Li3V2(PO4)3/C复合正极材料的制备与性能

以CH3COOLi、V2O5、NH4H2PO4和碳凝胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子蓄电池Li3V2(PO4)3/C复合正极材料.对其前驱体和产品采用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)以及元素分析分别进行了表征.考察了掺杂碳含量对材料充放电性能及其高倍率循环性能的影响.样品C的首次放电比容量达到128.4 mAh/g.样品B和C以0.2 C充放120次后容量几乎没有衰竭;继续以1 C充放电120次,其比容量仍基本恒定,比单一Li3V2(PO4)3材料具有更优良倍率性能和循环性能.交流阻抗测试表明碳掺杂可以形成碳包覆层,材料的电导率大幅提高,从而提高了材料的电化学性能.     

掺杂Eu对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构及电化学性能的影响

采用草酸盐共沉淀法合成了掺杂Eu的锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Eu_xO_2(x=0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%)。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征。通过LAND CT2001A电池测试系统对所制得样品进行电化学性能测试。结果表明:掺杂Eu后的样品都具有典型的a-NaFeO_2的特征层状结构,且晶型良好。掺杂量x=0.4%的样品粒径均匀,约为0.4～1 mm,团聚现象较少。充放电测试证实该样品在0.7 C下首次放电比容量为116.3 mAh/g,50次循环后放电比容量为114.1 mAh/g,容量保持率为98.12%,高于未掺杂样品的88.36%。     

钠源对P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2性能的影响

采用不同钠源在醋酸盐燃烧下合成P2结构的Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2正极材料。通过XRD、SEM及循环伏安、电化学阻抗谱等测试,分析钠源对材料结构、形貌及电化学性能的影响。以碳酸钠为钠源合成的样品的层状结构较好、颗粒粒径较均一,电化学性能最好。该材料以0.1 C在2.0~4.0 V循环,首次放电比容量为89.8 m Ah/g,库仑效率为123.3%。1.0 C首次放电比容量为74.3 m Ah/g,第50次循环的放电比容量为71.1 m Ah/g,容量保持率为95.7%。     

正极材料Li_3V_(2-x)Cr_x(PO_4)_3/C的制备及性能

用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2-xCrx(PO4)3/C(x=0,0.05、0.10和0.20).用XRD、SEM、充放电、循环伏安和电导率测试等方法,研究了Cr掺杂对样品的影响.样品均为单相,尽管在低倍率(0.2 C)下的初始比容量随着x的增加而下降,但适量的Cr掺杂可改善循环及倍率性能.Li3V1.90Cr0.10(PO4)3/C以0.2 C和4.0 C充放电的首次放电比容量分别为171.4 mAh/g和130.2 mAh/g,第100次循环时的容量保持率分别为78.6%和88.9%.     

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3/C的制备及性能

利用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。XRD和TEM测试表征了样品的结构及形貌,结果表明,合成的样品为纯相单斜晶系的Li3V2(PO4)3,其表面包覆了导电碳层,提高了复合材料的导电性。恒流充放电、CV及EIS测试表明,800℃下合成的样品电化学性能最佳,表现出良好的倍率性能和循环稳定性。在1 C(1 C=140 mA/g)和10 C下充放电,首次放电比容量分别为128.2和118.4 mAh/g,100次循环后,容量保持率分别为97.0%和96.1%,库仑效率接近100%。在20 C下充放电时,首次放电比容量仍然可以达114.9 mAh/g。     

Al_2O_3包覆正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

采用高温固相法制备LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料,并用三氧化二铝(Al_2O_3)进行表面包覆改性。通过XRD、SEM对材料晶体结构、形貌进行分析,用恒流充放电和循环伏安等对材料进行测试。Al_2O_3包覆的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料具有典型的空间群,为R-3m的六方层状α-Na Fe O2结构。以0.2 C在2.5~4.3 V循环,Al_2O_3包覆量为1%的材料电化学性能最好,首次放电比容量可达145.7 m Ah/g,第30次循环的容量保持率为94.0%,比未包覆Al_2O_3材料在相同条件下的放电比容量提高了6.3%。     

2% LiMn_2O_4对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

将层状的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料与尖晶石型的LiMn2O4按质量比为2∶98混合烧结,采用X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)以及充放电测试研究LiMn2O4对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响。研究表明混合LiMn2O4有利于提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的首次库仑效率、循环性能和倍率性能,在3.0~4.3 V以1 C循环,首次放电比容量和库仑效率分别为150.3 m Ah/g和85.5%,循环50次后容量保持率为88.9%;在5 C下充放电仍保持136.2 m Ah/g。循环伏安与交流阻抗测试表明混合2%(质量分数)LiMn2O4可以提升材料的可逆性和放电容量,降低电荷转移电阻。     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2材料的合成及性能研究

