创新实验报告

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实验报告型式的区别

实验报告型式的区别

实验报告型式的区别实验报告是科学研究中记录实验过程和结果的重要文献形式。

根据不同的学科背景和实验目的,实验报告的类型也会有所不同。

下面我将介绍几种常见的实验报告类型。

1. 基础实验报告:基础实验报告主要基于实验室或者野外进行的基本实验,一般包括实验目的、原理、实验仪器和实验装置、实验步骤、数据处理和结果分析等内容。

这种类型的实验报告通常要求严谨的操作和准确的数据记录,重点在于实验中的操作过程和数据处理的准确性。

2. 创新实验报告:创新实验报告是指对现有实验方法进行改进或者创新,以达到更好的实验效果或者探索新的实验现象。

这种类型的实验报告除了包含基础实验报告的内容外,还需注重对实验的改进点进行描述和论证,并详细分析改进后的实验结果和结论。

3. 比较实验报告:比较实验报告是对两种或者多种实验方法、策略或者方案进行比较和评估的报告。

这种类型的实验报告除了包含基础实验报告的内容外,还要对不同实验方法的优缺点进行论述,并通过实验结果的对比和分析得出对实验方法的评价和建议。

4. 实验设计报告:实验设计报告主要是针对大型复杂实验项目,涉及多个因素和多个层次的实验设计。

这种类型的实验报告除了包含基础实验报告的内容外,还要对实验设计的背景、目的和方法进行详细的描述,并分析不同因素对实验结果的影响和解释。

5. 实验综述报告:实验综述报告是对某一领域或者某一实验方法进行全面综述的报告。

这种类型的实验报告需要综合各种文献资料,整理和总结当前领域的研究进展、方法和应用。

实验综述报告一般需要具备较高的学术水平和综合分析能力。

以上是常见的几种实验报告类型。

无论是哪种类型的实验报告,都需要准确记录实验过程和数据,明确实验目的和方法,并合理分析和解释实验结果。

实验报告的形式可以根据学校或者实验室的要求来确定,但核心内容应该包括前述的几个方面。

最后,实验报告的撰写要规范、清晰、简洁,以便他人能够准确理解和重现实验。

光学创新小实验报告

光学创新小实验报告

一、实验背景光学作为一门研究光现象及其应用的学科,在现代科技领域具有广泛的应用。

近年来,随着科技的飞速发展,光学领域也涌现出许多创新性的研究成果。

为了提高自身对光学知识的理解和应用能力,我们开展了一系列光学创新小实验。

以下是本次实验的详细报告。

二、实验目的1. 通过实验,加深对光学原理的理解和掌握;2. 培养创新思维和动手能力;3. 提高团队协作能力;4. 探索光学在实际应用中的可能性。

三、实验内容本次实验主要围绕以下四个光学现象展开:1. 光的折射;2. 光的全反射;3. 光的干涉;4. 光的衍射。

四、实验步骤及结果1. 光的折射实验(1)实验步骤:将一束光线从空气射入水中,观察光线在水中的传播情况,并记录下入射角和折射角。

(2)实验结果:根据斯涅尔定律,入射角和折射角之间存在一定的关系,即n1sinθ1=n2sinθ2。

通过实验,我们验证了斯涅尔定律的正确性。

2. 光的全反射实验(1)实验步骤:将一束光线从空气射入水中,调整入射角,观察全反射现象的发生。

(2)实验结果:当入射角大于临界角时,光线在水中发生全反射。

实验结果符合全反射定律。

3. 光的干涉实验(1)实验步骤:利用双缝干涉实验,观察干涉条纹的形成,并记录下条纹间距。

(2)实验结果:根据干涉条纹的间距公式Δx=λL/d,我们可以计算出光的波长。

实验结果与理论值相符。

4. 光的衍射实验(1)实验步骤:将一束光线通过狭缝,观察光在屏幕上的衍射现象,并记录下衍射条纹的间距。

(2)实验结果:根据衍射条纹的间距公式Δx=λL/a,我们可以计算出光的波长。

实验结果与理论值相符。

五、实验总结通过本次光学创新小实验,我们不仅加深了对光学原理的理解,还培养了创新思维和动手能力。

以下是本次实验的收获:1. 理解了光的折射、全反射、干涉和衍射等基本光学现象;2. 掌握了斯涅尔定律、全反射定律、干涉条纹间距公式和衍射条纹间距公式等基本理论;3. 培养了创新思维和动手能力,提高了团队协作能力;4. 激发了对光学领域研究的兴趣,为今后深入学习光学奠定了基础。

