采用氧化控制结晶-碳热还原制备球形磷酸铁锂的方法

本发明公开了属于能源材料制备技术领域的一种采用氧化控制结晶一碳热还原制备球形磷酸铁锂的方法。其制备方法是,先将二价铁盐与磷酸混合水溶液、氨水溶液和氧化剂反应,通过氧化控制结晶过程合成球形水合磷酸铁前驱体,洗涤、干燥、预烧脱水后,再与碳酸锂、碳源均匀混合,在惰性或还原气氛保护下,经过高温碳热还原得到磷酸铁锂。     

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,...     

磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合材料制备方法研究

以固相法制备出了磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合正极材料.采用X-射线衍射仪(XRD)、电子扫面电镜(SEM)、激光粒度分析仪、碳硫分析仪以及X-光电子能谱仪等对制备出的复合材料进行表征,发现该材料以磷酸亚铁锂和磷酸钒锂的晶形结构为主,其中有少量的杂质成分;该材料颗粒粒度较细、粒度分布窄且均匀,颗粒表面光滑、碳包裹状况良好,同其它方法制备的复合材料比较在碳含量差不多的情况下具有较优的导电率.对材料进行了电化学性能表征认为该材料的电化学性能比较优异,0.1C放电容量达到190 mA·h·g-1以上,10C可以达到120 mA·h·g-1,20C放电容量仍有85 mA·h·g-1且循环稳定性均较好;1C进行1000次循环之后仍然保持120 mA·h·g-1的容量,具有较高的实用价值.     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂制备方法研究进展

单斜结构的磷酸钒锂[Li₃V₂（PO₄）₃]材料与其他锂离子电池正极材料相比具有较高的工作电压（3.0~4.8 V）、良好的离子迁移率和优良的热稳定性,是一种具有竞争优势和发展前景的大功率锂离子电池正极材料,成为了近年来研究的热点。综述了锂离子电池正极材料磷酸钒锂的结构特点及其充放电机理。磷酸钒锂的常用合成方法有碳热还原法、水热法、溶胶-凝胶法及流变相法等,着重阐述了磷酸钒锂的不同合成方法对所制备样品的形貌和电化学性能的影响。分析总结了不同合成方法的改进方法,以改善磷酸钒锂正极材料电子导电性和锂离子扩散系数较低的问题。最后,针对磷酸钒锂正极材料在锂离子电池的应用中所存在的问题展望了该材料未来可能的发展方向和研究热点。指出需要优化材料的制备方法以改善材料的颗粒形貌、提高电子导电率和扩散系数等,进而改善材料的循环性能、倍率性能和充放电性能等;需要改进制备流程、提高实验的安全性、简化反应流程和减少制备成本等,以实现磷酸钒锂正极材料的工业化应用。     

磷酸铁锂改性制备工艺的研究

以柠檬酸作为分散剂,采用胶凝胶法制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂,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。考察了碳改性过程中蔗糖加入量、后期煅烧时间及金属离子Zr4+掺杂改性对合成材料充放电性能的影响。结果表明,合成产物为橄榄石型磷酸亚铁锂,碳改性和Zr4+离子能有效控制颗粒长大,提升材料的电化学性能;加入60%蔗糖,掺杂锆离子,650℃烧结18 h制备的磷酸亚铁锂的可逆性好,0.2C放电比容量达到162 mAh·g-1。     

正极材料磷酸钒锂的电化学性能研究

磷酸钒锂[Li_3V_2(PO_4)_3]有单斜和斜方两种晶系结构,其晶体框架结构稳定。具有充放电电压平台可控、能量密度大、热稳定性好、安全性高、锂离子扩散系数高等优点,被认为是电动锂离子电池最有发展前景的新型正极材料。综述了磷酸钒锂的结构和电化学性能,重点讨论了通过碳包覆和金属离子掺杂对磷酸钒锂进行改性的最新研究成果,并对磷酸钒锂的发展趋势进行了展望。     

熔盐法合成磷酸镧粉体及其形貌

以La(NO3)3b·6H2O和H3PO4为原料,以KNO3-NaNO3为助熔剂,由熔盐法分别经300,400,500,600,700℃和800℃煅烧制备了磷酸镧粉体.利用X射线衍射分析粉体的相结构,用扫描电镜观察其微观结构,研究了不同煅烧温度和熔盐含量对粉体相结构及形貌的影响.结果表明:磷酸镧粉体的形貌、相结构与煅烧温度和熔盐加入量有密切关系,400℃制备的磷酸镧颗粒为束状,500℃制备的为米粒状,600℃制备的的为均匀圆球状的纳米颗粒,700,800℃制备的为层片状的磷酸镧颗粒.300～600℃煅烧后可以得到单斜相的磷酸镧,700℃煅烧后的粉体既有单斜相又有六方相,800℃煅烧后的粉体全部为六方相,磷酸镧由单斜相向六方相转变的温度为735℃.     

