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Na^+掺杂锂离子电池正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2的制备及电化学性能

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高等学校化学学报 2017年第8期38卷 1458-1464页

作者：郑卓吴振国向伟滑纬博郭孝东四川大学高分子研究所成都610065 四川大学化学工程学院成都610065 成都理工大学材料与化学化工学院成都610059 伍伦贡大学超导与电子材料研究所

采用草酸盐共沉淀法制备了钠掺杂改性的Li_(0.98)Na_(0.02)Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量分散谱(EDS)、感应耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电化学阻... 详细信息

采用草酸盐共沉淀法制备了钠掺杂改性的Li_(0.98)Na_(0.02)Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量分散谱(EDS)、感应耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电测试等手段对材料的颗粒形貌、晶体结构和电化学性能进行了研究.结果表明,掺钠后的材料具有更完善的α-NaFeO_2结构(空间群为R3m)、更低的Li^+/Ni^(2+)阳离子混排和更大的Li层间距,易于Li^+在晶格中的快速脱嵌迁移.电化学性能测试结果证实掺钠样品具有优异的循环稳定性和高倍率性能,在2.7~4.3 V,1C下循环100次后,放电比容量仍为146 mA·h/g(容量保持率为95.4%),在0.1C,0.2C,0.5C,1C,3C,5C,10C和20C时的放电比容量分别为181,168,162,155,143,136,126和113 mA·h/g.

关键词：钠掺杂正极材料锂离子扩散通道电化学性能锂离子电池

O_(3)-NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)正极Na^(+)传输动力学及相变机制

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储能科学与技术 2023年第4期12卷 1011-1017页

作者：周亚男滑纬博周德重西安交通大学陕西西安710049

钠离子电池因其成本低廉、环境友好且与锂离子电池工作原理相似,在大规模储能领域极具应用潜力。作为决定电池能量密度的关键组成部分,O3型钠基层状过渡金属氧化物因高容量、合成简单等优势在众多正极材料中脱颖而出。然而,Na^(+)在O3... 详细信息

钠离子电池因其成本低廉、环境友好且与锂离子电池工作原理相似,在大规模储能领域极具应用潜力。作为决定电池能量密度的关键组成部分,O3型钠基层状过渡金属氧化物因高容量、合成简单等优势在众多正极材料中脱颖而出。然而,Na^(+)在O3结构中八面体位点间的迁移需克服较大的能垒,最终导致复杂反应相变的发生和容量快速衰减。因此,探究O3型正极材料电化学反应过程中Na^(+)脱嵌行为与结构演变的构效关系对开发高性能正极材料至关重要。本工作以O_(3)-NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)(O3-NFM)正极为研究对象,对其电化学性能、Na^(+)传输动力学性质及相变机制展开了系统研究。电化学测试结果表明,O3-NFM在充电至高压(4.3 V)时可脱出0.84 mol Na^(+),发挥约201.9 mAh/g的比容量,但可逆性欠佳。当截止电压为4.0 V时,该正极材料循环性能优异,原位XRD结果进一步证明了电化学反应过程中O3-P3/O3-P3-P3/O3-O3的可逆结构转变。循环伏安(CV)曲线和恒电流间歇滴定技术(GITT)结果表明其具有快速的钠离子扩散速率,从而表现出较好的倍率性能。本研究为探索以O3-NFM为基础的正极材料结构设计及性能调控提供了理论基础。

关键词：钠离子电池过渡金属氧化物 O_(3)-NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2) 原位XRD

碳酸盐共沉淀法可控制备超高倍率锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

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无机化学学报 2017年第2期33卷 307-314页

作者：郑卓滑纬博吴振国向伟钟本和郭孝东四川大学高分子研究所成都610065 四川大学化学工程学院成都610065 成都理工大学材料与化学化工学院成都610065 伍伦贡大学超导与电子材料研究所

采用碳酸盐共沉淀法通过调节NH_3·H_2O用量来实现可控制备超高倍率纳米结构LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料。NH_3·H_2O用量会对颗粒的形貌、粒径、晶体结构以及材料电化学性能产生较大的影响。X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(S... 详细信息

