的应用,掺杂可以有效稳定LiMn_2O_4材料的结构、抑制容量衰减等,提高循环稳定性能。综述了Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4正极材料的研究进展,展望了Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4材料的发展前景。 展开更多
关键词 锂离子电池 尖晶石型LIMN2O4 CO掺杂 正极材料
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固相燃烧法制备LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_(4)正极材料及电化学性能 被引量:1
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作者 陈奕妃 杨梅 +2 位作者 向明武 白玮 郭俊明 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第6期573-581,共9页
采用固相燃烧法制备出包含{111},{110}和{100}晶面且呈单晶截角八面体形貌的LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_(4)(LMMO)正极材料.结果表明,联合Mg掺杂和截角八面体单晶形貌调控所制备的尖晶石型LiMn_(2)O_(4)材料,既能有效抑制Jahn-Teller效应,... 采用固相燃烧法制备出包含{111},{110}和{100}晶面且呈单晶截角八面体形貌的LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_(4)(LMMO)正极材料.结果表明,联合Mg掺杂和截角八面体单晶形貌调控所制备的尖晶石型LiMn_(2)O_(4)材料,既能有效抑制Jahn-Teller效应,又能减缓Mn溶解及增加部分Li+迁移通道,这对其晶体结构起稳定作用.与纯LiMn_(2)O_(4)(LMO)样品相比,Mg掺杂促进了尖晶石型LiMn_(2)O_(4)材料的结晶性和单晶截角八面体颗粒的形成.在1 C倍率下,LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_(4)材料的初始放电比容量为116.8 mAh/g, 200次循环后保持率为78.3%;在5 C和10 C高倍率下,LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_(4)样品经1 000次循环后,其容量保持率分别为64.2%和56.3%,而未掺杂Mg的LiMn_(2)O_(4)样品的容量保持率分别为52.7%和38.7%.单晶截角八面体形貌的LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_(4)材料有较大的Li+扩散系数和较低的表观活化能,这证明其有较好的倍率性能和长循环寿命. 展开更多
关键词 LiMn_(2)O_(4) 固相燃烧法 Mg掺杂 截角八面体 正极材料
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百香果皮基原位氮掺杂多孔碳/硫复合正极的制备及储锂性能 被引量:2
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作者 雷冬媛 李豫云 +4 位作者 赵子瑞 段建祥 李虹 向明武 郭俊明 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期873-883,共11页
以生物质百香果皮为碳源,KHCO3为活化剂,采用同步活化碳化方法制备原位氮掺杂的分级多孔碳材料,将其与单质硫复合制得多孔碳/硫正极材料。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征... 以生物质百香果皮为碳源,KHCO3为活化剂,采用同步活化碳化方法制备原位氮掺杂的分级多孔碳材料,将其与单质硫复合制得多孔碳/硫正极材料。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征技术对制备材料的物相组成、微观形貌、比表面积及孔结构进行研究分析。同时,利用紫外可见吸收光谱研究了多孔碳对多硫化物的吸附作用,用恒电流充放电测试了不同硫含量(60%~80%)的多孔碳/硫复合正极材料的电化学性能。结果表明,制得的多孔碳材料为无定型,具有1093 m^(2)·g^(-1)的高比表面积和0.63 cm^(3)·g^(-1)的孔容;丰富的多孔结构和原位氮掺杂对多硫化物的物理化学协同吸附作用,有效降低了锂硫电池的“穿梭效应”,提高了电池的放电比容量和循环性能。硫含量为60%的多孔碳/硫复合材料,在0.05C和0.2C倍率下可释放1057.7和763.4 mAh·g^(-1)的高初始放电比容量,在1C的高倍率下循环300次后的保持率为75%。 展开更多
关键词 锂硫电池 生物质 百香果皮 碳/硫复合材料 分级多孔结构
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纳米Li_(1.05)Ni_(0.05)Mn_(1.90)O_(4)正极材料的合成及电化学性能
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作者 李虹 李豫云 +5 位作者 刘红雷 向明武 苏长伟 刘晓芳 郭俊明 李力 《云南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期116-125,共10页
采用液相无焰燃烧法在500℃反应1 h,然后在600℃二次焙烧3、6、9 h和12 h制备了尖晶石型Li_(1.05)Ni_(0.05)Mn_(1.90)O_(4)正极材料.结果表明,不同二次焙烧时间制备的Li-Ni复合共掺材料没有改变LiMn_(2)O_(4)的尖晶石结构,随着焙烧时间... 采用液相无焰燃烧法在500℃反应1 h,然后在600℃二次焙烧3、6、9 h和12 h制备了尖晶石型Li_(1.05)Ni_(0.05)Mn_(1.90)O_(4)正极材料.结果表明,不同二次焙烧时间制备的Li-Ni复合共掺材料没有改变LiMn_(2)O_(4)的尖晶石结构,随着焙烧时间的增加,颗粒尺寸增大,结晶性提高.二次焙烧时间为9 h的Li_(1.05)Ni_(0.05)Mn_(1.90)O_(4)样品的颗粒尺寸约为70~100 nm,具有优异的电化学性能,在1 C(1 C=148 mA·h·g^(-1))倍率,初始放电比容量为94.8 mA·h·g^(-1),400次循环后展现出72.15%的容量保持率;在5 C下初始放电比容量可达到89.7 mA·h·g^(-1),800次循环后,仍能维持70.79%的容量保持率.并且具有较小的电荷转移电阻和较低的表观活化能.Li-Ni复合掺杂能够有效抑制Jahn-Teller效应和缓解Mn的溶解,稳定晶体结构,提高循环稳定性和倍率性能. 展开更多
关键词 尖晶石型LiMn_(2)O_(4) Li-Ni共掺 无焰燃烧法 焙烧时间 JAHN-TELLER效应 Mn的溶解 纳米 正极材料
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甲啶铂在玻碳电极上的电化学行为及其与DNA相互作用研究
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作者 叶丽清 闫莉莉 +2 位作者 向明武 高云涛 贝玉祥 《贵金属》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期63-69,共7页
采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV),研究了甲啶铂在多壁碳纳米管-离子液体修饰玻碳电极(MWNTs-[ODMIM]PF6/GCE)上的电化学行为,建立了甲啶铂的测定方法;以紫外-可见光谱法和电化学方法相结合,研究了甲啶铂与DNA的嵌插结合... 采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV),研究了甲啶铂在多壁碳纳米管-离子液体修饰玻碳电极(MWNTs-[ODMIM]PF6/GCE)上的电化学行为,建立了甲啶铂的测定方法;以紫外-可见光谱法和电化学方法相结合,研究了甲啶铂与DNA的嵌插结合作用。结果表明:甲啶铂在MWNTs-[ODMIM]PF6/GCE上有一对氧化还原峰,氧化峰电位Epa与还原峰电位Epc分别为-0.07 V、-0.36 V,峰电位之差为ΔE=0.29 V,Ipa/Ipc=1.11。在优化条件下,甲啶铂的氧化峰电流与其浓度在2.66-532μmol/L范围内成良好的线性关系(r=0.9994),检出限为1.33μmol/L。方法操作简便,准确可靠、灵敏度高,可用于甲啶铂含量的直接测定。 展开更多
关键词 分析化学 甲啶铂 多壁碳纳米管 离子液体 玻碳电极 电化学行为 伏安法
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