导读:本文包含了钴锰氧化物论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:锂离子电池,正极材料,LiNi_0._5Co_0._2Mn_0._3O_2,共沉淀法
钴锰氧化物论文文献综述
王立祥,付长,吕学良[1]（2019）在《锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧化物的制备方法》一文中研究指出随着电子产品的日益增多,具有优越性能的锂电池自然得到了广泛的关注。锂离子电池的正极材料相比负极材料,容量相对偏低,它是制约锂离子电池发展的重要影响因素之一。叁元氧化物正极材料LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O_2被认为是一种具有开发价值的正极材料,它与锂镍钴材料相比,具有容量较高、热稳定性好、制造成本低的特点。(本文来源于《科学技术创新》期刊2019年20期）
张静[2]（2019）在《钴、锰氧化物薄膜异质结层间耦合及磁各向异性的研究》一文中研究指出过渡金属氧化物因内部自旋、电荷、晶格和轨道等多重自由度间强烈的关联耦合作用,展示出如高温超导特性、庞磁电阻效应、铁电性、多铁性以及d电子基二维电子液体等一系列新奇的物理现象,是目前新型多功能材料领域的研究热点。将不同过渡金属氧化物组合成异质结构,会打破原有体材料内部各相互作用间的平衡关系,进而在异质结界面处形成新的氧多面体框架,诱导产生不可预见的物理效应和独特功能。如何选择合适的体系构筑功能性异质界面并设计调控其性能,是目前氧化物薄膜异质结领域的核心问题,同时也是本论文的研究重点。我们利用脉冲激光沉积技术制备了高质量的锰氧化物和钴氧化物异质外延薄膜,实现了特殊的反铁磁层间耦合效应;进一步研究发现,基于钙钛矿/钙铁石晶格对称性失配的异质界面,成功获得了极大的反常垂直磁各向异性,为氧化物异质界面自旋结构设计和调控开阔了新思路。论文具体的研究内容及取得的创新性研究成果如下:1.系统研究了张应变下[LaMnO_3(t_1)/LaCoO_3(t_2)]_5超晶格的界面耦合效应,证明在绝缘铁磁性薄膜界面存在受厚度调制的反铁磁层间耦合作用。我们在(LaAlO_3)_(0.3)(Sr_2AlTaO_6)_(0.7)(LSAT)和SrTiO_3(STO)衬底上制备了不同厚度的[LaMnO_3(t_1)/LaCoO_3(t_2)]_5超晶格。X射线衍射结果表明超晶格薄膜具有良好的外延性,面内晶格常数与衬底保持一致。电镜结果表明超晶格中的LaCoO_3(LCO)层内部出现2a(a为晶胞参数)周期调制的横向暗条纹。磁性测量发现:当LaMnO_3(LMO)层足够薄(t_1<11uc)或LCO层足够厚(t_2>11uc)时,超晶格磁矩在75K附近迅速减弱,出现类似于反铁磁层间耦合的转变。随着测量磁场增加,面内反向排列的磁矩最终被转动到磁场方向,表现为铁磁增强。同时,低温下使用+1T磁场冷却后,超晶格磁化曲线上出现+0.04T的偏移量。反转磁场和交换偏置的存在均证实LCO与LMO界面处磁矩反平行排列,即形成了反铁磁耦合。第一性原理计算结果也表明LMO/LCO超晶格界面处的Mn~(3+)与Co~(3+)磁矩反平行排列,且Co~(3+)磁矩的大小、方向均随CoO_2层与界面层距离发生振荡。该工作展示出利用层间设计实现自旋结构调控的更多可能性。2.系统研究了La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/LaCoO_(2.5)钙钛矿/钙铁石晶格对称性失配界面导致的LSMO层的反常垂直磁各向异性。通过优化薄膜生长条件,我们在STO(001)衬底上制备了原子尺度平整的LSMO/LCO多层膜。电镜结果显示LCO层出现4a周期调制的横向暗条纹,即LCO层具有钙铁石结构,界面处MnO_6八面体与CoO_4四面体直接相连。磁性测量结果表明,LSMO/LCO多层膜样品具有强垂直磁各向异性,LSMO层最大磁各向异性能高达~1.3J/cm~3,比其他常规方法获得的各向异性能高出一至两个数量级。结合第一性原理计算结果,我们发现钙钛矿/钙铁石界面处的对称性失配,致使界面处LSMO层的MnO_6八面体伸长,导致Mn的3d电子优先占据轨道,从而表现出很强的垂直磁各向异性。通过对比不同氧压下制备的LCO/LSMO/LCO多层膜的磁性,我们发现随着制备氧压的升高,LCO层逐渐满氧,钙钛矿/钙铁石型界面被钙钛矿/钙钛矿型界面取代,相应的垂直磁各向异性消失。本工作是首次利用晶格对称性失配实现对氧化物薄膜异质结中自旋取向的调控,并提出了对称性失配氧化物异质结界面设计的新概念。3.