以Fe2O3为铁源制备LiFePO4/C及其电化学性能

以Fe2O3和LiH2PO4为原料,聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法制备了LiFePO4/C复合正极材料,研究了不同温度对合成材料电化学性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒电流充放电测试研究了材料的电化学性能。结果表明:于700℃下制备的LiFePO4/C复合材料在0.1、1、5C倍率下的首次放电比容量分别为160.4、143.0、108.3 mAh/g。在1 C和5 C经100次循环后,放电比容量分别为138.5 mAh/g和100.2 mAh/g,表现出良好的高倍率循环性能。     

流变相法合成高倍率性能优异的LiFePO4/C复合材料

以月桂酸为碳源和表面活性剂,采用流变相法合成性能优异的LiFePO4/C复合材料.研究了不同制备方法对材料结构、形貌和电化学性能的影响.采用XRD、SEM、电化学循环性能测试以及循环伏安测试对材料进行表征.结果表明:相比固相法,流变相法合成的材料粒径更小,仅有200 nm,且分布均匀;0.1 C下材料的放电比容量可达155mAh/g,10 C放电比容量高达115mAh/g,且经820次循环后容量保持率高达95％,再经20C放电,比容量仍有101mAh/g,具有优异的高倍率循环性能.     

糖类作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO4/C正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)和电化学手段对目标材料进行了结构表征和性能测试.考察了葡萄糖和蔗糖作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响.结果表明,以葡萄糖作为碳源的正极材料具有优良的电化学性能,首次放电比容量达136.3 mAh/g,远远高于纯的LiFePO4正极材料,随着循环次数的增加,材料的放电比容量逐渐增加,然后趋于稳定.循环30次后,比容量为139.6 mAh/g.     

以腐殖酸为还原剂合成LiFePO_4/C的性能

以Fe2O3为铁源、腐殖酸为还原剂和碳源,用一步固相法合成LiFePO4/C复合材料.在有机电解液中以1.0C充放电,合成的LiFePO4/C的首次放电比容量为127.1 mAh/g,第100次循环的放电比容量为118.7 mAh/g;在Li2SO4电解液中,LiFePO4/C能可逆地嵌脱锂,以3.0 G充放电,室温和-5℃时的首次放电比容量分别为119.5 mAh/g和57.5 mAh/g.     

喷雾干燥法合成球形LiFePO4/C材料研究

以FePO4.2 H2O、Li2CO3为原料,以葡萄糖为碳源和还原剂,采用喷雾干燥法合成球形LiFePO4/C材料,研究了浆料固含量和进料速率对颗粒大小的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:喷雾干燥法合成的LiFePO4/C具有完整的橄榄石型结构,颗粒呈规整的类球状。在室温下测试了LiFePO4/C材料的充放电性能。结果表明,材料具有良好的电化学性能。750℃所得LiFePO4/C材料在0.2 C、0.5 C、1 C和3 C电流密度下的首次放电比容量分别为144.1、139.2、135.5 mAh/g和125.1mAh/g;材料循环性能良好,经10次循环后,材料的放电比容量都保持在99%以上。     

LiFePO_4/C正极材料的制备及电化学性能

以甘氨酸为络合剂,蔗糖为碳源,采用溶胶-凝胶法制备了LiFePO4、LiFePO4/C正极材料。利用TG、XRD、SEM测试技术对材料的热稳定性、物相结构、形貌进行表征。结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C都具有单一的橄榄石型晶体结构,与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更小的颗粒粒径和更好的电化学性能,以0.1 C、0.5 C倍率放电,首次放电比容量分别为157.5、140.7 mAh/g,循环20次后容量保持为152.4、130.2 mAh/g。     

水热法合成具有优异倍率性能的纳米LiFePO_4

利用水热法,通过优化反应物的浓度、反应的温度和时间,在碱性体系中成功合成了粒径约为100 nm、具有橄榄石结构、纯相、平板状LiFePO4纳米材料,并采用蔗糖热解处理制得LiFePO4/C复合材料。同时,还研究了材料粒径对其电化学性能的影响。结果表明,反应物LiOH·H2O的浓度为4.5 mol/L时,所合成的LiFePO4粒径为100 nm。随粒径的减小,LiFePO4/C复合材料的电化学性能显著提高。粒径约为100 nm的LiFePO4/C表现出优异的倍率性能;以0.2 C放电,材料的比容量为168.2 mAh/g;以10 C和20 C放电,比容量分别可达114.2和94.7 mAh/g。同时,材料还具有良好的充放电循环稳定性。     