采用碳酸盐共沉淀法通过调节NH_3·H_2O用量来实现可控制备超高倍率纳米结构LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料。NH_3·H_2O用量会对颗粒的形貌、粒径、晶体结构以及材料电化学性能产生较大的影响。X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)结果表明,随着NH_3·H_2O用量的降低,一次颗粒形貌由纳米片状逐渐过渡到纳米球状,且nNH_3·H_2O∶(nNi+nCo+nMn)=1∶2样品晶体层状结构最完善、Li^+/Ni^(2+)阳离子混排程度最低。电化学性能测试结果也证实了nNH_3·H_2O∶(nNi+nCo+nMn)=1∶2样品具有最优异的循环稳定性和超高倍率性能。具体而言,在2.7~4.3 V,1C下循环300次后的放电比容量为119 m Ah·g^(-1),容量保持率为81%,中值电压基本无衰减(保持率为97%)。在100C(18 Ah·g^(-1))的超高倍率下,放电比容量还能达到56 m Ah·g^(-1),具有应用于高功率型锂离子电池的前景。此NH_3·H_2O比例值对于共沉淀法制备其他高倍率、高容量的正/负极氧化物材料具有一定的工艺参考价值。

关键词：锂离子电池正极材料碳酸盐共沉淀法超高倍率性能

高倍率性能锂离子电池Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2正极材料的制备及其电化学性能

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物理化学学报 2015年第5期31卷 905-912页

作者：张继斌滑纬博郑卓刘文元郭孝东钟本和四川大学化学工程学院教育部磷资源综合利用与清洁加工工程研究中心成都610065

采用改进的碳酸盐共沉淀与高温固相法相结合的方法制备出了高倍率性能的锂离子电池正极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安扫描(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学性能测试等手段对材料进行表征.结... 详细信息

采用改进的碳酸盐共沉淀与高温固相法相结合的方法制备出了高倍率性能的锂离子电池正极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安扫描(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学性能测试等手段对材料进行表征.结果表明,该方法制备的材料具有良好的α-Na Fe O2型层状结构(R3m(166)),一次粒径平均大小为157 nm,二次颗粒成球形.同传统碳酸盐制备得到的材料相比,该材料具备良好的倍率性能和循环性能,在2.7-4.3 V电压范围内,0.1C(1.0C=180 m A?g-1)倍率下,首次放电比容量为156.4m Ah?g-1,库仑效率为81.9%.在较高倍率下,即0.5C、5.0C和20C时,其放电比容量分别为136.9、111.3、81.3m Ah?g-1.在1C倍率下100次循环容量保持率为92.9%,高于传统共沉淀法得到的材料(87.0%).

关键词：锂离子电池正极材料 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 倍率性能改进共沉淀法

锆掺杂以提升LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的高温电化学性能

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物理化学学报 2016年第5期32卷 1056-1061页

作者：杨祖光滑纬博张军陈九华何凤荣钟本和郭孝东四川大学化学工程学院教育部磷资源综合利用与清洁加工工程研究中心成都610065 东莞东阳光科研发有限公司广东东莞523871 伍伦贡大学超导与电子材料研究所澳大利亚伍伦贡2522

为解决LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料在高温下循环性能差的问题,本文通过固相法对材料进行锆掺杂改性,研究了不同掺杂量对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2晶体结构和电化学性能的影响。研究表明,当锆掺杂量为1%(x)时,可以降低Li... 详细信息

为解决LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料在高温下循环性能差的问题,本文通过固相法对材料进行锆掺杂改性,研究了不同掺杂量对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2晶体结构和电化学性能的影响。研究表明,当锆掺杂量为1%(x)时,可以降低LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2结构中的Li+/Ni2+离子混排,有助于材料电化学性能的提高,尤其是高温循环性能。在25°C、3.0-4.3 V下,Li(Ni_(0.5)Co_(0.2_Mn_(0.3)_(0.99)Zr_(0.01)O_2在1C循环95次后容量保持率为92.13%,优于未掺杂样品(87.61%)。在55°C下,Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)_(0.99)Zr_(0.01)O_2在1C循环115次后容量保持率仍有82.96%,远高于未掺杂样品(67.63%)。因此,少量锆掺杂对提升LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的高温循环性能有积极作用。

关键词：锂离子电池正极材料 Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2 锆掺杂高温循环性能

碳包覆改性制备高倍率性能的锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

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无机化学学报 2017年第1期33卷 106-114页

作者：郑卓郭孝东吴振国向伟滑纬博钟本和杨秀山四川大学高分子研究所成都610065 四川大学化学工程学院成都610065 成都理工大学材料与化学化工学院成都610059

采用碳酸盐共沉淀-高温固相法制备了一系列表面碳包覆改性(w=1.0%,2.0%,3.0%)的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料,借助X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电测试等表征手段对材料... 详细信息