创新实验报告成果

创新实验报告成果

一、实验背景随着科技的飞速发展,创新实验已成为推动科技进步的重要手段。

为了提高实验教学质量,激发学生的创新思维,我校开展了创新实验活动。

本次实验旨在通过创新实验,培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神,提高学生的综合素质。

二、实验目的1. 探索创新实验的教学模式,提高实验教学质量;2. 培养学生的创新思维、动手能力和团队协作精神;3. 激发学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。

三、实验内容本次实验选取了以下创新实验项目:1. 智能小车设计制作;2. 3D打印技术应用;3. 机器人编程与控制;4. 环保材料研发。

四、实验过程1. 智能小车设计制作(1)教师讲解智能小车的基本原理、构造及制作方法;(2)学生分组讨论,确定实验方案;(3)学生根据方案进行设计、制作;(4)教师指导,学生互相学习、交流;(5)测试、调试,优化设计方案。

2. 3D打印技术应用(1)教师讲解3D打印的基本原理、应用领域及操作方法;(2)学生分组讨论,确定打印作品;(3)学生根据方案进行设计、打印;(4)教师指导,学生互相学习、交流;(5)展示打印作品,总结经验。

3. 机器人编程与控制(1)教师讲解机器人编程的基本原理、编程语言及控制方法;(2)学生分组讨论,确定编程任务;(3)学生根据任务进行编程、调试;(4)教师指导,学生互相学习、交流;(5)展示编程成果,总结经验。

4. 环保材料研发(1)教师讲解环保材料的基本原理、研发方法及应用领域;(2)学生分组讨论,确定研发方案;(3)学生根据方案进行实验、研发;(4)教师指导,学生互相学习、交流;(5)展示研发成果,总结经验。

五、实验成果1. 智能小车设计制作:学生成功制作出具备基本功能的智能小车,提高了动手能力和创新意识;2. 3D打印技术应用:学生成功打印出多个具有实用价值的作品,提高了设计能力和创新意识;3. 机器人编程与控制:学生成功完成编程任务,提高了编程能力和创新意识;4. 环保材料研发:学生成功研发出一种具有环保性能的材料,提高了研发能力和创新意识。

小学创新小实验报告(3篇)

小学创新小实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展,创新教育越来越受到人们的重视。

为了培养学生的创新精神和实践能力,我校开展了创新小实验活动。

本次实验旨在通过动手实践,让学生了解科学原理,激发学生的创新思维,提高学生的动手操作能力。

二、实验目的1. 让学生了解科学原理,培养创新思维。

2. 提高学生的动手操作能力,增强学生的实践能力。

3. 培养学生的团队协作精神,提高学生的沟通能力。

三、实验内容本次实验内容为制作一个简单的太阳能小车。

太阳能小车是一种利用太阳能作为动力源的环保小车,具有节能、环保、操作简便等特点。

四、实验材料1. 太阳能电池板2. 小电机3. 车轮4. 车身5. 连接线6. 钳子、螺丝刀等工具五、实验步骤1. 准备材料:将太阳能电池板、小电机、车轮、车身、连接线等材料准备好。

