非晶态V2O5类气凝胶正极材料的性能

以晶态V2O5(c-V2O5)为原料,采用熔融淬冷法制取了非晶态V2O5类气凝胶(a-V2O5ARG-like).XRD、EIS、CV和充放电实验结果说明该样品较c-V2O5有更好的电化学性能;在0.1 C和1 C倍率下放电,其首次放电比容量分别为c-V2O5的1.3倍和1.8倍;循环100次后,容量保持率高达79.5%.     

Sol-gel法合成Li3V2(PO4)3及其性能研究

利用LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,H2O2和柠檬酸作为原材料,通过sol-gel(溶胶-凝胶)法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。研究了预烧、不同合成温度、柠檬酸用量对产物结构、电化学性能的影响。结果表明,在预烧条件下,合成温度为700℃,柠檬酸用量为nV∶n柠檬酸=2∶2时,材料具有比较好的性能。充放电电压范围控制在2.7~4.5 V,在0.05 C倍率下,其首次放电比容量高达148mAh/g,0.1 C倍率下循环,首次放电比容量为138 mAh/g,20次循环后放电比容量为130 mAh/g。     

c-V2O5正极材料电化学性能的研究

介绍了用商品c—V2O5作正极材料组装成扣式试验电池并对电池进行了性能测试：从理论上分析了c-V2O5电极的电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安特性(CV)、首次恒流放电(CD)和循环性能特性线(DC)。CD和DC测试结果显示,以60mA／g的电流密度充放电,其首次放电比容量高达220mAh／g,充放电效率可达97％,循环35次后,容量保持率仍可达47％。     

V2O5复合沉淀的快速制备及其电化学性能

通过NaVO3酸化沉淀法快速制备出V2O5红色复合沉淀物。根据热重-差热(TG-DTA)和电感耦合等离子体光谱(ICP)的分析可知产物组成为Na0.26V2O5(SO4)0.13·0.85H2O。电化学性能测试表明,在1.5～4.0V范围内,0.5mA·cm-2(C/2.5)放电率下首次放电比容量达242.8mAh·g-1,循环40周期后放电比容量在145.0～176.1mAh·g-1之间。     

无人机用聚合物锂离子电池的研制

研制比能量为217.4 Wh/kg的高电压C/LiCoO_2锂离子电池,测试电池在25℃、以6.00 C倍率从4.35 V放电至3.00V的性能,优选正极面密度为2.66 mg/cm~2的电池。该电池在-32℃下的放电容量达到额定容量的83.4%;以1.00 C充电至4.35 V,4.00 C放电至3.00 V循环300次,容量保持率为91.3%;在75℃下储存2 d的压降值为0.146 V,内阻升高0.5 mΩ,且没有胀气现象出现,容量恢复率为87.7%。     

金属离子掺杂对LiFePO_4结构和性能的影响

通过高温固相法,以金属氧化物(TiO2,V2O5,Nb2O5)作前驱体,合成了不同金属离子掺杂的LiFePO4/C复合材料。对以LiFePO4/C为正极的电池进行(XRD)、循环伏安和恒流充放电测试。结果表明,LiNb0.05Fe0.95PO4/C的电化学性能最好,0.05 C倍率下首次放电比容量达到154 mAh/g,即使在1 C倍率下放电,经过60次循环依然能保持在117 mAh/g左右。Fe位掺杂的效果与掺杂离子的半径、价态有密切关系,半径与Fe离子接近、价态高的离子对提高LiFePO4的电化学性能有利。     

碳酸盐共沉淀法制备LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2及其性能

以化学共沉淀法制备出的球形Ni0.5Co0.3Mn0.2CO3前驱体,合成了振实密度高达2.60 g/cm3的球形正极材料LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2.研究表明,LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2为10 μm左右的球形粉体,为纯相的α-NaFeO2层状结构.在2.7～4.3V,0.2 C倍率进行充放电,LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2的首次放电比容量170.2 mAh/g,50次循环后容量保持率为94.3%;在2.7～4.6 V,在0.2 C倍率下放电,首次放电比容量为191.8 mAh/g,循环50次后容量保持率为90.5%.LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2的首次循环伏安测试结果和交流阻抗测试结果进一步表明材料具有良好的电化学性能.     

Co部分取代V对Li_3V_2P_3O_(12)/C电化学性能的影响

分析了Co部分取代V对磷酸钒锂(Li3V2P3O12)正极电化学性能的影响。Co部分取代后结晶结构不变,仍然保持单斜结构,具有P21/n空间群,XRD测试未发现杂质相。Co部分取代会降低0.1 C倍率下材料的放电容量,但是有助于提高0.5 C倍率循环时的放电容量与循环稳定性。     

LiV3O8的合成及电化学性能

用LiOH、LiCO3和V2O5作原材料分别通过凝胶法和高温反应,合成了锂离子电池正极材料LiV3O8.利用XRD、SEM对合成材料进行表征,通过恒流充放电和交流阻抗技术进行电化学性能研究.结果表明:采用凝胶法合成的LiV3O8具有较高的嵌锂容量和良好的循环可逆性,在0.1 C倍率和1.8～3.6 V的电压范围内具有260 mAh/g的首次放电容量.     

LiCoO_2-LiMn_2O_4混合正极的过充电性能

用恒流充放电、EIS、SEM和XRD等方法,研究了锂离子电池用LiCoO2-LiMn2O4混合正极的过充电及安全性能.m(LiCoO2)∶m(LiMn2O4)=3∶2时的协同效应最好,以0.2 C在4.3～2.7 V充放电,首次放电比容量为136.9 mAh/g,为理论值的89.6%;4.8 V过充循环5次后,混合材料的容量保持率为92.34%,结构稳定.     