探究了LaAlO_3(110)衬底上制备的LaCoO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3双层膜体系的面内磁各向异性。相较于(001)取向的外延薄膜,(110)取向薄膜面内的两晶体取向[001]和[1-10]不再等价,更容易导致面内各向异性。将LSMO层固定为8nm,逐渐改变LCO层厚度(0~8nm),得到不同厚度的LCO(t)/LSMO(8nm)双层膜。磁性测量结果表明,在LaAlO_3(110)衬底上外延生长的LSMO单层膜,[1-10]方向为易磁化方向。当LCO覆盖层厚度超过1nm时,LSMO层开始出现自旋重取向:易磁化轴在225 K以下从[1-10]方向转变为[001]方向。随着LCO层厚度增加,这种转变效应逐渐增强。研究结果表明,LCO/LSMO双层膜体系的磁各向异性不仅受晶格应变的调控,还可能与异质结界面处的结构畸变有关。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
孙东亚[3]（2019）在《钴锰氧化物/生物衍生碳复合电极的制备及其在超级电容器中的应用》一文中研究指出能源危机与环境污染问题限制着经济的可持续发展,研究开发各种高性能的储能器件及其相关材料以应对电动汽车与便携式电子设备的电源动力和续航问题,成为能源存储与转换领域的关键问题。其中,电化学电容器由于大的电容量以及优异的瞬时充放电性能成为极具潜力的解决方案。过渡金属氧化物(TMO)是电化学电容器中理论比电容较高的电极材料之一,但在实际使用过程中活性材料的自聚和导电性差成为限制其广泛使用的瓶颈。本文以生物衍生碳材料为碳源/载体,以TMO低维纳米材料为活性组分,构筑具有不同形貌的多级孔结构复合材料,以获得高活性的电极材料。主要的研究内容和结果如下:(1)以棉花衍生碳纤维为生物载体和碳源,将Co_3O_4负载于纤维碳基体上,在水和乙醇溶液反应体系中,分别制得了Co_3O_4八面体单晶和二维纳米片包覆多孔碳纤维的核壳管状复合材料。通过XRD、BET、SEM和HR-TEM等方法对所得材料进行结构表征,并探讨了制备条件对不同氧化钴晶粒形成规律及其对电化学性能的影响。(2)在第2章的基础上,选择负载于棉花衍生多孔碳纤维上电化学性能较好的二维纳米片,活性物质由氧化钴扩展到氧化锰,进一步探索了所制得Mn_3O_4@C复合材料在不对称电容器中的性能。(3)通过预碳化得到了具有多孔空心管结构苎麻衍生碳,再通过溶剂热-碳化方法制得了一种高比电容的Co_3O_4@C@Co_3O_4管状复合材料(CNM)。CNM-1复合材料在1 A?g~(?1)下具有较高的比容量(1280.6 F?g~(?1)),15000个循环后仍保持96.89%的容量。且循环充放电测试后,材料结构仍能保持,表明材料具有良好的稳定性。(4)通过KOH高温活化碳化法对自然生物废弃物—谷壳进行预处理,得到了具有多级孔的衍生碳材料。通过后续的水热反应将活性组分花状氧化钴纳米晶负载于多孔衍生碳材料之上,得到多孔碳负载氧化钴的复合材料。叁电极下KC-2的比电容量最大为671 F?g~(?1)(0.5 A?g~(?1)),5000次循环后剩余初值的94.01%。组装成不对称电极的性能均高于第3章MCF||AC不对称电容器和纯四氧化叁钴粉末组成的Co_3O_4|AC电容器性能,表明该材料在储能设备上的潜在应用价值。(5)引入芦荟汁作为碳基质,采用生态友好、经济的合成方法,制得了一种新型具有多级孔结构的网状Co_3O_4/C复合材料。所得材料具有较高的比电容。将其组装成柔性不对称超级电容器时在功率密度为549 W?kg~(?1)时提供68.17Wh?kg~(?1)的高能量密度。在10000次循环后,该器件仍有87.92%的电容保持率,具有良好的循环稳定性。芦荟汁的利用将是对天然果汁作为碳源使用的良好开端,对水果、糖等植物果汁和溶液具有普遍适用性,在柔性可控电极材料上具有巨大潜力。(本文来源于《华侨大学》期刊2019-03-01）
马帅飞[4]（2018）在《钴、锰氧化物/碳纳米管复合材料的构建及应用研究》一文中研究指出氢能是一种清洁能源,水的裂解是一种大量生产高纯度氢气的重要方法。而电解水需要贵金属催化剂降低较高的过电位产生的额外能耗,但是由于贵金属催化剂的储量低成本高,限制了其应用,因此研发高效、廉价、稳定性好的非贵金属催化剂意义重大。本论文分别构建并制备了钴、锰氧化物/碳纳米管复合材料,探索了其在析氧催化剂与超级电容器中的应用,探讨了各种因素对其性能的影响及机理。本论文首先采用冷凝回流法制备了氧化钴/碳纳米管复合材料,进行了氧化钴/碳纳米管复合材料作为电解水析氧催化剂的研究,提出了不同前驱体对氧化钴/碳纳米管复合材料析氧催化反应的影响机理。