溶胶凝胶法制备Li_4Ti_5O_(12)/C负极材料及电化学性能

采用溶胶凝胶法,以有机物钛酸四丁酯和醋酸锂为原料,草酸为螯合剂,PEG为碳源制备出Li_4Ti_5O_(12)/C复合材料前驱体,在N_2气氛中850℃高温煅烧制备出Li_4Ti_5O_(12)/C复合材料。通过XRD、SEM分析表明,850℃下煅烧10 h合成结晶性良好的亚微米级纯相尖晶石钛酸锂。电化学性能测试结果表明,Li_4Ti_5O_(12)/C在0.2C,1C,2C倍率下的首次放电比容量分别为173.3、168.7、166.3 mAh/g。与Li_4Ti_5O_(12)相比,显示出良好的倍率性。     

锡掺杂对尖晶石型Li4Ti5O12性能的影响

采用传统高温固相法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12,研究了Sn元素掺杂对Li4Ti5O12的影响。采用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗图谱、恒流充放电测试研究了材料的晶体结构和电化学性能。结果表明:所制备的材料均具有良好的尖晶石型结构,Sn元素的掺杂有效地改善Li4Ti5O12电子导电性和循环性能,其中以ST2(nSn:nTi=1:9)为最佳,以0.5 C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达到138.69mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在124.30mAh/g,容量保持率为89.62%。     

电极材料Li_4Ti_5O_(12)制备方法研究进展

电极材料Li_4Ti_5O_(12)是一种具有"零应变"性质的负极材料,电化学性能十分优异,是锂离子电池负极材料的研究热点之一。制备Li_4Ti_5O_(12)材料的方法除了传统的高温固相合成法,还有溶胶-凝胶法、水热(溶剂热)法、高能球磨法、微波法和喷雾干燥法等。综述了近几年来Li_4Ti_5O_(12)制备方法的研究进展。     

LiCr0.1Ni0.45Mn1.45O4/Li4Ti5O12锂电池容量衰减机理的研究

以LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4为正极,Li_4Ti_5O_(12)为负极组装成新型LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池体系,采用恒流充电模式进行充放电容量和循环性能等电化学性能测试,并通过交流阻抗和循环伏安测试对其容量衰减机理进行研究,结果表明:对于LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池体系,正极活性物质过量越多,循环性能越好;负极-正极活性物质比例N/P为1.1、0.9、0.7的电池体系,25次循环后容量保持率分别为61.4%、70.4%、97.9%;LiCr_(0.1)Ni_(0.45)Mn_(1.45)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池容量衰减的直接原因是电池正负极表面持续生成的CEI膜和SEI膜造成的活性Li~+消耗和电池倍率能力下降。     

烧结工艺对Li_4Ti_5O_(12)改性材料电性能及综合性能影响

采用Mg~(2+)离子掺杂和碳包覆对Li_4Ti_5O_(12)(LTO)锂离子电池负极材料进行改性,研究了不同烧结温度对LTO导电性及综合性能的影响。采用XRD、SEM和循环伏安等测试手段,表征了不同掺杂和不同烧结温度对LTO结构和电化学性能的影响。结果表明:掺杂3%的Mg~(2+)同时加入质量分数为0.5%的无机碳源和10%的有机碳源时,材料在800℃下烧结12 h性能最佳;改性后明显降低了LTO的电荷转移阻抗,与纯相的LTO相比,改性后的材料倍率性能及其他综合性能都有很大的提高。0.2 C倍率条件下首次放电比容量为173 mAh/g,10 C倍率条件下放电比容量为104 mAh/g。     

LiCoPO_4正极材料掺Zn~(2+)及全电池特性

采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成锌离子(Zn~(2+))掺杂的磷酸钴锂(LiCoPO_4)正极材料LiZn_xCo_(1-x)PO_4。XRD和SEM分析表明:少量Zn~(2+)掺杂不会明显改变晶格结构,且粒径变小、粒度更均一。充放电(3.0~5.1V)及高低温性能测试表明:Zn2+掺杂后,材料的比容量提高、循环性能改善,并有较好的高倍率及高低温放电性能。Zn~(2+)掺杂量为0.01时,首次0.1 C放电比容量为150.3 mAh/g,比纯相增加15%。1.0C、5.0C放电比容量分别为118.9mAh/g和67.1mAh/g。在40℃、0℃下的0.1C放电比容量分别为160.0mAh/g和37.8mAh/g。循环伏安及交流阻抗测试表明:少量Zn~(2+)掺杂使电荷转移阻抗减小,电化学可逆性增强。LiZn_(0.01)Co_(0.99)PO_4与Li_4Ti_5O_(12)组成的3.3 V全电池以0.1C放电,比容量可达135.3mAh/g。     