第二相碳对LiFePO_4/C正极材料性能的影响

以草酸亚铁为铁源,磷酸二氢锂为锂源,以葡萄糖为第一相碳源,乙炔黑为第二相碳源,两步高温固相法合成碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)正极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和显微激光拉曼光谱等分析方法对合成样品的物相、表面形貌及碳结构进行表征,并对样品的恒流充放电性能进行了测试,探讨了乙炔黑的加入对材料电化学性能的影响。结果表明采用二相碳合成的LiFePO4/C材料为纯相磷酸铁锂;碳包覆LiFePO4材料中有石墨结构的有序碳生成,且电子电导率达到6.89×10-5S/cm;具有良好的电化学性能,在0.5 C下放电比容量达到161mAh/g,5 C下放电比容量为122.7 m Ah/g,3 C下循环30次后容量保持率为95.97%。     

以FePO4为原料的LiFePO4碳热还原合成方法研究

以磷酸铁作为铁源和磷源,以碳酸锂作为锂源,采用碳热还原法合成LiFePO4/C材料。选用不同碳源包覆和不同金属离子掺杂对样品进行改性。采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及恒电流充放电技术等分析方法分别研究了样品的结构、形貌和电化学性能。结果表明,在室温和0.1 C倍率下,碳源为单一碳质前驱体的样品比采用混合碳源制备的LiFePO4/C具有更好的电化学性能,首次放电比容量为151.5 mAh/g,循环性能稳定;而以金属离子掺杂却很难有效地提高材料的电化学性能。     

前期处理工序对LiFePO_4/C性能的影响

介绍了六种前期处理工序来优化碳包覆工艺,并通过碳热还原法合成LiFePO4/C复合材料,采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)和电化学手段对产物进行结构、形貌表征和电化学性能测试。结果显示,最优材料振实密度可达1.45g/mL,并表现出优良的电化学性能。室温下材料在5C时,首次放电比容量为89.6mAh/g。循环30次后,比容量为83.9mAh/g,衰减仅2.0%。     

不同碳源对制备LiFePO4/C复合材料性能影响

分别以蔗糖、葡萄糖、酚醛树脂、酚醛树脂和葡萄糖混合物为碳源用固相碳热还原法制备了四种不同碳含量的LiFePO4/C正极材料。利用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO4均为纯相,但是用蔗糖合成的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用其他碳源制备的样品,其中含碳3.01%的样品在0.1 C、1 C下的放电比容量分别为158.9、146.5 mAh/g。     

碳纳米管对复合型锂离子动力电池性能的影响

采用LiFePO_4、LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4作为复合正极材料,考察了添加碳纳米管作导电剂对电池性能的影响。研究结果表明:以LiFePO_4、LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4作为复合正极材料所制作的电池具有较好的安全性能,在正极片中添加碳纳米管作导电剂后可以提高电池的放电比容量,改善电池的低温性能和倍率充放电性能。添加碳纳米管作导电剂后的电池具有极佳的循环稳定性,3 C循环500周容量保持率为95.34%,循环1 000周容量保持率为90.09%。     

不同溶剂中电化学合成LiFePO4/C及性能

以无水乙醇、纯水为溶剂,蔗糖为碳源,采用电化学法合成LiFePO4/C锂离子电池复合正极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及充放电性能测试等方法对其晶体结构、微观形貌和电化学性能进行分析研究.结果表明:LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构.其中在无水乙醇溶剂中合成的LiFePO4/C复合正极材料...     