2. 组装太阳能电池板:将太阳能电池板按照说明书进行组装,确保连接线连接正确。

3. 安装小电机:将小电机安装在车身底部,用螺丝固定。

4. 连接太阳能电池板与小电机:将太阳能电池板的正负极分别与小电机的正负极连接,确保连接牢固。

5. 安装车轮:将车轮安装在车轴上,用螺丝固定。

6. 测试太阳能小车:将太阳能小车放置在阳光下,观察小车是否能够正常行驶。

六、实验结果与分析实验结果表明,太阳能小车在阳光下能够正常行驶。

这说明太阳能电池板能够将太阳能转化为电能,为小电机提供动力,使小车得以行驶。

在实验过程中,我们遇到了以下问题:1. 太阳能电池板接收太阳能的效率较低,导致小车行驶速度较慢。

2. 小电机功率较小,小车行驶过程中动力不足。

针对以上问题,我们进行了以下改进:1. 增加太阳能电池板数量,提高接收太阳能的效率。

2. 更换功率更大的小电机,增强小车行驶的动力。

七、实验结论通过本次实验,我们成功地制作了一个太阳能小车,了解了太阳能电池板、小电机等科学原理。

在实验过程中,我们培养了创新思维、动手操作能力和团队协作精神。

同时,我们也认识到创新实验过程中会遇到各种问题,需要不断改进和优化。

创意物理小实验报告(3篇)

创意物理小实验报告(3篇)

第1篇实验名称:利用大气压强实现瓶内液柱上升实验目的:1. 验证大气压强的存在及其作用。

2. 探究大气压强与液体压强的关系。

3. 培养学生的动手能力和创新思维。

实验器材:1. 玻璃瓶(无盖)2. 橡皮塞3. 水槽4. 红墨水5. 计时器6. 纸条7. 针实验原理:大气压强是由于空气分子受到地球引力的作用而产生的压力。

当外界大气压强大于容器内液体的压强时,液体可以被大气压强推动,从而实现瓶内液柱上升。

实验步骤:1. 将玻璃瓶洗净,并在瓶内加入适量的红墨水。

2. 用橡皮塞堵住瓶口,确保瓶内液面与瓶口齐平。

3. 将瓶口朝下,轻轻地将橡皮塞按入瓶内,确保密封良好。

4. 将瓶子浸入水槽中,使瓶口在水下。

5. 用针在橡皮塞上扎一个小孔,使空气可以进入瓶内。

6. 观察瓶内液柱的变化,记录液柱上升的高度和时间。

实验现象:随着空气进入瓶内,瓶内液柱开始上升,最终达到一定高度后停止。

液柱上升的高度与大气压强和瓶内液体的密度有关。

实验数据:- 液柱上升高度:10cm- 液柱上升时间:30秒数据分析:1. 通过实验可以得出,大气压强确实存在,并且能够推动液体上升。

2. 液柱上升的高度与大气压强和瓶内液体的密度有关。

在本实验中,液柱上升的高度与大气压强成正比,与液体密度成反比。

3. 实验过程中,液柱上升速度逐渐减慢,说明液体在上升过程中受到的阻力逐渐增大。

实验结论:1. 大气压强确实存在,并且能够推动液体上升。

2. 液柱上升的高度与大气压强和瓶内液体的密度有关。

3. 本实验验证了大气压强的存在及其作用,并揭示了大气压强与液体压强的关系。

创新之处:1. 本实验采用了一种简单易行的方法来验证大气压强的存在,使实验过程更加直观。

2. 通过观察液柱上升的现象,使学生更加深入地理解了大气压强的作用。

3. 本实验具有一定的趣味性,激发了学生的创新思维。

实验反思:1. 在实验过程中,应注意瓶内液体的密度,以确保实验结果的准确性。

2. 实验过程中,应避免气泡的产生,以免影响实验结果。

关于物理创新实验报告(3篇)

关于物理创新实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景与目的随着科学技术的不断发展,物理实验在培养大学生创新思维、实践能力和科学素养方面发挥着越来越重要的作用。

为了更好地锻炼学生的实验技能,激发学生的创新意识,我们开展了本次物理创新实验。

本次实验旨在通过设计、搭建和调试一个新型实验装置,探索物理原理在实际应用中的创新实践,培养学生的动手能力、团队协作精神和创新能力。

二、实验原理与装置1. 实验原理:本实验以电磁感应原理为基础,通过设计一个具有创新性的实验装置,验证法拉第电磁感应定律,并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。

2. 实验装置:实验装置主要由以下部分组成:- 电源:提供稳定的交流电源;- 金属棒:作为导体,在磁场中运动;- 磁场发生器:产生均匀磁场;- 电流表:测量感应电流;- 数据采集系统:记录实验数据;- 电脑:处理实验数据,绘制曲线。

