LiFePO_4锂离子电池的低温性能

采用循环伏安和充放电测试研究了LiFePO4和碳负极材料的低温性能.LiFePO4在25℃时的0.1 C和0.3 C放电比容量分别为156 mAh/g和148 mAh/g,在-20℃时分别为91 mAh/g和65 mAh/g.碳负极材料在-20℃下以0.1 C和0.3 C放电,几乎可放出25℃时的全部比容量.约330 mAh/g.LiFePO4是LiFePO4锂离子电池低温容量的主要影响因素.     

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.     

LiFePO4/C复合正极材料的结构与性能

考察LiFePO4/C复合正极材料的结构与性能,采用高温固相法制备了纯的LiFePO4和复合型LiFePO4/C锂离子电池正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子吸收光谱(AAS)等方法对所得样品的晶体结构、表观形貌、粒径大小和元素组成等进行了分析研究.实验结果表明,所得LiFePO4和LiFePO4/C均为单一的橄榄石型晶体结构,其中,以葡萄糖作为碳添加剂所得到的LiFePO4/C复合材料的电性能最佳.该材料具有良好的充放电循环可逆性能和高温电性能,以C/10和1 C的倍率充放电,首次放电比容量分别为156.5 mAh/g、147.8 mAh/g,充放电循环10次后的平均放电比容量分别为155.3 mAh/g、145.2mAh/g.     

LiFePO4在极端水浸泡条件下的特性研究

采用高温固相合成法制备了LiFePO4正极材料,取出一部分样品用蒸馏水浸泡96h,并对其进行了结构表征和电化学性能测试.在2.5～4.5V区间,C/10倍率充放电测试表明,蒸馏水浸泡的LiFePO4和未经蒸馏水浸泡的LiFePO4首次放电比容量分别为131.8 mAh/g和140 mAh/g,20次循环后,容量分别为96 mAh/g和117 mAh/g.交流阻抗测试结果表明,经蒸馏水浸泡过的LiFePO4材料电池阻抗明显变大.     

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。     

碳掺杂方式对磷酸铁锂电化学性能的影响

为了提高LiFePO4的电化学性能,分别采用在原料中添加导电炭黑(途径A)和对反应前驱体用环氧树脂进行包覆(途径B)的途径,通过高温固相反应合成了LiFePO4/C锂离子蓄电池复合正极材料,并用X-射线衍射、扫描电镜和恒电流充放电测试等方法对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究。研究结果表明:所合成LiFePO4/C试样均为单一的橄榄石型晶体结构;通过途径B合成的LiFePO4/C材料,其炭黑分布更均匀,电性能更佳,以0.1C、1.0C以及2.0C倍率放电,该材料首次放电比容量分别为156.4mAh/g、145.7mAh/g和128.9mAh/g。     

蜂窝结构球形LiFePO4/C的制备及性能

以FeSO4·7H2O、H3PO4和氨水为原料,采用控制结晶法制备前驱体NH4FePO4·H2O,然后与LiCO3、葡萄糖混合,通过高温(800℃)烧结18 h,合成锂离子电池正极材料球形LiFePO4/C.LiFePO4/C二次颗粒为球形蜂窝状结构,具有3.0 V左右的放电电压平台.样品的碳含量为5%,在0.1 C下的首次充、放电比容量分别为163 mAh/g和153 mAh/g,100次循环后的放电比容量为123 mAh/g.     

水性粘结剂LA135在锂离子电池中的应用

以水性粘结剂LA135为正极粘结剂、LiFePO4为活性物质,测试不同粘结剂含量的锂离子电池的性能.当粘结剂的含量为6％时,在2.75～4.20 V充放电,0.20 C首次、第10次循环的放电比容量分别为140.6 mAh/g和140.3 mAh/g,容量保持率为99.8％;1.00 C首次、第10次循环的放电比容量分别为103.3 mAh/g和99.1 mAh/g,容量保持率为95.9％.     

LiFePO_4/CNT复合正极材料的性能

以柠檬酸为碳源和螯合剂,通过溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/碳纳米管(CNT)复合正极材料.XRD和SEM分析表明,材料含有单一的LiFePO4相;CNT将颗粒连接起来,提供了附加的导电通路.以0.2 C、1.0 C和2.0 C充放电,向0.03 mol LiFePO4中加入0.05 g CNT的LiFePO4/CNT材料的比容量分别为135 mAh/g、110 mAh/g和80 mAh/g.     

不同反应体系水热合成的LiFePO4/C的性能

添加表面活性剂,采用水热法合成正极材料碳包覆的磷酸铁锂(LiFePO4/C),用傅立叶红外光谱(FT-IR)、XRD、热重(rG)、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱等进行分析.制得的LiFePO4/C材料纯度高、粒径小且形貌较规则.使用不同表面活性剂制备的LiFePO4/C颗粒具有不同的形貌和粒径.使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)高分子和聚乙二醇(PEG-400)低分子制备的LiFePO4/C材料,在2.0～4.2 V充放电,0.1C首次放电比容量分别为154.1 mAh/g和145.6 mAh/g;循环24次,0.5C时的容量保持率分别为71％和75％,1.0C时的容量保持率分别为65％和62％.     