多铁性材料铁酸铋的制备研究

采用溶胶凝胶法制备了铁酸铋粉体,研究了不同溶剂、柠檬酸用量和煅烧温度对粉体相结构的影响。结果表明:制得的样品均为钙钛矿结构,使用乙醇、乙二醇作溶剂制备的铁酸铋粉体含有少量的Bi_2Fe_4O_9和Bi_(25)FeO_(40)杂相;使用乙醇和乙二醇混合溶剂,柠檬酸为阳离子1.2倍,煅烧温度为750℃时,制得纯相铁酸铋粉体。     

溶胶-凝胶法制备新型锂离子负极材料MnV2O6

偏钒酸锰MnV2O6具有特殊的钛铀矿结构,被认为是最有希望成为锂离子电池的负极材料之一.采用溶胶-凝胶法制备出的MnV2O6,对其结构和形貌进行表征,结果表明所制得的样品结晶度高,无杂相,颗粒粒径较均匀.     

Sol-Gel-SPD制备超细Al2O3-SiO2二元粉体材料

以硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术并结合喷雾干燥(SPD)技术制得超细Al2O3-SiO2二元复合粉体材料,并分别于400℃、800℃、1000℃、1150℃和1200℃煅烧2 h;采用全自动比表面积与孔隙率分析仪、TEM、TG-DSC及XRD等仪器研究了热处理温度、pH值(分别为5.5、7和8)以及干燥方法对粉体材料的表面性能、显微形貌、物相组成及Al2O3-SiO2二元系晶体转变过程的影响.结果表明由Sol-Gel-SPD制备的超细Al2O3-SiO2二元粉体材料的比表面积＞448 m2·g-1,而经1200℃煅烧2 h后所得的超细莫来石的比表面积34.05m2·g-1;TG-DSC分析表明采用Sol-Gel-SPD制得的Al2O3-SiO2二元粉体材料的质量损失主要发生在500℃之前;XRD分析表明粉体试样的开始莫来石化温度为1000℃,铝硅尖晶石(6Al2O3·SiO2)与非晶态SiO2在1150～1200℃完全转化为莫来石;比较不同pH值试样经1200℃煅烧后的TEM照片发现,当pH=7时,得到的超细莫来石粉体粒径最小,为50 nm.     

反应沉淀-焙烧法制备球形LiFePO4颗粒及其微结构表征

以FeSO4, H3PO4, LiOH和氨水为原料,采用反应沉淀-焙烧法制备了球形LiFePO4颗粒. 利用XRD和SEM对Fe3(PO4)2和Li3PO4、前驱体及其焙烧产物进行了表征;利用TG-DSC分析了Fe3(PO4)2和Li3PO4反应形成LiFePO4的过程. 结果表明,LiFePO4的形成过程及其微结构与两反应物的结构特征及其混合状态有关,制备的Fe3(PO4)2微球由片状或棒状微晶沿径向有序排列叠砌而成,内部呈辐射状构架,密度高、分散性和流动性好. 由球形Fe3(PO4)2和Li3PO4均匀混合的前驱体在700℃下于N2和H2气氛中焙烧3 h得到晶粒细小、无其他杂相、多孔的LiFePO4球形粉体,粒径为1~13 mm,粉体振实密度为1.25 g/cm3. 该粉体有望用作动力型绿色锂离子电池正极材料.     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备及性能研究

以氢氧化锂、钒酸铵、磷酸二氢铵为原料,通过溶胶-凝胶法制备Li3V2(PO4)3,采用SEM和XRD研究了不同的烧结温度和烧结时间对材料形貌结构的影响。结果表明最佳制备条件为:800℃下样品烧结9 h,0.1 C条件下表现出首次充放电容量分别为129.1和127.2 mAh/g,40个周期后仍能保持在124.7 mAh/g水平。     

铜（Ⅱ）掺杂Li3V2（PO4）3/C的结构与性能

用一步碳热还原法制备了Li3V2-xCux(PO4)3/C(x=0.00、0.02、0.05、0.08、0.10、0.15)复合正极材料,并研究了掺杂对材料结构、微观形貌、充放电性能的影响。结果表明掺杂少量铜(Ⅱ)不会影响材料Li3V2(PO4)3的基本结构,但会在Li3V2(PO4)3中形成电子缺陷,提高晶体内部原子的无序化程度,降低极化和电荷转移电阻。从而改善材料的电化学性能。Li3V1.98Cu0.02(PO4)3/C的10 C放电容量比Li3V2(PO4)3/C提高了20 mA.h/g,具有较好的倍率性能。     