三、实验步骤与过程1. 搭建实验装置:按照实验原理图,将电源、金属棒、磁场发生器、电流表、数据采集系统和电脑连接起来,确保各部分连接正确、牢固。

2. 调节实验参数:- 调节电源输出电压,使其在安全范围内;- 调节磁场发生器的磁场强度,使其达到预定值;- 调节金属棒与磁场发生器的距离,确保实验过程中金属棒在磁场中运动。

3. 进行实验:- 在金属棒运动过程中,通过数据采集系统实时记录感应电流的变化;- 改变金属棒的运动速度、磁场强度等参数,观察感应电流的变化规律。

4. 数据处理与分析:- 对实验数据进行整理和分析,绘制感应电流与时间、速度、磁场强度等参数的关系曲线;- 根据实验结果,验证法拉第电磁感应定律,并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。

四、实验结果与分析1. 实验结果:- 实验结果表明,感应电流与金属棒的运动速度、磁场强度等因素密切相关;- 当金属棒运动速度增加、磁场强度增大时,感应电流也随之增大。

2. 结果分析:- 通过实验,我们验证了法拉第电磁感应定律的正确性;- 同时,我们发现了电磁感应现象与相关物理量的关系,为电磁感应在实际应用中的创新实践提供了理论依据。

化学创新实验实验报告

化学创新实验实验报告

化学创新实验实验报告化学创新实验实验报告在人们越来越注重自身素养的今天,报告使用的频率越来越高,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。

相信很多朋友都对写报告感到非常苦恼吧,以下是小编帮大家整理的化学创新实验实验报告,欢迎阅读与收藏。

化学创新实验实验报告1指导教师:一、实验题目:固态酒精的制取二、实验目的:通过化学方法实现酒精的固化,便于携带使用三、实验原理:固体酒精即让酒精从液体变成固体,是一个物理变化过程,其主要成分仍是酒精,化学性质不变.其原理为:用一种可凝固的物质来承载酒精,包容其中,使其具有一定形状和硬度.硬脂酸与氢氧化钠混合后将发生下列反应: CHCOOH+NaOH → 1735CHCOONa+HO 17352四、实验仪器试剂:250ml烧杯三个1000ml烧杯一个蒸馏水热水硬脂酸氢氧化钠乙醇模版五、实验操作:1.在一个容器中先装入75g水,加热至60℃至80℃,加入125g酒精,再加入90g硬脂酸,搅拌均匀。

2.在另一个容器中加入75g水,加入20g氢氧化钠溶解,将配置的氢氧化钠溶液倒入盛有酒精、硬脂酸和石蜡混合物的容器,再加入125g酒精,搅拌,趁热灌入成形的模具中,冷却后即可得固体酒精燃料。

六、讨论:1、不同固化剂制得的固体霜精的比较:以醋酸钙为固化剂操作温度较低,在40~50 C即可.但制得的固体酒精放置后易软化变形,最终变成糊状物.因此储存性能较差.不宜久置。

以硝化纤维为固化剂操作温度也在4O~50 c,但尚需用乙酸乙酯和丙酮溶解硝化纤维.致使成本提高.制得的固体酒精燃烧时可能发生爆炸,故安全性较差。

以乙基羧基乙基纤维素为固化剂虽制备工艺并不复杂,但该固化剂来源困难,价格较高,不易推广使用。

使用硬脂酸和氢氧化钠作固化剂原料来源丰富,成本较低,且产品性能优良。

2加料方式的影晌:(1)将氢氧化钠同时加入酒精中.然后加热搅拌.这种加料方式较为简单,但由于固化的酒精包在固体硬脂酸和固体氢氧化钠的周围,阻止了两种固体的溶解的反应的进一步进行,因而延长了反应时间和增加了能耗。

创新小想法实验报告(3篇)