溶胶-凝胶法制备负极材料铜掺杂钛酸锂

采用溶胶-凝胶法制备铜掺杂的纳米钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))颗粒。用XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)测试样品的结构、形貌及电化学性能。铜掺杂改性的颗粒,结晶度高、分散良好,减小了粒径。样品Li_(3.90)Cu_(0.10)Ti_(5)O_(12)在1.0~2.5 V循环,0.1 C、5.0 C比容量分别为172.31 m Ah/g、133.42 m Ah/g;铜掺杂改性使得Li_(3.90)Cu_(0.10)Ti_(5)O_(12)电荷转移阻抗降低为15.69Ω。     

球形Li_4Ti_5O_(12)/NC复合材料的制备及性能

以CH_3COOLi为锂源、Ti(OC_4H_9)_4为钛源、聚乙二醇(PEG)1000为碳源、CO(NH_2)_2为氮源,采用溶胶-凝胶法制备球形氮修饰碳(NC)包覆钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))复合材料。用XRD、X射线光电子能谱(XPS)和热重测试分析材料的晶型及元素组成,用SEM和透射电子显微镜测试分析结构。制备的材料呈球形,NC包覆未改变Li_4Ti_5O_(12)的晶型,但会导致烧结过程中部分Ti~(4+)还原成Ti~(3+)。恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试表明:NC包覆,可提高Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能,当NC包覆量为4.11%时,复合材料的循环性能最好,以1 C在0.8~2.5 V循环100次,仍保持103.5 mAh/g的比容量。     

Li4Ti5O12的合成及其性能研究

用固相法制备了尖晶石Li4Ti5O12,用X射线衍射(XRD)对样品进行了表征.采用恒电流充放电、循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗频谱(EIS)技术对Li4Ti5O12体系进行电化学性能测试.首次放电比容量达到163.1 mAh/g,库仑效率达97.5%.经过60次充放电循环之后,容量衰减仅为4.4%.结果表明,Li4Ti5O12是一种循环性能优良的锂离子蓄电池负极材料,可改善锂离子蓄电池的安全和循环性能.     

Li_4Ti_5O_(12)材料的制备及碳改性研究

以LiOH为锂源,C_(16)H_(36)O_4Ti为钛源,采用液相法制备Li_4Ti_5O_(12)样品,并考察了烧结温度及热处理时间对材料的影响。为提高Li_4Ti_5O_(12)的导电性,实验选取PVA为碳源以制备Li_4Ti_5O_(12)/C材料。结果表明,Li_4Ti_5O_(12)经5%及10%质量分数的PVA热解处理后,所得Li_4Ti_5O_(12)/C的常温循环稳定性、倍率性能得到显著改善。5C倍率下60次充放电循环后,5%、10%质量分数Li_4Ti_5O_(12)/C材料分别可保持123mAh/g、125mAh/g的放电容量。     

Li4Ti5O12的合成及性能研究

采用固相反应合成出锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)。考察了两种原料混合方法以及掺杂石墨对产品性能的影响。对产品进行了XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)及电化学性能测试研究。结果表明,球磨混合原料的方法制备出的Li4Ti5O12颗粒更均匀,具有更好的电化学性能;掺杂石墨后,产品的大电流充放电性能得到改善。     

LiCo0.025M0.025Mn1.95O4的合成及性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiMn2O4及其掺杂改性的LiCo0.025M0.025Mn1.95O4(M=Mg,Cr,Ni)正极材料。通过X射线衍射对材料的晶体结构进行了分析,通过恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗测试技术对材料的电化学性能进行了测试。实验结果表明,所制备的材料LiMn2O4和LiCo0.025M0.025Mn1.95O4(M=Mg,Cr,Ni)均具有良好的尖晶石结构,其中材料LiCo0.025Ni0.025Mn1.95O4的电化学性能最佳。以0.2C倍率循环充放电,首次放电比容量可达119.94mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在117.78mAh/g以上,容量保持率为98.20%。     

尖晶石型Li4Ti5O12的制备与性能分析

采用高温固相法和溶胶凝胶法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12。用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗图谱、恒流充放电测试研究了材料的晶体结构和电化学性能。结果表明:所制备的材料Li4Ti5O12均具有良好的尖晶石型结构,其中草酸与钛酸四丁酯物质的量比为1.0时Li4Ti5O12电化学性能最佳,以0.5C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达到140.82mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在120.06mAh/g,保持率为85.26%。     