TiO_2包覆的尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能

用超声波振荡法,将粒径约为20 nm、用溶胶-凝胶法合成的TiO2颗粒包覆在流变相法合成的LiMn2O4表面,再在600 ℃下处理2 h,得到TiO2包覆的尖晶石LiMn2O4.在3.0～4.4 V,产物以1.0 C充放电的首次放电比容量为121.7 mAh/g,第100次循环的放电比容量为108.3 mAh/g;以0.5 C充放电的首次放电比容量为126.7 mAh/g,第200次循环的容量保持率为86.0%.     

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。     

Li-MnO_2电池新型正极材料——λ-MnO_2的合成与电化学性能研究

采用酸处理尖晶石型LiMn_2O_4的方法合成了λ-MnO_2.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒流放电测试等对λ-MnO_2的结构、形貌和电化学性能进行了研究.结果表明,合成的λ-MnO_2具有类似于LiMn2O4的尖晶石型晶体结构,形貌规则,晶粒细小,粒径分布均匀;将其作为正极材料组装成Li-MnO_2电池,以0.025 C倍率放电,得到了3.98 V和2.88 V两个放电平台,放电比容量达268 mAh/g,且其放电平台和比容量受放电倍率影响较小.     

湿法球磨制备LiCo_(1/3)Mn_(1/3)Ni_(1/3)O_2材料及表征

以六水合硝酸镍、硝酸钴和二氧化锰为原料,以柠檬酸为分散剂和燃料,采用球磨工艺对原料进行混合,在950℃于空气气氛中保温10 h制备了层状结构的LiCo_(1/3)Mn_(1/3)Ni_(1/3)O_2正极材料.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试手段对所制备材料的结构、形貌及电化学性能进行表征.结果表明:所合成的材料为单相的六方层状结构,颗粒大小均匀.在2.75～4.3 V电压区间,以0.1 C恒电流充放电,首次充/放电比容量为184.3/156.7mAh/g,充/放电效率为85%.0.5 C倍率下充放电,材料首次放电比容量为151.3 mAh/g,经过30次循环后比容量保持在1 50.8 mAh/g左右,循环性能优异.     

氢氧等离子体合成过氧化氢过程的能效研究

为提高氢氧等离子体合成H2O2技术的能量效率,通过分析放电过程的反应器能效及电源能量注入效率,确定了影响合成总能效的主要因素。考察了反应器电极间距、电源放电频率及注入功率对反应器能效和电源能量注入效率的影响。发现减小电极间距、提高放电频率和注入功率有利于提高反应器能效,但不利于提高电源能量注入效率。本研究中可以得到150 gH2O2/kWh的反应器能效,但由于较低的电源能量注入效率,致使合成H2O2的总能效不超过9 gH2O2/kWh。因此,提高等离子体法合成H2O2过程的总能效,不仅需要设计高能效的等离子体反应器,还需为反应器负载开发适配的电源,而后者是提升该技术能量效率的关键。     

LiMn2O4的结晶度对电化学性能的影响

对燃烧法制备的LiMn2O4材料的团聚体粒度、晶体粒度、晶体形貌和结晶度与电化学性能的关系进行了研究。以LiMn2O4的理论密度与实测密度的差值为依据,定量确定了LiMn2O4晶相的结晶度。结果表明:结晶度不同的材料具有明显不同的比容量和首次充放电效率。结晶度高的LiMn2O4材料首次放电比容量可达135 mAh/g,首次放电效率为92%;而结晶度相对较低的LiMn2O4材料首次放电比容量仅为104 mAh/g,首次放电效率为78%。     

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的合成及性能

以导电炭黑为还原剂、LiH2PO4和V2O5为原料,采用碳热还原法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂Li3V2(PO4)3.研究了烧结温度和时间对产物的影响.XRD、SEM和充放电测试表明:在750 ℃下烧结12 h合成的样品属于单斜晶系,0.2 C充放电的首次放电比容量为122.0 mAh/g,第20次循环的比容量为118.4 mAh/g.     

LiMn_2O_4正极材料高温固相合成工艺的优化

用正交实验,通过XRD、SEM及电化学性能分析,优化了锂离子电池正极材料LiMn2O4的高温固相合成工艺。对产物性能影响的顺序为:锂锰物质的量比烧结温度恒温时间。在n(Li)∶n(Mn)=0.525∶1.000、烧结温度为820℃及恒温时间为14 h时,合成的LiMn2O4的综合性能最好,尖晶石结构和表面形貌良好,1C首次放电比容量为119.0 mAh/g,第50次循环的容量保持率为95.8%。     

Co3O4对LiCoO2电化学性能的影响

由Li2CO3和不同工艺制备的Co3O4为原料,合成了LiCoO2。XRD测试表明:不同Co3O4制备的LiCoO2的晶胞参数a和c值不同。电化学性能测试表明:比表面积大的Co3O4合成的LiCoO2具有更高的首次放电比容量,微晶尺寸大的Co3O4合成的LiCoO2具有更好的循环性能。     

纳米二氧化硅复合玻璃棉隔板

介绍了纳米二氧化硅复合玻璃棉隔板的研制情况 ,组装试验电池 ,进行了电池性能测试。结果表明 :用纳米SiO2 复合隔板组装的试验电池 ,其 2h率容量比AGM隔板组装的电池提高约 5 % ,两种电池的气体复合效率和高倍率充放电循环寿命基本一致