研究表明,以CoO/MWCNTs、Co_9S_8/MWCNTs、CoSe/MWCNTs作为前驱体制备了氧化钴/碳纳米管复合材料,且其具有良好的析氧催化活性和稳定性,析氧催化反应中的活性物质均为氧化钴。利用碳纳米管负载羟基乙酸钴作为前驱体,分别制备了不同钴含量的碳纳米管负载ZIF-67复合材料,将其煅烧后进行析氧催化实验,探讨了相关机理。研究表明,通过对比不同钴含量的ZIF-67/碳纳米管复合材料的析氧催化性能,发现通过增加钴的含量增加,提高了活性位点数量,提高ZIF-67/碳纳米管复合材料的析氧催化活性。以上研究结果为设计析氧催化剂及提高催化性能提供了有价值的指导。构建并制备了不同氧化度的氧化锰/碳纳米管复合材料,研究了不同氧化度的氧化锰/碳纳米管复合材料分别作为超级电容器的电化学性能。研究结果表明,MnO、Mn_3O_4、MnO_2/碳纳米管的比电容量逐渐提高,具有良好的应用前景。(本文来源于《中国地质大学(北京)》期刊2018-05-01）
王龙[5]（2017）在《电解液组分对层状锂镍钴锰氧化物高电压性能的影响研究》一文中研究指出随着电动车及混合电动车的发展,高比能量锂离子电池成为近年来研究的热点。锂离子电池的比能量与正极材料的工作电压密切相关,因此,高工作电压(＞4.5V vs.Li/Li~+)的正极材料的开发备受关注。但是锂离子电池常用的碳酸酯类电解液体系在高电压下容易发生氧化分解,从而造成电池容量的严重衰减,甚至导致电池热失控,严重限制了高电压型锂离子电池的实际应用。因此,开发与高电压材料匹配的电解液体系是提高电池比能量的必要途径,同时也是提高电池安全性的重要途径之一。本论文针对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极和Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2正极高电压特性,系统研究了溶剂(氟代碳酸乙烯酯,FEC)及添加剂(磷基、硼基、腈基添加剂)在高电压下对正极材料的电化学性能影响,并结合电化学阻抗谱(EIS)、X射线光电子能谱(XPS)等多种表征手段,分析了它们的作用机理,为新型高电压电解液体系的开发提供了可以借鉴的依据。研究了FEC作为溶剂替代常规溶剂碳酸乙烯酯(EC)对电解液耐高电压性能的影响,系统研究了不同浓度FEC对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料循环性能及倍率性能的影响。充放电结果表明在0.2 C(1C=160 mA g~(-1))下3.0~4.6 V(vs.Li/Li~+)的范围内,100次循环后LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电极在1 M LiPF_6 FEC/碳酸二甲酯(DMC)(1/4,vol.%)电解液中的容量保持率为82.7%,而在1 M LiPF_6 EC/DMC(1/1,vol.%)电解液中仅为41.3%。为了分析溶剂对正极性能影响的原因,设计一种新的红外电解池;利用原位透射红外方法实时检测了1 mol·L~(-1)LiPF_6 EC/DMC(1/1)和FEC/EMC(1/4)电解液体系在首次充电过程中不同荷电态下的气体产生行为,证实FEC替代EC作为共溶剂提高了电解液的分解电压。采用EIS解析了FEC对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2表面膜电阻的影响,并通过XPS分析表面膜组分的变化,分析FEC影响LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料高电压性能的作用机制,发现FEC作为共溶剂参与了正极上表面膜的形成,有效抑制了电解液的分解,阻止了LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电极高电压下严重的结构破坏。考察了叁(2,2,2-叁氟乙基)亚磷酸酯(TTFEP)作为电解液添加剂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极在高电压下(4.6 V)的电化学性能影响。通过密度泛函理论计算了添加剂和电解液中不同溶剂的前线轨道,并结合线性扫描曲线(LSV)结果,发现添加剂TTFEP在高电压下将优先于溶剂发生氧化分解。电化学表征分析结果表明,0.5 C下100次循环后,LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电极在含有1%TTFEP的电解液中的容量保持率达到85.4%,而在基础电解液中(1M LiPF_6 EC/DMC电解液,ED)仅保持74.2%。