采用碳酸盐共沉淀-高温固相法制备了一系列表面碳包覆改性(w=1.0%,2.0%,3.0%)的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料,借助X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电测试等表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了较系统的研究。结果表明,碳成功地包覆在了材料颗粒的表面,碳包覆改性后的材料具有良好的α-Na Fe O2结构(空间群:R3m),且随着包碳量的增加,一次颗粒平均尺寸逐渐增大(从177 nm增至209 nm)。表面的无定形碳层可以提高材料的电子导电率,减少电极材料与电解液的副反应,故而碳包覆材料的电化学性能都有了一定程度提升。包覆碳量为2.0%的样品高倍率和长循环性能最好,在2.7~4.3 V,1C下循环100次后,容量保持率为93%;在0.1C、0.2C、0.5C、1C、3C、5C、10C和20C时的放电比容量分别为:155、148、145、138、127、116、104和96 m Ah·g-1。在超高倍率50C(9 A·g-1)时,其放电比容量还能达到62 m Ah·g-1(原始LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料仅为30 m Ah·g-1),倍率性能十分优异。

关键词：碳酸盐共沉淀法碳包覆高倍率性能 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 锂离子电池

氨蒸发诱导法制备纳米结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其作为高功率型锂离子电池正极材料的性能

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物理化学学报 2014年第8期30卷 1481-1486页

作者：滑纬博郑卓李龙燕郭孝东刘恒沈重亨吴振国钟本和黄令四川大学化学工程学院教育部磷资源综合利用与清洁加工工程研究中心成都610065 四川大学材料科学与工程学院成都610064 厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005

采用氨蒸发诱导法成功制备出纳米结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,借助X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、能量分散谱(EDS)和比表面测试等表征手段及恒电流充放电测试研究了其晶体结构、微... 详细信息

采用氨蒸发诱导法成功制备出纳米结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,借助X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、能量分散谱(EDS)和比表面测试等表征手段及恒电流充放电测试研究了其晶体结构、微观形貌和电化学性能.研究表明该方法制备出的材料具有良好的α-NaFeO2层状结构,阳离子混排程度低.纳米片交错堆积而成核桃仁状形貌,片与片之间形成许多纳米孔,而且纳米片的侧面属于{010}活性面,能够提供较多的锂离子的脱嵌通道.在室温下及3.0-4.6 V充放电范围内,该材料在电流密度为0.5C、1C、3C、5C和10C时放电比容量分别为172.90、153.95、147.09、142.16和131.23mAh?g-1.说明其具有优异的电化学性能,非常有潜力用于动力汽车等高功率密度锂离子电池中.

关键词：锂离子电池正极材料 LiNi1 3Co1 3Mn1 3O2 纳米结构氨蒸发诱导法电化学性能

纳米片LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的制备与研究

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化学研究与应用 2014年第3期26卷 441-444页

作者：滑纬博郭孝东郑卓张继斌钟本和四川大学化学工程学院四川成都610065

采用氢氧化物共沉淀-高温煅烧方法成功制备出具有较低阳离子混排的纳米片 LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2（ LNCM）正极材料。这种纳米片有利于锂离子的扩散。所以纳米片 LNCM 正极材料表现出了比商业化LNCM材料更加优异的倍率性能：在3．0～4... 详细信息

采用氢氧化物共沉淀-高温煅烧方法成功制备出具有较低阳离子混排的纳米片 LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2（ LNCM）正极材料。这种纳米片有利于锂离子的扩散。所以纳米片 LNCM 正极材料表现出了比商业化LNCM材料更加优异的倍率性能：在3．0～4．6 V下,10 C首次放电容量可达85．5 mAh·g-1,能量密度可达310．2 Wh·kg-1。

关键词： LiNi13Co13Mn13O2 正极材料纳米片锂离子电池

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Aspen Plus在化工学习中的应用

唐山学院学报 2013年第3期26卷 38-39页

作者：滑纬博李云凯吕燕四川大学化学工程学院成都610065 唐山学院环境与化学工程系河北唐山063000

在化工学习中,应用Aspen Plus对化工生产中的典型工艺———苯加氢合成环己烷系统进行模拟,结果表明,Aspen Plus不仅可以简化复杂的化工过程,而且可以提高学生学习的效率和质量,增强工程意识,有利于理论和实践的结合。

关键词：化工学习化工过程模拟 Aspen Plus