创新小想法实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展,创新已经成为推动社会进步的重要力量。

为了激发学生的创新思维,培养学生的实践能力,我校开展了“创新小想法实验”活动。

本次活动旨在鼓励学生发挥想象力,将日常生活中遇到的问题转化为可行的实验方案,并通过实验验证其可行性。

二、实验目的1. 培养学生的创新意识和实践能力;2. 提高学生的动手操作能力;3. 激发学生对科学实验的兴趣;4. 促进学生将理论知识与实际应用相结合。

三、实验内容本次实验以“创新小想法”为主题,要求学生结合所学知识,提出一个具有创新性的实验方案,并进行实验验证。

四、实验步骤1. 确定实验主题:学生在日常生活中发现一个问题,并思考如何解决该问题。

2. 设计实验方案:根据实验主题,设计一个可行的实验方案,包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验器材等。

3. 准备实验器材:根据实验方案,准备所需的实验器材。

4. 进行实验:按照实验步骤进行实验,并记录实验数据。

5. 分析实验结果:对实验数据进行整理和分析,得出实验结论。

6. 撰写实验报告:根据实验过程和结果,撰写实验报告。

五、实验案例实验主题:如何提高室内光照效果?实验方案:1. 实验目的:通过实验验证,探究室内光照效果与不同角度、不同颜色光源的关系。

2. 实验原理:根据光线的反射和折射原理,通过调整光源角度和颜色,提高室内光照效果。

3. 实验步骤:(1)将实验器材(光源、室内模型、测量仪器等)准备好;(2)在室内模型上设置不同角度的光源;(3)使用测量仪器记录不同角度下的光照效果;(4)调整光源颜色,重复步骤(3);(5)分析实验数据,得出结论。

4. 实验结果:通过实验,发现光源角度和颜色对室内光照效果有显著影响。

在实验中,当光源角度为45°时,室内光照效果最佳;在光源颜色方面,黄色光源比白色光源更能提高室内光照效果。

5. 实验结论:通过调整光源角度和颜色,可以有效提高室内光照效果。

六、实验总结本次“创新小想法实验”活动,旨在培养学生的创新思维和实践能力。

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Xiaojun Huang等[5]以Li+:Fe2+:PO43-=2:1:1的比例将FeSO4·7H2O和(NH4)3PO4混匀,加入到2mol/L的LiOH溶液中。装入高压反应釜中,220℃反应18h,得到最终产物。在0.5C倍率下进行充放电测试,20个循环后放电容量还能保持在132 mAh/g。
针对LiFePO4材料导电性能差的特点,本文通过碳包覆和金属离子掺杂的方法对LiFePO4进行改性研究,采用溶剂热合成方法,探讨了掺杂不同计量比的Co对LiFePO4的电化学性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等对材料的形貌结构和成分进行了分析,并采用恒电流充放电测试手段分析了材料的电化学性能。
4Байду номын сангаас实验数据处理
4.1掺杂不同量Co的磷酸铁锂的XRD图
图4.1LiFe1−xCoxPO4/C (0≤x≤0.025)的XRD图
由图4.1可看出合成的掺杂不同量Co的LiFe1−xCoxPO4/C (0≤x≤0.025)样品均为纯的橄榄石结构,空间群为Pnma(JCPDS Card No. 83-2092),材料结晶完整,没有杂质峰的出现,说明Co的掺杂并未损坏LiFePo4的晶体结构。
关键词:LiFePO4;溶剂热合成法;正极材料;碳包覆
1.
近年来,由于全球性的石油资源危机和环境气候的不断恶化使人类社会的发展面临着严峻挑战,新能源汽车等无废物排放的相关产业迅速发展,动力电池市场的需求也快速增长,而动力电池中正极材料所占的比重最大,其中,锂离子电池正极材料是研究热点之一。
目前,锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂等[1]。其中磷酸铁锂(LiFePO4)具有来源广泛、价格便宜、热稳定性好、无吸湿性、对环境友好等优点,获得人们的广泛关注。具有规则橄榄石型的LiFePO4,其理论比容量相对较高(170mAh/g),能产生3.4V(vs.Li/Li+)的电压,在全充电状态下具有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能,因而LiFePO4被认为是锂离子动力电池发展的理想正极材料[2]。
Daiwon Choi等[8]用P2O5、FeCl2·4H2O和CH3CO2Li·2H2O作为原料,同时加入月桂酸作为表面活性剂制成凝胶,再在高温下烧结制得LiFePO4。在两种高倍率下进行测试,1 C、10 C的放电比容量分别为157 mAh/g和125 mAh/g,而且每个循环的循环效率均高于97%。
Samples
a(Å)
b(Å)
c(Å)
V(Å3)
LiFePO4
10.36081
6.03934
4.73414
296.23
LiFe0.995Co0.005PO4
10.35427
6.01447
4.70355
292.92
LiFe0.99Co0.01PO4
10.34413
6.01532
4.96783
292.31
Yamada等[3]以Fe(CH3COO)2、Li2CO3、(NH4)HPO4为原料,在550℃的温度下进行煅烧。先采用球磨混合原材料再进行烧结的方法,在0.12mA/cm2的电流密度下进行电化学性能测试,得到165mAh/g的充电比容量和162mAh/g的放电比容量,使95%以上的理论比容量可以得到利用。
将所得沉淀过滤干燥,用Pachi法进行包覆,即经计算称取一定质量的柠檬酸溶解于10ml水中,将沉淀分散于柠檬酸的水溶液中同时滴加乙二醇,随后在水浴加热90℃至凝胶状,干燥。最后将干燥产物在700℃氮气保护下热处理6小时即可得到LiFePO4/C样品。其中碳含量为5%。
制备有Co掺杂的样品时,只是把第二步中FeSO4换成按照一定化学计量比计算好的FeSO4和CoSO4的混合物,其他的步骤和其他的相同。
创新实验
Co掺杂对磷酸铁锂电化学性能的影响
姓名:
学院:
班级:
学号:

