摘要:基于氯化物的固体电解质是由于其高LI +离子电导率和与高压氧化物阴极的全溶剂锂电池相关的材料而引人入胜的材料。然而,这些材料的主要示例仅限于三价金属(例如SC,Y和IN),这些金属价格昂贵且稀缺。在这里,我们通过用二二元和四价金属(例如Mg 2+和Zr 4+)代替三价金属来扩展这种材料家族。我们合成李2 mg 1/3 zr 1/3 cl 4在尖晶石晶体结构中,并将其性质与先前报道的高性能LI 2 SC 2/3 Cl 4进行比较。我们发现Li 2 mg 1/3 Zr 1/3 cl 4的离子电导率较低(在30°C时为0.028 ms/cm),比同构结构LI 2 SC 2/3 Cl 4(30°C时1.6 ms/cm)。我们将这种差异归因于Mg 2+和Zr 4+在LI 2 mg 1/3 Zr 1/3 Cl 4中的无序排列,这可能会阻止LI+迁移途径。但是,我们表明,Li 2 -Z Mg 1 - 3 Z /2 Zr Z Cl 4之间的Aliovalent取代在Li 2 MgCl 4和Li 2 Zrcl 6之间可以提高离子电导率,而ZR 4+含量的增加,可能是由于引入了Li +空位。这项工作为基于卤化物的固体电解质打开了一个新的维度,从而加快了低成本固态电池的开发。■简介
“这一发现突出了诸如尖晶石之类的材料的令人难以置信的潜力,这些材料长期以来一直以其美学品质而闻名,但现在揭示了深刻的科学能力,” Liew Family教授兼芝加哥大学分子工程学院的Liew Family教授兼研究副院长David Awschalom教授说。
由La 3+和Er 3+阳离子联合实施大学,法萨拉巴德大学,38000,巴基斯坦C电气与生物物理学,韩国大学,首尔01897,韩国,韩国,在目前的工作中,稀土共同兴奋剂(RE 3+),LA和ER阳离子,LA和ER阳离子对CD-ZN Spinel Ferrites的物理和介电对cd-ZZN Spinel Ferrites的物理和介电的作用,由olter of-gel-gel-gel-gel-gel-geloso ofero unodocoustoso ofero Ondrouto ofero Ondroposo Ondero Ondero Ondero Ondero Ondero Ondero Ondero Onectose Onect。分别以550℃和750℃的偶尔钙化,分别为2小时8小时。使用XRD,FTIR和电介质测量研究了所获得的样品。XRD粉末模式验证了所有与FD-3M空间基团的所有AS合成铁氧体的尖晶石结构的单相生长。获得的结果表明,晶格常数随着ER 3+浓度的增加而降低,而晶粒尺寸随着ER 3+浓度的增加而显示出增加的行为。FTIR结果揭示了存在两个主要吸收带,即范围405-428 cm -1的低频带和范围523-550 cm -1的高频带,这是尖晶石结构形成的证据。LCR测量用于研究LA 3+和ER 3+的共掺杂对频率响应准备样品的各种介电参数的影响。介电常数和损耗随着ER 3+的掺入而降低,同时观察到AC电导率的增加。观察到的特性表明,准备好的材料是用于在高速微波炉和射频设备中应用的合适候选物。(2024年8月31日收到; 2024年11月14日接受)关键字:La&er共同取代的CD-ZN Ferrites,结构,XRD,FTIR,介电属性1。简介铁氧体材料是由含有铁离子作为其主要成分的氧离子组成的重要类别。它们是陶瓷磁性材料,并发生在各种晶体结构中,但是,尖晶石结构是其中之一,已被广泛研究和报告。尖晶石结构的概念取自MGAL 2 O 4 [1]。该结构由以封闭式FCC形式结构的氧化离子组成,并具有两个类型的间质位点,即四面体和八面体位置。尖晶石铁氧体包含一般式AB 2 O 4,其中“ A”和“ B”代表四面体和八面体位点上的二价和三价金属阳离子[2]。这些材料引起了研究人员的重视研究,以研究其结构,并在各种技术应用中使用电气,介电和磁性。尖晶石铁氧体被归类为软磁性材料,并包含高渗透率[3],良好的化学稳定性,较大的表面积,优势电阻率和低成本[4]和低涡流损失[5],可以使用即将进行的讨论中提到的各种技术轻松地修改和官能化。由于上述属性,这些材料对于记录头,数据存储设备,波浪吸收器,电子设备,高速微波炉和射频设备的制造具有重要意义[6-9]。