同时,研究了TTFEP对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极自放电性能的影响以及与负极石墨的兼容性。并利用EIS、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和XPS多种表征手段,发现TTFEP在正极表面优先氧化分解形成保护性的界面膜,抑制了电解液分解并减轻了正极结构破坏,改善了LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极在高电压下的电化学性能。分析了含硼添加剂叁(2,2,2-叁氟乙基)硼酸盐(TTFEB)对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极高电压下电化学性能的影响及作用机制。研究表明,电解液中含0.5%的TTFEB时LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极在高电压下的循环性能和倍率容量得到了显着提高,其在0.5 C倍率下的首次放电容量高达185.3 mAh g~(-1),100次循环后容量保持率高达89.5%。此外,4 C倍率下LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极显示出135.1 mAh g~(-1)的优异放电容量,而没有TTFEB存在时,电极仅表现出73.7 mAh g~(-1)的放电容量。通过EIS,SEM,XRD和XPS,进一步研究了TTFEB对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极表面的作用机制,发现电化学性能的提高主要是由于添加剂TTFEB加速了正极表面形成低阻抗且均匀的界面膜,有效缓解电解液在高电压下的分解,同时抑制了LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2结构的破坏。首次采用了1,3,6-己叁腈(HTN)作为电解液添加剂提升Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2正极在高电压下(4.8 V)电化学性能。LSV结果表明,HTN可以提高电解液的氧化电位。通过恒电流充/放电测试、EIS和非原位物理表征分析了高电压下HTN对正极材料的电化学行为和表面性质的影响。结果表明,在0.5 C下150次循环后,Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2正极在含1%HTN的电解液中容量保持率提高到92.3%,远高于ED电解液。结合理论计算、ICP测试、XRD和XPS分析证实,HTN的引入在正极表面形成了更稳定和均匀的界面膜,同时有效地抑制了高电压下电解液的分解和正极结构的破坏,改善了Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2正极的电化学性能。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-10-01）
胡正耀[6]（2016）在《层状锂镍钴锰氧化物纳米材料设计合成与改性研究》一文中研究指出层状LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料比容量高、循环性能及热稳定性良好、成本较低,被视为最有可能代替LiCoO_2的正极材料。本文以提高其电化学性能为主要目标,首先基于液相共沉淀法得到前驱体材料,并结合高温固相烧结法,成功制备目标产物。实验过程中我们采用不同的共沉淀体系,成功合成不同形貌样品,并通过体相离子掺杂和导电材料表面修饰两种手段进一步改善材料电化学性能。主要研究成果如下:(1)基于减小材料中Li~+/Ni~(2+)无序度的目的,本文通过对比实验确定产物最佳合成条件为800oC/16 h。采用Na_2CO_3和NH_4HCO_3混合溶液作为沉淀剂,LiOH作为锂源,合成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2纳米颗粒正极材料,颗粒尺寸分布在100~500 nm。NH_4HCO_3既作为螯合剂控制溶液中金属离子浓度,又作为pH值缓冲剂维持体系稳定的碱度,有利于金属离子均匀完全沉降。以PEG-400作为主要分散剂,Na_2CO_3与NH_4HCO_3混合溶液作为沉淀剂,合成纳米颗粒堆积双生球状正极材料,尺寸分布在0.5~1.0μm,这种结构有利于电极反应过程中结构应力释放和材料振实密度提高。