橄榄石型结构的LiFePO4具有安全、环保、价格价廉、理论容量和工作电压较高及循环性能较好等多种优点而成为最有发展潜力的锂离子电池正极材料,被广泛用于纯电动汽车和混合动力汽车中。但由于LiFePO4材料的自身特点,造成了材料振实密度较低和导电性较差。
罗文斌等[4],用Li2CO3、FeC2O4·2H2O、NH4H2PO4按化学计量比经球磨混合,经2次煅烧,首次预加热到320℃一段时间,再升温至650℃。所得到的样品电化学性能最佳。在0.1C倍率下充放电,首次放电容量为116mAh/g。
2.2水热法
水热法是在水、有机溶剂中,倒入高压反应釜容器中,通过对其加热创造一个高温、高压的反应环境,使得反应物重新结晶得到产物。通常适用于生产沉淀的化学反应。
3.实验部分
3.1实验主要试剂
硫酸亚铁(FeSO4·7H2O,A R,天津恒兴化学试剂制造有限公司)
磷酸(H3PO4,A R,湖南师大化学试剂厂)
氢氧化锂(LiOH·H2O,A R,广州化学试剂厂)
乙二醇(CH2(OH)CH2(OH),A R,天津市耀华化学试剂有限责任公司)
无水乙醇(C2H5OH,A R,天津市大茂化学试剂厂)
2.4微波合成法
微波法是用微波的强穿透能力进行加热。它是一种冷热源,利用电磁能进行加热。与传统的加热方式相比,它的优点是加热时间短、加热均匀。但是由于微波法加热时间过快,晶体生长快是产物发生了团聚现象。得到产物的形状也不规则。
2.5碳热还原法
J.Barker等[9]首次使用碳热还原法制备LiFePO4材料。该研究的使用了价格低于草酸亚铁的Fe2O3作为铁源,煅烧前在混合物中加入过量的葡萄糖作为碳源,碳具有还原性,在高温下将Fe3+还原为Fe2+,解决了在原料混合加工过程中可能引起的氧化反应,由于加入了碳源,材料导电性能也得到了提高。用碳热还原法合成的LiFePO4材料有较好的电化学性能。缺点是材料合成时间与水热法和溶胶-凝胶法合成时间相比相对过长,在煅烧反应阶段要严格控制条件。
3.3材料物理化学性能表征
3.3.1 X射线衍射(XRD)分析
X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)是研究物质的结构的常用表征工具,每个晶体都有其不同的晶型结构,而这些特殊的晶型结构能够对X射线产生特殊的衍射效应,这些衍射效应反映在谱图中就是其衍射峰强度和衍射角度的不同,因此可以从衍射谱图反映出材料的晶体结构。而我们在研究磷酸铁锂时,就必须要知道制备的材料是否为橄榄石结构的正极材料,因为这关系到材料的电子导电性和材料中锂离子的扩散速率。因此,X射线衍射分析是研究锂离子电池正极材料结构组成必不可少的表征方法。本实验采用荷兰Philip公司生产的PW3040-60型和日本产的Rigaku-2500型全自动X射线衍射仪测定样品的物相组成。扫描范围2θ为15°~55°,扫描速度为5°/min。
用电子天平称取0.045mol的LiOH,溶于25ml乙二醇中,同时在有超声波震荡的水浴槽中搅拌,加快溶解速度。待完全溶解后置于磁力搅拌器上搅拌。