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Table 1 Lattice parameters of the as-prepared samples Parameters x = 0.0 x = 0.125 x = 0.25 x = 0.375 x = 0.5 β (degree) ±0.05 0.1518 0.1812 0.1940 0.2627 0.8281 D (nm) ±0.05 57.33 48.02 44.87 33.14 10.51 d (Å) 2.5234 2.5221 2.5213 2.5188 2.5149 a (Å) 8.3694 8.3647 8.3622 8.3542 8.3410 V (Å) 3 586.25 585.27 584.75 583.06 580.31 L A (Å) 3.6239 3.6219 3.6208 3.6173 3.6116 l b(Å)2.9585 2.9569 2.9560 2.9532 2.9485γ(Å)0.7495 0.7491 0.7488 0.7481 0.7469 D x(g /cm 3)5.1385 5.2448 5.2448 5.2448 5.3471 5.3471 5.4606 5.4606 5.55848 S(MON 33.15 102.15 P 227.19 190.42 177.98 131.57 41.81 𝜀0.0020 0.0020 0.0024 0.0026 0.0026 0.0036 0.0112δ×10 -4(nm -2)±0.05 3.05 3.04 4.33 4.33 4.96 4.96 9.10 9.10 90.40
dz2 方向的键与 d xy 平面上的键结合,从而显著减轻 JT 畸变并抑制放电至 2.0 V 时的相变。按照这种策略,制备的尖晶石基正极实现了约 290 mA hg -1 的高可逆容量和高达 957 W h kg -1 的能量密度,并且循环稳定性得到改善。这项工作为传统尖晶石正极以低成本和可持续的方式应用于高能量密度 LIBs 找到了新的机会。关键词:锂离子电池;尖晶石基正极;局部结构连接;限制 Jahn-Teller 畸变;高能量密度。1. 简介为了应对电动汽车 (EV) 和电网储能系统 (PGESS) 对锂离子电池 (LIBs) 日益增长的需求,关键挑战之一是设计低成本、高能量密度的正极材料。 [1-3] 与现有的钴基和镍基层状正极材料(如 LiCoO 2 和 LiNi 1-xy Co x Mn y O 2(0 ≤ x+y ≤ 0.5))相比,锰基尖晶石氧化物 LiMn 2 O 4 因成本低、工作电压可接受而引起了广泛关注。[4-6] LiMn 2 O 4 已广泛应用于便携式移动电源,但由于能量密度低(<500 W h kg -1 ),未在电动汽车和 PGESS 中使用。用 Ni 部分替代 Mn,尖晶石 LiMn 2-x Ni x O 4(0< x <1)(LMNO)在接近 4.7 V 处表现出由 Ni 2+ /Ni 4+ 氧化还原对贡献的额外电位平台,将能量密度推高至 580 W h kg -1 。 [7-10] 尽管如此,由于只有尖晶石骨架上 8a 位上的锂离子可以可逆地嵌入/脱出,因此相对较低的容量(<140 mA hg -1 )可以进一步改善。 为了获得更高的容量,一种方法是将电位窗口从 3.0 - 4.8 V 扩展到 2.0 - 4.8 V,因为额外的锂离子可以在 3.0 V 以下嵌入 16c 位。 在此过程中,Mn 4+ 会还原到接近 Mn 3+ 的低价态,从而引起严重的 Jahn-Teller (JT) 畸变和从立方相到四方相(1T)的剧烈相变。 [11,12] 晶格对称性降低导致的晶格体积变化大和各向异性应变大,会在块体中引起裂纹,从而导致电接触丧失和结构降解,最终导致容量衰减。因此,通过抑制JT畸变来抑制立方-四方相变是提高3.0 V以下循环稳定性的关键。长期以来,尖晶石正极的研究主要集中在进一步提高结构稳定性,通过用Li、[6,13]Mg、[14,15]替代Mn或Ni