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3研究进展

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3具有环保、安全性能好、成本低廉、结构稳定、电化学性能较好等特点,吸引了研究者的广泛关注.本文对Li3V2（PO4）5的结构、制备方法和电化学性能的研究现状进行了综述,并对其进行了展望.Li3V2（PO4）5很有希望产业化,进而取代目前市场上的主流材料LiCoO2。     

Li3PO4助熔剂添加对Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3性质的影响研究

采用溶胶-凝胶法合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉末,向Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉末中添加不同摩尔分数的Li3PO4助熔剂烧结制备锂离子固体电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究合成产物的结构与形貌,采用循环伏安及交流阻抗技术研究合成产物的氧化-还原电位、离子电导率和活化能。结果表明,添加与未添加Li3PO4助熔剂的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片具有相似的X射线衍射结果。添加Li3PO4的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片空隙率较小,更为致密。添加Li3PO4对Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的氧化-还原电位影响不大。在所有添加Li3PO4助熔剂的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3烧结片中,添加摩尔分数1%Li3PO4的烧结片具有最高的离子电导率6.15×10-4S.cm-1和最低的活化能0.314 2 eV。     

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.     

碳保护固相合成Li3V2（PO4）3/C工艺及其电化学性能研究

在碳粉填埋保护条件下,分别以草酸、硝酸锂、磷酸二氢铵和偏钒酸铵为碳源、锂源、磷源和钒源,采用固相合成法,在900,1 000,1 100℃下制备了Li3V2（PO4）3/C正极材料。X射线衍射、扫描电子显微镜和充放电分析测试表明,900,1 000,1 100℃焙烧均可获得较纯且粒径为50 nm~3μm的Li3V2（PO4）3/C;随焙烧温度升高,合成产物中的LiVP2O7杂质相含量下降;在0.1 C充放电倍率下,900,1 000,1 100℃合成的Li3V2（PO4）3/C充放电30次后容量保持率分别为80%,98.5%和95.7%。     

The effect of calcination atmosphere on structural properties of Y-doped SrTiO3 perovskite anode for SOFC prepared by solid-state reaction

Recently Y-doped SrTiO₃ (YST) perovskite has been reported as a promising alternative for Ni/YSZ cermets as anode material for solid oxide fuel cells due to its mixed, ionic and electronic conduction. In this work SrTiO₃ was synthesized by solid-state reaction method, calcined, and sinterized to obtain undoped (ST), 4% (YST04) and 8% (YST08) of Y-dopant and as a heterojunction with yttria-stabilized zirconia (YST08/YSZ). The effects of calcination atmosphere and dopant concentration on formation of the perovskite and grain size distribution of the material were investigated. It was observed that calcination under Ar/5%H₂ atmosphere have increased the dopant maximum concentration in the SrTiO₃ cubic crystal structure when compared to inert atmosphere. When the Y solubility limit was exceeded, a pyrochlore phase Y₂Ti₂O₇ was formed at the intergranular region due to the deficiency of oxygen vacancies, especially in the presence of inert atmosphere. TGA and DTA curves present a peak of water desorption and two overlapping peaks of SrCO₃ phase change and decomposition. Ceramic microstructure was studied by SEM-EDS and the results showed that Y incorporation inhibits the grain growth in sintering step; reaching a smallest amount value of grain size in YST08/YSZ heterojunction under Ar/5%H₂ atmosphere.     

电池正极材料Li3V2-2x/3Mnx（PO4）3/C的制备及性能研究

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3、(CH3COO)2Mn.4H2O原料,以葡萄糖和抗坏血酸为复合还原剂及碳源,通过常温还原-低温烧结法制备锂离子电池正极材料Li3V(2-2x/3)Mnx(PO4)3/C(x=0,0.03,0.06,0.09,0.12)。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试对该正极材料的物相、结构、微观形貌以及电化学性能进行了表征。结果表明,Mn2+的掺杂对磷酸钒锂电化学性能的发挥影响很大,其中当锰掺杂量x=0.09时材料表现出最佳的电化学性能,0.2 C倍率条件下首次放电比容量131 mAh/g,循环50次后容量衰减仅为4.02%。     

MoVTeNbO_x催化剂焙烧条件对丙烷氧化制丙烯酸的影响

制备了Mo1V0.25Te0.13Nb0.12Ox催化剂,研究了焙烧条件(焙烧方式、焙烧气氛和焙烧温度)对该催化剂在丙烷选择氧化制丙烯酸反应中的影响。结果表明,两段间歇式焙烧要优于一段式连续焙烧所得催化剂的催化效果,适宜的预焙烧温度既有利于脱除挥发性物质和化学结合水,又能避免活性组分氧化生成不利的晶相;在惰性气氛中焙烧所得催化剂的催化效果要优于在弱氧化性气氛中焙烧,丙烷转化率和丙烯酸收率随着焙烧温度的升高先增加后减小,在600℃时达到最大值。