高性能锂硫电池正极复合材料研究现状

锂硫电池具有理论比容量高（1 675 mA·h/g）、硫资源丰富、环境友好无毒和价格低廉等优点,是下一代二次电池的研究重点。单质硫作为锂硫电池正极材料时,其导电性差、中间产物溶解及放电过程体积膨胀导致的电化学性能衰减,严重制约着锂硫电池的商品化。对单质硫进行复合是目前主要的改性方法和研究热点。综述了吸附型、包覆型和多元复合型等多种硫基正极复合材料的研究现状,分析了复合材料微观结构对其电化学性能的影响,并展望了硫基正极复合材料及锂硫电池的发展前景。     

锂硫电池正极复合材料研究进展

从两个方面综述了锂硫电池正极复合材料的研究进展:一方面为含硫复合材料,它包括硫/碳、硫/纳米金属氧化物及硫/聚合物复合材料;另一方面为正极所含的粘结剂,它包括聚环氧乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯(PVDF)、水溶性聚合物(LA)、白明胶(gelatin)等。此外,针对锂硫电池存在的问题,对后续研究作了展望,提出选择具有多孔结构和良好导电性的碳材料是提升锂硫电池性能的关键因素;同时具有良好粘结性能、高的导电性能及优异化学稳定性的黏结剂也对锂硫电池性能的提升发挥重要作用。     

LiMn0.6Fe0.4PO4掺碳改性的研究

采用高温固相法,制备了锂离子电池用的纯LiMno0.6Fe0.4PO4和LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合正极材料.利用酸溶解法、XRD、扫描电镜及充放电测试等,对样品的碳含量、晶体结构、形貌以及电性能等进行了研究.所得LiMn0.6Fe0.4PO4和LiMn0.6Fe0.4P04/C均为纯橄榄石型晶体结构,其中以蔗糖为碳添加剂的LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合材料具有良好的循环性能和高倍率性能:以0.1C充放电,首次放电比容量为122.3 mAh/g,循环15次之后,容量保持率为99.3%;以0.5 C和1.5 C充放电,首次放电比容量分别为121.4 mAh/g和110.2 mAh/g.     

不同碳源的溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C正极材料

以聚乙二醇、乙炔黑、甘氨酸、葡萄糖作为不同碳源,采用溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C复合正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析等分别对合成产物进行表征,用恒电流充放电测试分析了LiFePO_4/C样品的电化学性能。结果表明,引入碳源所制得的材料具有单一的橄榄石型晶体结构,与纯相LiFePO_4相比,以甘氨酸为碳源和络合剂制备的LiFePO_4/C具有更小的颗粒尺寸和优异的电化学性能。样品的平均颗粒尺寸在1.7μm并且分布均匀,在0.2 C下首次放电比容量有163.5 m Ah/g。在0.5 C、1 C下循环20次后比容量分别保持为130.1和112.3 m Ah/g,循环稳定性优异。     

Importance of mixing protocol for enhanced performance of composite cathodes in all-solid-state batteries using sulfide solid electrolyte

All-solid-state battery performance is strongly dependent on effective charge transfer at both 1) the interface of the active particles and 2) through the interstitial regions of composite cathode. Design of the composite cathode is further complicated by the necessity to limit the amount of conductor additives in order to attain high energy density. These requirements present a difficult design challenge for the composite cathode. Here we investigate the extent to which the mixing order of the three components in the composite cathode impacts the charge transfer and cell performance. We test a total of 5 mixing protocols and find that the initial discharge capacity and the rate capability varies significantly with mixing order. It is shown that the location of the electron conductive carbon is particularly critical for cell performance due to its limited quantity in the composite cathode. Mixing protocols that concentrate the carbon at the active particle interface lowers the interfacial resistance leading to higher discharge capacity. Mixing protocols that place more carbon in the interstitial regions improves the electron path conductivity and is found to correlate with higher rate capability. Based on these results we demonstrate a mixing protocol that achieves both higher discharge capacity and better rate performance for all-solid-state batteries.     

石墨烯在锂离子电池正极材料中应用的进展

综述了石墨烯与聚阴离子型、尖晶石型、层状结构的正极材料复合,改善锂离子电池电化学性能的研究进展。总结了石墨烯在锂离子电池正极材料中的应用所面临的问题。     

碳材料在锂空气电池中的应用及研究进展

综述了有关锂空气电池所应用的碳材料的种类及其性能,总结了不同种类碳材料的物理参数,如比表面积、孔体积、粒子尺度以及电导性等对锂空气电池性能的影响规律;以及碳材料改性对锂空气电池氧电极的性能改善。已有的文献数据表明用于锂空气电池的碳材料必须具有较好的导电性、较大的比表面积、合适的孔体积和粒子尺度等。这些物理化学参数为应用于锂空气电池的碳材料的选择提供了依据。