锂离子电池正极材料LiFePO4/C的性能研究

为降低磷酸亚铁锂的制备成本,以FePO4、Li2CO3和蔗糖为原料,采用埋炭保护结合碳热还原的方法合成LiFePO4/C电极材料.通过XRD、SEM、电化学性能测试,研究了该工艺下合成材料的性能.试验结果表明:采用埋炭保护结合碳热还原的方法成功合成了LiFePO4/C电极材料;该工艺下合成的材料具有较好的低倍率可逆性,...     

玉米棒状LiFePO4正极材料的离子热法制备及性能

以自制离子液体为反应介质,FeSO4·7H2O、(NH4)2HPO4和LiOH·H2O为原料,采用离子热法制备了LiFePO4,并经过热处理覆炭制备出LiFePO4/C复合材料。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜表征了材料的结构和形貌,采用恒电流充放电测试其充放电性能。结果表明:常压低温下所制备的LiFePO4正极材料和经热处理制备的LiFePO4/C都具有橄榄石晶体结构,呈玉米棒状形貌,并表现出优良的充放电性能。室温下,0.1C倍率下LiFePO4和LiFePO4/C首次放电比容量分别为140.7 mA·h/g和162.5 mA·h/g。LiFePO4/C在0.1、1 C和5 C倍率下循环30次均无明显衰减。     

埋炭条件下铝热还原合成Al2O3-WC复合材料

利用WC来增韧Al2 O3 被认为是一种改善Al2 O3 性能的有效方式之一。作为常用的刀具材料之一 ,过去一般采用热压烧结方法制得。近年来发现 ,以自蔓延法为基础也可合成Al2 O3 -WC复合材料。但存在过程不易控制 ,成本偏高、合成过程需要氩气保护等缺点。埋炭保护是实验室和工业中处理含炭耐火材料的一种重要方法 ,经计算 ,当温度高于 110 0℃时 ,在埋炭层中CO和N2 占绝对优势 ,则可利用CO形成的还原气氛来保护材料不被氧化 ,但是并未见到关于利用埋炭层中的CO进行材料合成的报道。在对Al -WO3 体系的研究中 ,发现当实验在埋炭条件下进…     

不同气氛中高铬材料的抗煤熔渣性研究

采用静态坩埚法,分别在空气、氩气和埋炭3种气氛中对高铬材料进行了抗煤渣试验,采用直接观察、SEM观察、EDS分析等手段,对比分析了煤渣的侵蚀深度和渗透深度。结果表明:1)试验气氛主要影响煤熔渣对高铬砖的侵蚀程度,而对煤熔渣在高铬砖中的渗透程度影响较小;2)在空气气氛中,煤熔渣对高铬砖的侵蚀和渗透程度均比在氩气和埋炭气氛中的小;3)在氩气和埋炭气氛中,溶解在煤熔渣中的Cr2O3被还原成单质Cr并从煤熔渣中析出,使高铬材料中Cr2O3在煤熔渣中的溶解-还原-析出循环不断进行,高铬材料被熔渣严重侵蚀;4)综合比较,在氩气气氛中进行的静态坩埚抗渣试验是实验室评价高铬材料较为理想的抗渣试验方法。     

以锂矿为锂源循环制备正极材料LiFePO4

以锂矿为锂源制备出杂质含量很低的反应用锂溶液,与亚铁盐溶液、磷源溶液在液相条件下合成LiFePO4,加糖、煅烧,制得正极材料LiFePO4。循环利用反应用锂溶液及LiFePO4制备过程中产生的副产品。通过XRD、SEM、恒电流充放电测试等对正极材料LiFePO4的物相、形貌、电化学性能等进行表征,并对材料的制备成本进行分析。合成的正极材料LiFePO4纯度高,在0.2 C和1 C条件下比容量分别为160.1 mA·h/g和145.3 mA·h/g,首次库伦效率为97.3%。与以锂盐为锂源合成的LiFePO4相比较,以锂矿为锂源合成的LiFePO4可使制备成本降低超过12 000元/t,同时实现了循环经济。     

石墨烯包覆LiFePO_4共沉淀-焙烧法制备及性能研究

以氧化石墨烯和抗坏血酸为包覆碳源,采用共沉淀-焙烧法制备了LiFePO4/G和LiFePO4/C正极材料,并通过X-射线衍射图谱(XRD),扫描电镜(SEM)对合成材料进行结构及形貌分析,并采用循环伏安(CV)、恒电流充放电等表征手段对合成材料进行电化学性能测试。结果表明,石墨烯和碳颗粒的引入没有改变LiFePO4橄榄石晶体结构,石墨烯在细化颗粒和均匀分布上的效果优于普通碳颗粒,使LiFePO4/G表现出更加优越的电化学性能,在0.1C倍率时的放电容量为134 mAh·g-1,充放电循环20次后容量保持率可达到98.8%。     