采用NaOH作为沉淀剂,在常温空气条件下合成叁元正极材料,也呈现出均匀纳米颗粒形貌,尺寸分布范围为100~500 nm。利用XRD、SEM、XPS、CV和EIS等测试手段,对不同方法合成的正极材料分别进行结构和电化学性能表征。(2)选择V_2O_5作为掺杂剂,对合成叁元正极材料进行体相掺杂改性,并确定钒元素最佳掺入量为3%。掺杂后正极材料表现出优异的电化学性能,其中采用碳酸盐共沉淀制备的钒掺杂纳米颗粒正极材料,1 C首次放电比容量达168mAh g~(-1),1000圈后维持在119 mAh g~(-1),容量保持率为70.83%;20 C首次依然释放出138 mAh g~(-1)的容量,500次循环后保持在74 mAh g~(-1)。采用碳酸盐共沉淀制备的钒掺杂双生球状正极材料,1 C循环1000次后容量保持率为71.21%;20 C首次放出139 mAh g~(-1),500次循环后维持在68 mAh g~(-1)。与未掺杂材料相比,钒掺杂正极材料循环寿命增长,倍率性能提高。钒掺杂改性机理为:钒元素进入层状叁元正极材料过渡金属层,减小晶格中Li~+/Ni~(2+)无序度,稳定晶体结构,增强Li~+和电子传输能力。(3)利用碳纳米管对碳酸盐共沉淀法合成的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2纳米颗粒正极材料进行表面修饰改性,碳纳米管交织形成网络,包裹在纳米颗粒表面,增强材料中电子传导性,进而增强叁元材料倍率性能和循环稳定性。与体相掺杂材料相比,碳纳米管对材料性能改善能力有限,这是由于碳纳米管的加入减少了活性物质质量,与正极材料之间是简单的物理混合接触,在维持结构稳定性上弱于体相掺杂改性。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2016-05-01）
张国伟[7]（2016）在《钴锰氧化物复合材料的制备及其电化学性能研究》一文中研究指出目前锰氧化物和钴氧化物做为超级电容器的电极材料而被广泛地研究。锰氧化物具有较高的理论比容量,但它的电子导电性很差,导致它的实际比容量远没有达到理论比容量;钴氧化物同样具有高理论比容量,并且还具备良好的电子导电性,然而钴氧化物的价格要比其它廉价过渡金属氧化物昂贵,并且在使用过程中会对环境产生污染,这些缺点限制了钴氧化物的应用。本文主要运用掺杂、取代和包覆多种方法将锰氧化物和钴氧化物进行复合改性,改善材料的电子导电性,促进离子扩散,降低成本,制备兼具优良电化学性能和价格低廉特点的复合材料,并表征材料、测试性能,分析结果。采用水热法对Mn_3O_4掺杂钴后,它的六角形纳米片直径变小,电子导电性提高,扩散阻抗减小。在钴的掺杂比例为1.0%时,0.5 Ag~(-1)的电流密度下其放电比容量达到307.9 Fg~(-1),高于未掺杂钴的242.5 Fg~(-1);在10 Ag~(-1)时仍有201.2 Fg~(-1),容量保持率为65.28%,并在1000次循环后基本保持不变。用低廉的锰氧化物部分取代昂贵的钴氧化物,采用简单的液相共沉淀法合成钴锰二元金属氧化物(Co_(1.5)Mn_(1.5)O_4)纳米片,确定了添加氯化钴和氯化锰的最佳摩尔比为1:1。Co_(1.5)Mn_(1.5)O_4具有的纳米片结构、高比表面积、合适的孔径分布及良好的电子导电性使其表现出了卓越的电化学性能:在0.5 Ag~(-1)时放电比容量高达472.5 Fg~(-1),经历1000次充放电循环几乎没有衰减,10 Ag~(-1)时仍然可以保持338.5 Fg~(-1)。用导电性较差、结构不稳定但比表面积大的超薄MnO2纳米片包覆导电性良好、结构稳定的Co3O4纳米线,在泡沫镍上制备了Co_3O_4@MnO_2核壳阵列复合电极材料,其放电比容量在0.5 Ag~(-1)时高达533.9 Fg~(-1),10 Ag~(-1)时仍能保持63.9%,且经过2000次循环后的容量保持率依然接近100%。(本文来源于《燕山大学》期刊2016-05-01）
王灏[8]（2015）在《纳米片状镍钴锰氧化物复合电极材料的制备及其储能特性研究》一文中研究指出过渡金属氧化物具有储量丰富,环境友好等特点,既可作为锂离子电池电极材料,又可作为超级电容器电极材料,且具有很高的理论比容量,是一种很有应用前景的电极材料,成为新型储能材料领域的研究热点。然而,由于过渡金属氧化物的导电性差,内部离子传导速率低等不足,其性能的发挥受到很大的限制。本文首先从改善MnO2的导电性入手,通过简单的水热方法,设计一种使MnO2纳米片原位生长在分散性的中间相炭微球表面,最终得到直径1.5微米左右具有MnO2壳和炭微球核的花状CMB@MnO2叁维复合材料作为锂离子电池负极材料。