石墨烯包覆磷酸铁锂正极材料的合成及性能研究

通过溶胶凝胶法合成了石墨烯包覆的橄榄石型LiFePO4/石墨烯正极复合材料.实验采用在磷酸铁锂前驱体制备过程中加入石墨烯,经高温煅烧后实现了石墨烯与磷酸铁锂的均匀包覆.研究了石墨烯对正极材料的结构和电化学性能的影响.研究结果表明,LiFePO4/石墨烯复合材料的颗粒尺寸比纯LiFePO4明显减小,石墨烯包覆后的LiFePO4材料的电荷转移电阻显著降低,在0.1C电流密度下的首次充放电比容量达到143.6 mAh/g,循环性能也得到较大提高.     

高倍率NCM613正极材料制备及性能研究

通过共沉淀法制备草酸盐前驱体，采用固相烧结法镍钴锰三元正极材料(NCM613)。采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、电化学交流阻抗、恒流充放电等手段对不同氨水浓度所制备的NCM613材料结构和性能的影响。结果表明氨水浓度可以改变NCM613三元正极材料颗粒大小，从而影响循环寿命和倍率性能，氨水浓度为2%时制备的NCM613三元正极材料性能最好，在CR2032扣式电池中0.1 C倍率下首次放电容量为188.5 mAh/g,1 C倍率下充放电循环100周后容量保持率为76%。     

气相沉积碳包覆磷酸铁锂的制备及性能

磷酸铁锂是一种新型的锂离子电池正极材料,具有原材料来源丰富、价格低廉、对环境友好等特点.包覆碳及加碳制成复合材料是提高LiFePO4材料电导率的有效方法之一.实验中以苯为碳源,采用化学气相沉积方法在固相反应法制备LiFcPO4材料的过程中对材料表面进行碳包覆.用X射线衍射分析,扫描电镜和透射电镜对碳包覆LiFePO4材料的结构形貌进行了表征.用电池测试系统对其电化学性能进行了研究.结果表明:以苯为碳源的化学气相沉积方法合成的LiFePO4材料的平均粒径为200nm,材料表面均匀地包覆了4～5nm厚的碳层·电化学性能测试表明:碳包覆LiFePO4在O.1C倍率下放电容量达到151.6mAh/g,1 C放电容量达到125.8mAh/g,体现了良好的倍率放电特性和循环性能.     

锂硫电池正极材料的制备及电化学性能

目的：制备高性能的锂硫电池正极材料。方法：通过碳化表面包覆聚合物的磷钨酸铵微球,制备碳包覆的氧化钨,在其表面负载稀土氧化物,并与单质硫复合,制备硫正极材料。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜对制备的材料进行表征,采用恒电流充放电方式测试材料的电化学性能。结果：在0.1C的倍率下,硫电极首次放电容量为1 263.7 mAh/g S,循环100次后的放电容量仍然保持有840.6 mAh/g S,表现出较高的放电比容量和良好的循环稳定性。结论：负载稀土氧化物的策略可以有效提升硫电极的电化学性能。     

含硫聚丙烯腈复合正极材料的性能

由单质硫与聚丙烯腈合成一种新型含硫复合正极材料。通过XRD、SEM、FTIR对含硫聚丙烯腈复合正极材料进行了表征,利用循环伏安法和电池充放电测试了材料的电化学性能。结果表明:此正极材料表现了比较好的电化学性能,其初始放到容量达到690 mAh/g,40次循环放电容量仍为488 mAh/g。     

固相法合成LiFePO4/C复合材料性能研究

以FeC2O4.2H2O、LiH2PO4为原料,利用液相分散混合、喷雾造粒工艺制取前驱体,通过固相烧结法在氮气气氛中合成LiFePO4/C复合锂离子电池正极材料。采用XRD、SEM、电性能测试等方式对制备的样品进行表征分析和性能测试,并研究了不同焙烧温度对样品性能的影响。结果表明:700℃恒温焙烧16 h条件下制备的样品为单一橄榄石型晶体结构,其0.1 C放电倍率下首次放电容量为144.4 mAh/g,充放电循环100次后放电容量可达140.8 mAh/g。     

高取向富锂正极材料的合成及电化学性能研究

以六亚甲基四胺（HMT）为导向剂,通过水热法,在不同温度下合成了六边形薄片状的高取向三元前驱体NixCoyMn1-x-y(OH)2,采用氯化钾与氯化钠的混合熔盐法对前驱体进行煅烧后得到高取向富锂正极材料。经X射线衍射、扫描电镜等表征,材料具有良好的层状结构,在(003)晶面具有很高的择优取向。电化学测试结果表明,在0.1C倍率下(20mA/g),材料的首次放电容量为282.5mAh/g;1C倍率下经30次循环放电容量从195.7 mAh/g降至178.8 mAh/g,容量保持率为91.4%;当倍率分别为2 C和5 C时,材料的放电容量分别为150.6 mAh/g和110.0 mAh/g。材料具有良好的循环稳定性和倍率性能。     

富锂锰基正极材料的形貌与结构调控及电化学性能研究

采用共沉淀法合成,高温退火制备的富锂锰基正极材料LMCN-442、LMCN-532、LMCN-622,通过X射线衍射仪、扫描电镜等多种手段对前驱体和退火的锰基正极材料进行表征,研究不同摩尔比例的锰基三元正极形貌和电化学性能.结果表明,当锰基三元正极材料的主体元素为6:2:2时,合成的前驱体材料粒度分布均匀、结晶程度较好,并且形貌为表面光滑微球.另外,将前驱体与碳酸锂混合并用高温退火后的富锂锰基正极材料LMCN-622,其电化学性能测试结果表明:在充放电电压为2.0～4.8V内表现良好电化学性能.电流密度40 mA·g-1条件下,首周放电比容量达253 mAh·g-1,经过90次循环后放电比容量保持率71％;经过200次循环后放电比容量可达到80 mAh·g-1.     

有机碳源包覆磷酸铁锂正极材料改性研究

以Fe2O3为Fe源、LiH2PO4为Li源和P源、分别以聚乙烯醇(PVA)、淀粉、柠檬酸为碳源,采用液相分散混合、雾化造粒及高温固相处理工艺制备得到碳包覆的磷酸铁锂正极材料(LiFePO4/C),考察不同有机碳源包覆改性对磷酸铁锂正极材料物理及电化学性能的影响。结果表明:以聚乙烯醇包覆制备的LiFePO4/C材料的首次放电比容量为153.8 mAh/g,首次效率大于90%,材料物相纯正,颗粒呈类球形均匀分布、无团聚现象;淀粉包覆的样品的比容量稍低,为144.4 mAh/g,柠檬酸包覆的产物的比容量最低,为139.4 mAh/g。     

磷铁钠矿型NaFePO4/C正极的制备及储钠性能

通过溶胶凝胶法制备了磷铁钠矿型NaFePO4/C钠离子电池正极材料,然后利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线能量色散光谱(EDX)研究了磷铁钠矿型NaFePO4/C正极材料的微观结构及形貌;并进一步利用恒流充/放电及循环伏安(CV)技术测试了其电化学性能.结果表明:所制备的磷铁钠矿型NaFePO4/C正极在0.1 C时的首次放电比容量约为26.9 mAh/g,经过50次循环后,电极的容量保持率为98.6％,而且在1.0 C时的可逆放电比容量仍为15.5 mAh/g,表现了满意的充/放电循环稳定性和倍率性能,在对电池容量要求不高的应用场合中优势更加明显.