空气气氛中烧成刚玉-氮化硅复合材料的研究

对刚玉-氮化硅复合材料在氮气中埋炭、空气中埋炭和空气 3种气氛中加热时可能发生的、对烧结有影响的重要反应进行了热力学分析,然后按m(Al2O3 ) : m(Si3N4 ) =62. 5: 37. 5的配比制成试样,在上述 3种气氛中于 1600℃保温 2h烧成,并对烧成后试样的性能、相组成以及空气气氛中烧成后试样的显微结构进行了分析。结果表明:在氮气中埋炭或空气中埋炭烧成时,材料的烧结情况没有在空气气氛中的好;在氮气中埋炭和空气中埋炭烧成后试样中分别生成了少量的β SiAlON或SiC,而在空气气氛中烧成后试样中出现了莫来石、石英和X相,残留了较多的β Si3N4;在空气气氛中烧成后,试样断面明显分为氧化层和非氧化层,其间有一沉积致密层。     

热处理气氛对添加铝粉的铝碳材料性能和结构的影响

为提高铝碳材料的性能,在碳结合的基础上增加陶瓷结合相,将添加铝粉的铝碳试样在不同气氛 (Ar、埋炭和N2 )中经 1300℃热处理 5h,测定试样热处理前后质量变化率、抗折强度、体积密度、显气孔率和抗水化性,并用扫描电镜和XRD分析试样的显微结构和物相组成。研究表明: 埋炭保护热处理后材料中有大量亚微米级柱状和类柱状物的晶须;Ar保护热处理后材料中有带状、锥状的氧化铝和少量晶须生成;N2保护热处理后材料中有较多粒状AlN产生;热处理气氛不同,材料显微结构明显不同,但不能避免Al4C3的生成;埋炭和N2保护热处理后,材料强度提高,显气孔率降低;N2保护热处理最有助于提高材料的抗水化性。     

Ag、C共包覆对LiFePO_4材料电化学性能的影响

采用葡萄糖还原法在固相法制备的LiFePO4基础上合成了Ag包覆的LiFePO4/Ag材料;同时采用一步法合成了碳银共包覆的LiFePO4/(Ag+C)材料。结果表明,Ag包覆将LiFePO4材料的首次放电容量由80mAhg-1提高到121mAhg-1;而碳银共修饰的LiFePO4/(Ag+C)材料具有更高的放电容量(132mAhg-1),并且具有更好的循环性能。此外,Ag包覆也大幅度降低了材料的电阻,电极的电荷转移电阻由253.5Ω降低到了54.8Ω。     

碳源对碳热法制备LiFePO4/C复合电极材料性能的影响

以廉价的Fe2O3为铁源,(NH4)H2PO4为磷源,Li2CO3为锂源,分别以乙炔黑、葡萄糖、PEG6000为还原剂和碳源,采用碳热还原法制备了LiFePO4/C复合材料。X射线衍射(XRD)分析表明用三种碳源都合成了橄榄石结构的LiFePO4。扫描电子显微镜(SEM)分析显示,以PEG6000为碳源合成的LiFePO4/C复合材料粒径较小,较均匀,且有较好的碳包覆。以充放电曲线、循环性能和交流阻抗等测试研究了材料的电化学性能,结果表明,以PEG6000为碳源合成的材料的电化学性能较好,0.1C、1C下首次放点比容量分别为144.7 mAh/g、132 mAh/g。     

碳含量对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

Olivine-type LiFePO4/C composite cathode materials were synthesized by a solid-state reaction method in an inert atmosphere. The glucose was added as conductive precursors before the formation of the crystalline phase. The effects of glucose content on the properties of as-synthesized cathode materials were investigated. The crystal structure and the electrochemical performance were characterized by X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, laser particle-size distribution measurement and electrochemical performance testing. The material has a single crystal olivine structure with grain-sizes ca. 100-200 nm. SEM micrographs and the corresponding energy dispersive spectrometer （EDS） data confirm that the carbon particulates produced by glucose pyrogenation are uniformly dispersed among the LiFePO4 grains, ensuring a good electronic contact. Impedance spectroscopy was used to investigate the ohmic and kinetic contributions to the cell performance. It is found that increasing the carbon content leads to a reduction of the cell impedance due to the reduction of the charge transfer resistance. The galvanostatically charge and discharge tests show that the material obtained by adding 10% C （by mass） gives a maximum discharge capacity of 140.8mA·h·g^-1 at the same rate （C/10）. The material also displays a more stable cycle-life than the others.     