在电流密度1500 mA g-1条件下容量为230 mAh g-1,并且显示出良好的倍率性能。在电流密度100 mA g-1条件下具有620 mAh g-1的高可逆比容量,前80个循环容量没有衰减。其次,借助于不同金属之间的协同效应可以有效地提高电极材料的电化学性能,通过原位成核生长技术,使纳米片状镍钴锰复合氧化物生长在MnO2纳米棒的表面,制备出叁种多孔复合金属氧化物。形貌及晶型分析表明这叁种复合过渡金属氧化物是由以β-MnO2纳米棒为核,镍锰、钴锰或镍钴锰氧化物(NMO,CMO,NCMO)叁种复合氧化物为壳而组成的复合物。作为超级电容器的电极材料进行电化学性能测试,结果发现β-MnO2@CMO具有好的倍率性能;而β-MnO2@NMO具有高的赝电容,在电流密度1 A g-1具有560 F g-1的比电容;β-MnO2@NCMO结合了两者特点,相同测试条件下表现出675 F g-1的高赝电容。此外,提高电极材料比表面积可以为活性材料与溶液离子间提供更多的接触位点,增多电化学反应活性位置,是制备高性能超级电容器电极材料的有效途径。因此,先在水热条件下,利用简单的氧化还原反应,将NCMO原位生长在碳纳米管(CNT)上,经过在空气中高温煅烧后去除CNT模板,制备出由NCMO纳米片组成的管状复合物。测试表明管状多孔复合材料具有高的比表面积(134.1m2 g-1)和宽的孔径分布。将其作为电容器材料,在1 A g-1的电流密度下,表现出高的比电容680 F g-1。(本文来源于《湘潭大学》期刊2015-06-01）
王小燕[9]（2015）在《微波场对锂、钴、锰氧化物物相转变规律影响的研究》一文中研究指出目前,作为新能源的锂离子电池材料,具有广阔的发展前景,已经成为相关领域的重点研究对象。本文主要是动力锂离子电池正极材料微波固相反应机理工作中的一部分,这对于指导今后的基础研究工作有重要的意义,为设计和制备性能更为优异的锂电材料提供理论指导。本文首先概述了扩散的基础理论,固相反应知识,还综述了微波基础理论与应用。以高纯的Li2CO3, Mn3O4, Co3O4为原料,采用粉末烧结法制备样品,通过改变反应参数,较系统地研究了Co3O4-Mn3O4和Li2O-Co3O4-Mn3O4这两种体系的物相变化规律以及含量的变化规律,并通过微波加热和常规加热对比,突出微波加热的优势。对于Co3O4-Mn3O4体系,通过XRD对扩散偶样品进行表征,并用MAUD结构精修对样品进行定量分析,结果显示：物相变化规律如下：在管式炉中,首先未经过扩散处理的物相为Co3O4和Mn3O4；随后Mn3O4部分转化成Mn2O3, Mn2O3含量越来越多,Mn3O4消失全部转化成Mn203；然后Co扩散进入Mn2O3中生成CoMn2O4,最后Mn2O3物相消失,只剩下C0304和CoMn2O4。微波炉中的物相转变规律与管式炉中一致,区别在于Co还扩散进入CoMn2O4中生成Co2MnO4,最终Co3O4消失,只剩下CoMn2O4和Co2MnO4两相共存。对于Li2O-Co3O4-Mn3O4体系,物相变化规律如下：在管式炉中,首先未经过扩处理物相为LiCoO2和Mn304；随后Mn304部分转化成Mn2O3, Li扩散进入锰氧化物生成LiMn2O4, LiCoO2失去Li后变成最初的原材料C0304,物相Mn304、LiCoO2和Mn203消失,Li扩散进入LiMn2O4生成富锂相Li1.27Mn1.73O4,最终物相为Co3O4、LiMn2O4和Li1.27Mn1.73O4叁相共存。微波炉中的物相转变规律与管式炉中一致,区别在于Co扩散进入锂锰氧化物中生成Li2CoMn3O8,最终C0304和LiMn2O4消失,只剩下Li1.27Mn1.73O4和Li2CoMn3O8两相共存。温度越高,保温时间越长,相转变量更大,与管式炉加热相比,微波加热中,Co3O4-Mn3O4体系中出现物相Co2MnO4; Li2O-Co3O4-Mn3O4体系中出现物相Li2CoMn3O8;同样的反应温度,同样的保温时间,微波加热时新的物相出现得更早,微波加热的曲线斜率一般高于管式炉加热的曲线斜率,说明微波加热物相转变速度更快、相变形核孕育期更短。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2015-05-01）