LiMn2O4/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合正极材料的制备及性能

采用高温固相法分别制备Li Mn_2O_4和Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(P O_4)_3材料,分别以质量比8∶2和6∶4不同比例复合做正极材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征测试,恒流充放电、循环伏安法和电化学工作站研究其电化学性能,综合研究材料的性能。结果表明:质量比8∶2的样品颗粒分布比较均匀,边界清晰。通过电化学性能测试得出8∶2的样品首次冲放电效率可达到93.58%,纯的Li Mn_2O_4电极中样品的氧化还原峰更尖锐,电极反应速率快,氧化还原性能更好,纯的Li Mn_2O_4在0.1 C下循环50次后比容量保持率为90.3%。     

高温固相法合成的Li4-xAlxTi5O12的性能

采用高温固相法合成了锂离子电池负极材料Li4-xAlxTi5O12(x=0、0.05、0.10、0.15或0.20)。用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试,研究了产物的晶体结构和电化学性能。制备的Li4-xAlxTi5O12具有良好的尖晶石结构,其中Li3.90Al0.10Ti5O12的电化学性能较好,以0.5C循环的首次放电比容量为162.21mAh/g,第50次循环的放电比容量为151.91mAh/g,容量保持率为93.65%。     

高能球磨辅助固相法合成电池材料Li4Ti5O12

以钛酸正丁酯、碳酸锂为原料,采用高能球磨辅助固相法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12.探讨了不同煅烧温度对Li4Ti5O12形貌和结构的影响,并通过X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、恒电流充放电和循环伏安测试等手段对材料的表面形貌、结构和电化学性能进行表征.结果表明,煅烧温度对Li4Ti5O12的结晶度、微观形貌有显著的影响.经过工艺优化,包覆有TiO2·2 H2O的碳酸锂前驱体经800℃热处理7h后,产物Li4Ti5O12的颗粒尺寸细小且均匀,约在200～500 nm,同时表现出优异的电化学性能.在0.5 C和1C下放电,首次放电比容量分别达到180.3和160.1 mAh/g,经过100次充放电循环后,容量保持率分别为92.2％和98.1％.研究表明高能球磨工艺结合碳酸锂包覆技术可以有效阻止固相法合成粉体过程中的团聚,极大地改善了Li4Ti5O12的循环稳定性.     

球磨时间对球磨-喷雾干燥法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的影响

采用球磨-喷雾干燥-固相反应法合成了锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒流充放电研究了原料球磨时间对合成材料结构、形貌和电化学性能影响。实验结果表明,合成材料的结晶度、颗粒球形度、放电比容量均随球磨时间增加呈先增大后减小。球磨时间为6 h时合成材料的1 C放电比容量为171 mAh/g,循环50次容量保持率为91%,具有较好的电化学性能。     

铬元素掺杂对Li4Ti5O（12）电化学性能的影响

介绍了采用高温固相法合成掺铬Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料,并对材料进行了X射线衍射分析、SEM、电化学阻抗测试、循环伏安测试及恒电流充放电测试。铬的掺杂并未改变材料的晶体结构,但降低了材料的规整度。实验结果表明：铬的掺杂在一定程度上改善了锂钛氧化合物的电化学性能,降低了电极极化,在电极表面未形成钝化膜。其中以掺杂比为Cr∶Ti=1∶10（原子比）的材料性能最好,首次放电比容量可达到175mAh/g,经过50次循环后,放电容量仍保持在166.5mAh/g。     

Mg掺杂对负极材料Li4Ti5O12性能的影响

以醋酸镁为Mg2+的掺杂源,在空气气氛下采用分段固相法合成了掺杂Mg2+的尖晶石Li4Ti5O12。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电化学等测试手段对材料的性能进行表征。结果表明:掺杂未有改变材料的尖晶石结构,掺杂后样品的0.2 C首次放电比容量比未掺杂样品略有降低,但显示出优异的电化学倍率性能和循环稳定性,以10 C充放电时,放电比容量是未掺杂的2.2倍,且10次循环之后容量没有明显衰减。电化学交流阻抗研究表明,掺杂Mg之后材料的电荷转移阻抗Rct从130Ω降到20Ω,显著地提高了材料的电子导电性。     

添加Co3O4的AB5型贮氢合金的电化学性能

用恒流充放电、循环伏安、线性极化及交流阻抗等方法,研究了Co3O4对AB5型贮氢合金电极电化学性能的影响。掺杂电极更容易活化,在电压1.15 V处出现二次放电平台,与空白电极相比,添加5%与10%Co3O4电极的0.2C最大放电比容量分别提高21.2 mAh/g和36.0 mAh/g;掺杂电极的循环稳定性较好,添加5%与10%Co3O4电极第100次循环的容量保持率分别为95.73%和97.37%。电化学性能提高是因为部分Co3O4在碱性电解液中发生Co-Co(OH)2可逆氧化还原。Co3O4提高了电极表面的催化活性,降低了电荷转移电阻;适量添加Co3O4,有利于提高合金电极的大电流放电能力。