碳包覆对LiFe0.8Mn0.2PO4性能的影响

为保证锂离子电池的正极材料磷酸亚铁锂具有优良的电化学性能,采用了碳包覆和锰元素掺杂的方法提高初始容量和充放电性能.以醋酸锰为Mn源,葡萄糖为C源,采用高温固相法合成碳包覆的LiFe0.8Mn0.2PO4/C,用XRD、恒流充放电研究了材料的结构和电化学性能.结果表明:包覆后的材料仍然具有橄榄石型晶体结构,并且包覆碳后材...     

掺杂改性LiFePO_4正极材料制备及表征

采用微波热合法制备了掺杂LiFePO4锂电池用正极材料。通过XRD、SEM表征了材料的晶体结构和形貌,采用恒电流充放电法研究了材料的电化学性能。XRD结果表明,掺杂后的材料晶相为橄榄石型磷酸铁锂;SEM测试结果表明,加热时间延长促使材料颗粒团聚长大,且结晶完整,颗粒分布均匀。对电池的电化学测试表明,制备的掺杂LiFePO4材料表现出优良倍率性能和循环稳定性,充放电比容量分别为131.7 mAh/g和123.8 mAh/g,10次循环后比容量没有明显衰减。     

液相法合成高容量LiFePO4/C复合正极材料

采用液相共沉淀法合成了纯相橄榄石型LiFePO4和LiFePO4/C复合正极材料。利用原子吸收(AAS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、振实密度测定等方法对其进行表征,并组装成电池研究其电化学性能。结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C都具有单一的橄榄石型晶体结构,且前者的振实密度可达1.67 g/cm2,掺碳后制成的LiFePO4/C振实密度有所降低,但充放电平台非常平稳。与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更高的放电比容量和循环性能,室温下以0.2 mA/cm2和0.4 mA/cm2电流密度充放电,首次放电比容量分别达到158.1 mA.h/g、150.0 mA.h/g。充放电循环20次后放电比容量仍分别保持在154.2 mA.h/g,137.2 mA.h/g。     

共生Li3PO4对LiFePO4电化学性能的影响

采用固相法制备出xLi3PO4/LiFePO4/C(x=0,0.025,0.05,0.10,0.15,0.20,0.50)复合锂离子电池阴极材料.电化学充放电测试显示,0.025Li3PO4/LiFePO4/C材料的性能优于同时制备的对比样品LiFePO4/C的.0.025Li3PO4/LiFePO4/C材料以0.1 ...     

中空八面体锂离子电池正极材料LiFePO_4的制备及电化学性能

以醋酸锂、磷酸、七水合硫酸亚铁为原料,聚乙二醇为分散剂,通过一步水热法制备得到中空八面体LiFePO_4锂离子电池正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试仪对样品晶型、形电化学性能进行了表征测试。研究结果表明,在2.5~4.2 V电压范围内,以0.1 C(17 mA/g)倍率进行充放电,样品首次放电比容量为129.6 mA·h/g;0.2、0.5、1、2和5 C的充放电倍率时,首次放电比容量分别达到123.6、119.7、114.1、99.5g和90.6 mA·h/g。10 C的充放电倍率时首次放电比容量为84.3 mA·h/g,说明中空八面体LiFePO_4在高倍率下表现出优异的电化学性能。     

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的研究进展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂（Li3V2（PO4）3）具有更高的Li＋扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一.综述了近年来Li3 V2（PO4）3的主要合成方法、充放电机理及其掺杂改性的研究现状,并且对Li3V2（PO4）3的发展趋势进行了展望.     

磷酸铁锂材料在水溶液中嵌锂行为研究

应用扫描循环伏安法研究LiFePO4材料在LiNO3水溶液体系中的脱/嵌锂过程,该扫描曲线是一个完整的、闭合的氧化/还原峰曲线,峰型尖锐,说明LiFePO4材料在水溶液体系中具有良好的电化学可逆性。对LiFePO4材料在LiNO3水溶液中进行恒电位嵌锂,对嵌锂后的LiFePO4材料进行恒电位脱锂,将嵌入材料中的Li+释放到去离子水溶液中,成为含Li+水溶液。以紫外分光光度法测定其中Li+的吸光度,对照标准Li+吸光度~浓度(g/L)曲线,对应的浓度即为溶液中Li+浓度。计算出LiFePO4材料的嵌锂效率约为35%。说明LiFePO4材料可以作为含Li+水溶液的嵌锂材料进行提锂。但是提锂效率低。