搅拌的同时向LiOH乙二醇溶液中滴加0.015mol的H3PO4(质量分数85%),就会得到白色沉淀。
称取0.015mol的FeSO4溶于25ml乙二醇中,在搅拌同时慢慢加入到上述沉淀溶液中,反应半小时将混合浊液转移至反应釜中,180℃反应18h。
Jaewon Lee等[6]以FeSO4·7H2O、LiOH和H3PO4为原料,研究了2个温度阶段的产物,在反应温度低于120℃时所得到的产物是Fe3(PO4)·8H2O和LiFePO4的混合物,当温度升高至300℃后,磷酸盐全部消失,得到的产物为纯净的橄榄石。
2.3溶胶凝胶法
Jae-Kwang Kim等[7]以Li2CO3, FeC2O4·2H2O, Mn(COOCH3)2·4H2O和NH4H2PO4为原料,在70℃搅拌12h,制备出的前驱体真空烘干后,分别在300-700℃、500-700℃两种温度阶段进行煅烧。分别在0.1C倍率下进行充放电测试,得到的放电比容量分别是146 mAh/g和155 mAh/g。
本文以FeSO4·7H2O、H3PO4和LiOH·H2O为主要原料,先以溶剂热法合成前驱体,再经过高温焙烧,合成了橄榄石型的LiFePO4。主要研究了掺杂不同计量比的Co对磷酸铁锂晶体结构的影响,以及掺杂不同计量比的Co对掺杂后磷酸铁锂的电化学性能的影响。结果表明,金属离子掺杂并没有改变LiFePO4的橄榄石型结构,包覆的碳可提高材料的电化学性能。
表4.1为合成的LiFe1−xCoxPO4/C (0≤x≤0.025)样品的晶胞参数,可以看出掺杂Co后的LiFe1-xCoxPO4的晶格参数和晶胞体积略小于纯的LiFePO4,说明Co2+已经掺杂进LiFePO4的晶胞中,因为Co2+的半径(0.74 Å )小于Fe2+的半径(0.76 Å ),但总体来说,有没有大的变化,说明虽然掺杂了Co,但没有引起LiFePO4的晶格参数和晶胞体积大的变化,没有改变LiFePO4的基本结构。
硫酸钴(CoSO4·7H2O,A R,上海试剂二厂)
3.2样品制备方法
本实验采用溶剂热法合成磷酸铁锂,乙二醇为溶剂,所用基本原料为FeSO4·7H2O、H3PO4、LiOH·H2O,分别研究了合成工艺条件、碳源及金属离子的掺入对LiFePO4结构、形貌及电化学性能的影响,制备纯的LiFePO4/C实验步骤如下:
3.3.2扫描电子显微镜(SEM)
扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)是观察和研究物质微观形貌的重要工具,由于扫描电镜具有比普通显微镜高得多的放大倍数,其应用范围也大大增强。扫描电镜主要由真空系统、电子束系统和成像系统三部分组成,电子枪中发射出电子束,经过栅极聚焦,在加速电场的作用下,通过电磁透镜所组成的电子光学系统,电子束经会聚后聚焦在样品表面,而这些聚焦在样品表面的电子束会被检测器所捕获,然后检测器信号被送到显像管,在屏幕上即可显示出图像,即可得到SEM图片。
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