因此,对于应用而言,非常需要一种带隙与 β -Ga 2 O 3 一样宽但对称性更高的材料。最近,Galazka 等人报道了块体熔融生长的高结构质量 ZnGa 2 O 4 (ZGO) 单晶,可由其制备不同取向的绝缘和半导体晶片。[11,12] ZGO 结晶为立方尖晶石结构(Fd3m 空间群),如图 1 中的球棒模型所示。尖晶石是指一类化学式为 AB 2 X 4 的化合物,其中 A 是二价阳离子,如 Zn,B 是三价阳离子,如 Ga,X 是二价阴离子,如 O。在 ZGO 的正常尖晶石结构中,Zn 占据四面体位置,而 Ga 占据八面体位置。在高温熔体生长过程中,八面体和四面体位置的占据是随机的。[11] 长时间冷却可稳定正常尖晶石结构,而较短的冷却时间会引入反位缺陷。反位缺陷导致 n 型导电性,自由电子浓度在 10 18 – 10 19 cm 3 的数量级上。在氧化气氛中以 800 – 1400 C 的温度进行 10 小时的生长后退火或在 700 C 的温度进行 40 小时的生长后退火后,ZGO 晶体可转变为绝缘状态。[11 – 13] 由于其立方尖晶石结构,ZGO 具有各向同性的热性能和光学性能。发现 ZGO 的光学带隙为 4.6 eV,接近 β -Ga 2 O 3 的光学带隙,并且没有观察到优选的解理面。[11,12]
1低膨胀玻璃陶瓷的开发 - 正在进行的(赞助商:RCI-VSSC)2开发SOFC-SOEC系统用于电力和氢的生成系统 - 持续的(赞助商:CHT-oidB)3有限的生产和供应透明大腿圆顶的生产和供应 - 正在进行NMRL,DRDO)5透明尖晶石IR圆顶的开发 - 完成(赞助商:RCI -PGAD,DRDO)6开发试剂配方的开发和优化低膨胀玻璃陶瓷(LEGC)的表面清洁过程 - 已完成(赞助商:RCI:RCI,DRDO,DRDO)7透明ZnS ceram ceram ceram和Windows spparent lights spporne spparent spparent spparent lighter sppore sppore sppore sppore sppore sppore and sppore and sppore sperdor and sprdo sprdo sprdo sprdoer(RCE) - 8(RCI) - IR透明的ZnS陶瓷毛坯,透镜和圆顶完成(赞助商:RCI&VSSC)9 SWIR尖晶石圆顶的开发和供应 - 已完成(赞助商:IRDE,DRDO)10多模层尖晶石圆顶的开发和供应
摘要:本研究旨在通过采用X射线衍射(XRD),UV-VIS光谱,拉曼光谱和傅立叶光谱和傅立叶变换光谱(FTIR)技术来研究铜掺杂锌铁氧体(ZNFE 2 O 4:CU)的结构和光学特性。使用固态反应技术,创建了具有X = 0、0.25、0.5、0.75、1的样品的Cu X Zn 1-X Fe 2 O 4。X射线分析验证了所有浓度的单相立方尖晶石结构的产生。铜铁氧体的X射线衍射模式显示出具有Jahn Teller四方变形的纯尖晶石结构。根据Rietveld的改进,所有X浓度的Cuxzn 1 -XFE 2 O 4对应于通常的尖晶石结构。随着铜的浓度升高,晶体尺寸减小,除了Cu 0.5 Zn 0.5 fe 2 O 4,与所有铜相比,这一点很高。晶格参数和X射线密度变化。掺杂铜锌铁晶的带隙从1.825 eV增加到2.776EV。红外和拉曼光谱也证实了样品中的尖晶石相。使用反应的拉曼光谱来计算五种拉曼模式的位置以及强度变化。使用反价vol的拉曼峰推断出A和B位点中的阳离子排列。在拉曼光谱中,晶体结构比在室温下更可见。ft-ir分析验证了尖晶石结构,在630-540 cm -1和525-390 cm -1处揭示了对较高和较低频率的吸收带。铜掺杂有望影响锌铁锌的晶体学结构和光学行为,并有可能增强其在各种技术领域的应用。
四方尖晶石分别为 A 1 g + E g +3 F 2 g 和 2 A 1 g + B 1 g +3 B 2 g +4 E g [ 36 , 37 ]。在我们的实验中,