刘怀成[10]（2015）在《锂离子电池用球形镍钴锰氧化物正极材料的合成及充放电性能研究》一文中研究指出LiNi1-x-yCoxMnyO2叁元材料具有高的放电比容量、较低的成本和良好的安全性等优点,被认为是目前最有开发前景的锂离子电池正极材料之一,然而其循环稳定性及倍率性能等电化学性能有待于进一步提高。本论文通过球形前驱体与Li2C03进行固相反应合成了球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电极材料,并对其进行表面包覆改性,研究了电极材料的充放电性能。主要研究结果如下：1、以碳酸盐共沉淀法制备出具有良好球形形貌的Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体。通过与过量的Li2CO3均匀混合后经高温固相反应得到球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在3.0-4.3 V电压范围内0.1 C充放电时,其首次充电比容量为195.3 mAhg-1,放电比容量为173.6 mAhg-1。随着充放电倍率的增大,电池的比容量明显降低,其在8C时,放电比容量为90 mAhg-1。另一方面,材料在1C电流密度下50次长循环后,其容量保持率为88.3%。2、采用钛酸丁酯、硝酸镧和硝酸锂的混合酒精溶液对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行表面包覆处理。经高温烧结后形成La0.61Li0.17TiO3表面包覆的球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。在包覆La0.61Li0.17TiO3后,电池材料的循环性能得到明显改善。在1C电流密度下循环50次后,1wt%La0.61Li0.17TiO3包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电极的容量保持率为98.4%。另一方面电池材料的倍率性能也得到明显改善。在8C大电流充放电条件下,1wt%、3wt%和5wt%La0.61Li0.17TiO3包覆的电极材料的比容量分别为108 mAhg-1、102 mAg-1和92.8mAhg-1。3、通过磷钼酸与LiNi0.50Co0.2Mn0.3O2颗粒表面残留的锂原位发生反应,形成Li2MoO4表面包覆的LiNi0.50Co0.2Mn0.3O2正极材料。经Li2MoO4包覆后,材料的电化学性能得到明显提高。LiNi0.50Co0.2Mn0.3O2在3.0-4.3 V电压范围1C电流密度下充放电循环50次,LiNi0.50Co0.2Mn0.3O2电极的容量保持率为93.8%。表面包覆Li2MoO4的LiNi0.50Co0.2Mn0.3O2电极的容量保持率为97.0%。在8C电流密度充放电情况下,表面包覆Li2MoO4的LiNi0.50Co0.2Mn0.3O2电极的放电比容量为109.9 mAhg-1,而在同样条件下,LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电极的比容量只有91.7 mAhg-1。4、乙醇铌水解后形成的产物附着在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2颗粒表面,然后经高温烧结,与颗粒表面的残余锂(Li2CO3或LiOH)原位发生反应,形成LiNbO3表面包覆的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料。经XRD分析知道,合成的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2在晶体结构方面存在明显的缺陷,主要是层状结构不理想和较为严重的阳离子混排现象。在电化学性能方面,在55℃条件下0.5 C循环50此后,其放电比容量由161 mAhg-1降为128.9 mAhg-1,容量保持率为80%。在包覆LiNbO3后,材料的电化学性能得到明显改善,高温循环性能得到明显改善,其50次循环容量保持率由80%提高的97.6%。(本文来源于《青岛科技大学》期刊2015-04-20）
钴锰氧化物论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
过渡金属氧化物因内部自旋、电荷、晶格和轨道等多重自由度间强烈的关联耦合作用,展示出如高温超导特性、庞磁电阻效应、铁电性、多铁性以及d电子基二维电子液体等一系列新奇的物理现象,是目前新型多功能材料领域的研究热点。将不同过渡金属氧化物组合成异质结构,会打破原有体材料内部各相互作用间的平衡关系,进而在异质结界面处形成新的氧多面体框架,诱导产生不可预见的物理效应和独特功能。如何选择合适的体系构筑功能性异质界面并设计调控其性能,是目前氧化物薄膜异质结领域的核心问题,同时也是本论文的研究重点。我们利用脉冲激光沉积技术制备了高质量的锰氧化物和钴氧化物异质外延薄膜,实现了特殊的反铁磁层间耦合效应;进一步研究发现,基于钙钛矿/钙铁石晶格对称性失配的异质界面,成功获得了极大的反常垂直磁各向异性,为氧化物异质界面自旋结构设计和调控开阔了新思路。