LiFePO4掺镍的改性研究

采用固相反应法制备了锂离子电池正极材料LiFe1-xNixPO4(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40和0.50).Ni替代部分Fe,改变了LiFePO4的晶胞参数,获得了完全连续固溶的LiFe1-xNixPO4,掺杂后,样品的粒径变小.在低放电倍率(0.1 C)时,LiFeo.90Ni0.10PO4的首次放电容量最大,为140 mAh/g,较LiFePO4增加了12%;放电倍率为0.5 C时,其容量为114 mAh/g,较LiFePO4增加了32%.少量Ni掺杂可提高LiFePO4的放电容量,改善高倍率充放电性能.     

LiFePO4/C的微波法制备和性能

用微波法制备了LiFePO4和LiFePO4/C材料。分析了不同的微波烧结时间与材料结构和性能的关系。材料经微波烧结3 min,XRD图谱中出现了Fe2O3杂质,时间更长时则不出现Fe2O3杂质。充放电测试结果表明:烧结8 min的LiFe-PO4/C材料0.1C的首次放电比容量达140.0 mAh/g,但高倍率放电比容量衰减严重;烧结5 min的材料在1.0C放电倍率下,比容量超过了95.0 mAh/g。     

LiFePO4的Pechini法合成及电化学性能研究

采用Pechini法制备前驱体并合成LiFePO4。对LiFePO4前驱体进行热重和示差扫描量热分析(TG-DSC),采用X射线衍射(XRD)对试样的微观结构进行表征,并对试样进行电化学性能测试。结果表明:600℃合成的试样具有适中的晶胞体积、晶粒尺寸及最佳的电化学性能。采用0.1C倍率充放电,第三循环放电容量为158.55mAh/g,平台比容量及平台率分别为144.94mAh/g、91.42%,在1C倍率下充放电,其放电比容量大于130mAh/g。     

微波法合成LiFePO4的研究

采用机械球磨结合微波辐射工艺,合成了锂离子电池正极材料LiFePO4。通过XRD、SEM和恒流充放电测试,研究了微波辐射时间对于样品结构、形貌和电化学性能的影响。微波法可以快速合成纯相的LiFePO4正极材料;在微波功率700 W、时间8 min的条件下合成的样品,具有较好的电化学性能。在室温下以20 mA/g进行充放电,首次放电容量为123.8 mAh/g,10次循环后为116.4 mAh/g。     

PAM软模板法合成LiFePO4/C纳米共生物

采用聚丙烯酰胺(PAM)软模板法合成了LiFePO4/C正极材料.在0.1 mA/cm2电流密度下,PAM软模板法合成的LiFePO4/C材料的放电比容量可达120mAh/g,且可逆性增强.材料的振实密度达到1.19g/cm3.透射电镜和原子力显微镜图像研究表明:合成的活性材料和所掺杂的碳具有纳米共生结构,且颗粒具有较大的电化学活性比表面,颗粒间无团聚现象.采用X射线衍射实验,对PAM软模板剂在合成过程中的改性作用进行了研究.     

LiMgxFe1-xPO4的制备和性能研究

为提高正极材料LiFePO4的充放电性能,用Mg对LiFePO4进行掺杂,研究了Mg掺杂量对LiFePo4性能的影响.掺杂Mg可提高LiFePO4的容量,x=0.05时,用80 mA/g的电流进行充放电,循环20次后,放电比容量可达115.19 mAh/g.     

FePO_4为原料碳热还原法合成LiFePO_4/C工艺的优化

以市售FoPO4·2 H2O为原料,利用正交实验方法优化碳热还原法制备LiFePO4/C复合正极材料的合成工艺,考察合成温度、原料摩尔比及保温时间等因素对材料形貌及电化学性能的影响,得到最佳工艺组合:合成温度650℃,保温时间16 h,原料摩尔比2∶1∶2.5.按最佳工艺合成的样品0.2 C与1 C时的最大放电比容量可达151.4、141.2mAh/g,振实密度可达1.4 g/cm3,且表现出良好的循环稳定性.     

蔗糖的添加对磷酸亚铁锂形态与性能的影响

以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵和蔗糖为原料,固相烧结和机械球磨相结合制备LiFePO4/C复合材料。X射线衍射结果显示:合成的LiFePO4/C物相单一、纯正,而未添加蔗糖直接合成的LiFePO4存在着杂相;扫描电镜、透射电镜表征表明:合成的磷酸亚铁锂结晶度较高、粒度分布较均匀、晶粒完整;充放电性能测试显示:LiFePO4在0.05C电流密度下充放电,其初始放电比容量仅有83mAh/g,而包覆6.8%(质量百分数)导电碳的LiFePO4/C复合材料,其比容量高达128mAh/g,即使在0.5C高倍率充放电仍保持108mAh/g。结果表明LiFePO4/C复合材料具有更优异的电化学性能。     

LiFePO_4/C复合材料的固相合成及碳源的影响

以FeSO_4·7H_2O为铁源,用固相法合成了正极材料橄榄石型LiFePO_4/C复合材料,研究了焙烧温度、反应时间和碳源对产物结构、形貌及电化学性能的影响.用蔗糖作碳源,在700℃下煅烧15 h制得的样品,具有均一的橄榄石型结构,在电流为17 mA/g(0.1 C)时的首次放电比容量为151 mAh/g,循环性能良好.     

嵌Ag的LiFePO_4/C的制备及性能

以Li_2CO_3为锂源,用水热法制得了类菱形、嵌Ag的LiFePO_4/C.用XRD、SEM、恒流充放电测试、循环伏安和交流阻抗法,对样品进行了研究.样品的结晶完整、粒径均匀;以1 C循环600次,容量没有衰减,第600次循环的放电比容量为130.2 mAh/g;以15 C循环800次,容量保持率为96.4%.