论文具体的研究内容及取得的创新性研究成果如下:1.系统研究了张应变下[LaMnO_3(t_1)/LaCoO_3(t_2)]_5超晶格的界面耦合效应,证明在绝缘铁磁性薄膜界面存在受厚度调制的反铁磁层间耦合作用。我们在(LaAlO_3)_(0.3)(Sr_2AlTaO_6)_(0.7)(LSAT)和SrTiO_3(STO)衬底上制备了不同厚度的[LaMnO_3(t_1)/LaCoO_3(t_2)]_5超晶格。X射线衍射结果表明超晶格薄膜具有良好的外延性,面内晶格常数与衬底保持一致。电镜结果表明超晶格中的LaCoO_3(LCO)层内部出现2a(a为晶胞参数)周期调制的横向暗条纹。磁性测量发现:当LaMnO_3(LMO)层足够薄(t_1<11uc)或LCO层足够厚(t_2>11uc)时,超晶格磁矩在75K附近迅速减弱,出现类似于反铁磁层间耦合的转变。随着测量磁场增加,面内反向排列的磁矩最终被转动到磁场方向,表现为铁磁增强。同时,低温下使用+1T磁场冷却后,超晶格磁化曲线上出现+0.04T的偏移量。反转磁场和交换偏置的存在均证实LCO与LMO界面处磁矩反平行排列,即形成了反铁磁耦合。第一性原理计算结果也表明LMO/LCO超晶格界面处的Mn~(3+)与Co~(3+)磁矩反平行排列,且Co~(3+)磁矩的大小、方向均随CoO_2层与界面层距离发生振荡。该工作展示出利用层间设计实现自旋结构调控的更多可能性。2.系统研究了La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/LaCoO_(2.5)钙钛矿/钙铁石晶格对称性失配界面导致的LSMO层的反常垂直磁各向异性。通过优化薄膜生长条件,我们在STO(001)衬底上制备了原子尺度平整的LSMO/LCO多层膜。电镜结果显示LCO层出现4a周期调制的横向暗条纹,即LCO层具有钙铁石结构,界面处MnO_6八面体与CoO_4四面体直接相连。磁性测量结果表明,LSMO/LCO多层膜样品具有强垂直磁各向异性,LSMO层最大磁各向异性能高达~1.3J/cm~3,比其他常规方法获得的各向异性能高出一至两个数量级。结合第一性原理计算结果,我们发现钙钛矿/钙铁石界面处的对称性失配,致使界面处LSMO层的MnO_6八面体伸长,导致Mn的3d电子优先占据轨道,从而表现出很强的垂直磁各向异性。通过对比不同氧压下制备的LCO/LSMO/LCO多层膜的磁性,我们发现随着制备氧压的升高,LCO层逐渐满氧,钙钛矿/钙铁石型界面被钙钛矿/钙钛矿型界面取代,相应的垂直磁各向异性消失。本工作是首次利用晶格对称性失配实现对氧化物薄膜异质结中自旋取向的调控,并提出了对称性失配氧化物异质结界面设计的新概念。3.探究了LaAlO_3(110)衬底上制备的LaCoO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3双层膜体系的面内磁各向异性。相较于(001)取向的外延薄膜,(110)取向薄膜面内的两晶体取向[001]和[1-10]不再等价,更容易导致面内各向异性。将LSMO层固定为8nm,逐渐改变LCO层厚度(0~8nm),得到不同厚度的LCO(t)/LSMO(8nm)双层膜。磁性测量结果表明,在LaAlO_3(110)衬底上外延生长的LSMO单层膜,[1-10]方向为易磁化方向。当LCO覆盖层厚度超过1nm时,LSMO层开始出现自旋重取向:易磁化轴在225 K以下从[1-10]方向转变为[001]方向。随着LCO层厚度增加,这种转变效应逐渐增强。研究结果表明,LCO/LSMO双层膜体系的磁各向异性不仅受晶格应变的调控,还可能与异质结界面处的结构畸变有关。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
钴锰氧化物论文参考文献
[1].王立祥,付长,吕学良.锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧化物的制备方法[J].科学技术创新.2019
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[4].马帅飞.钴、锰氧化物/碳纳米管复合材料的构建及应用研究[D].中国地质大学(北京).2018
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[10].刘怀成.锂离子电池用球形镍钴锰氧化物正极材料的合成及充放电性能研究[D].青岛科技大学.2015
标签：锂离子电池; 正极材料; LiNi_0._5Co_0._2Mn_0._3O_2; 共沉淀法;