采用碳酸盐共沉淀法制备Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2(y=0,0.01,0.02,0.05,0.10)。通过XRD、SEM测试对其晶型结构、组织形貌进行了分析,交流阻抗法(AC)和充放电性能测试对其电化学性能进行了研究。实验表明,制备的样品均具有较好的层状结构,其中Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Sn0.02O2性能最佳,以0.5C循环充放电时,首次放电比容量达到173.31mAh/g,30次循环后,放电比容量为149.55mAh/g,容量保持率为86.29%。     

Mg~(2+)掺杂对sol-gel法合成锂离子电池材料Li_3V_2(PO_4)_3的影响

在磷酸钒锂材料中掺杂Mg2+,Mg2+取代锂位,其化学式可以写为(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3,Mg(OH)2作为镁源,按化学反应方程式中化学计量比称取LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,Mg(OH)2(x=0.01、0.05、0.1)和柠檬酸,其中柠檬酸用量为n(V)∶n(柠檬酸)=2∶2,煅烧温度为700℃,煅烧时间为8 h,合成了(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3正极材料。研究了Mg2+掺杂量对材料性能的影响,考察了x=0、0.01、0.05、0.1四种情况。结果显示,x=0.05时材料具有较好的充放电性能。在2.7～4.5 V电压范围内进行充放电循环测试,0.05 C充放电倍率下,其首次放电比容量为145 mAh/g,库仑效率高达90%以上,0.1 C循环20次后,放电比容量仍为131 mAh/g;0.2 C循环时,首次放电比容量为140 mAh/g左右,20次循环后仍为130 mAh/g以上;0.5 C循环20次后,放电比容量为104 mAh/g。     

微波法合成正极材料Li3V2(PO4)3

用微波法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。XRD、充放电和循环伏安测试表明:在900℃下恒温11 min,合成的样品结晶度好、无杂相,0.2C时,使用该材料的电池首次循环的充、放电容量分别为177.1 mAh/g和145.7 mAh/g,循环50次后,放电容量为98 mAh/g。当充电到4.9 V时,Li3V2(PO4)3存在4个充电平台,且有较高的放电平台。     

高稳定性NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料的制备与表征

通过固相法合成了具有典型NASICON结构的NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料,碳质量分数为5%。以该材料为负极,以制备的λ-MnO_2为正极,在1 mol/L的Na_2SO_4水溶液中测试了NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料的电化学性能。结果表明:在0.1C下该材料的比容量达到82 mAh/g;在1.5C下初始比容量达到54 mAh/g,500次循环后为48 mAh/g,容量保持率为88.9%。NaTi_2(PO_4)_3/C材料具有优良的循环性能和倍率特性,且材料的制备工艺简单,绿色环保,作为水系钠离子电池的负极具有较好的应用前景。     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C及其电化学性能

通过高温固相法合成以Fe2O3为铁源,Li2CO3为锂源,柠檬酸为碳源的Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C(M=Al,Ti,V)锂离子电池正极材料,利用了X射线衍射光谱法(XRD)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等实验方法研究了在铁位固定掺杂摩尔分数为1%的Mg的情况下,变换锂位掺杂金属对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量金属掺杂后的产物Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C其充放电容量和循环性能都比未掺杂的纯相要高。在室温下,Li0.98Al0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C材料以0.1倍率放电时,首次比容量达到156 mAh/g,循环几次后达到160.2 mAh/g,循环性能良好,晶胞系数c/a的值与其他掺杂材料相比较高,结晶度好。     

Co2+掺杂对磷酸钒锂电化学性能的影响

用XRD、透射电镜(TME)和电化学性能测试,研究了Co2+掺杂对正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3]的影响。掺杂适量的Co2+不会改变Li3V2(PO4)3的单斜晶系结构,可稳定材料结构,改善高倍率充放电性能。在室温下、3.0～4.3 V充放电,Li3(Co0.03V0.97)2(PO4)3以0.1C放电的首次放电比容量为116.8 mAh/g,电流从0.1C增加到1.0C循环80次后,容量衰减率为16.5%;Li3V2(PO4)3的首次放电比容量为128.8mAh/g,80次循环后,容量衰减率为34.8%。循环伏安和交流阻抗测试表明:Li3(Co0.03V0.97)2(PO4)3的可逆性优于Li3V2(PO4)3。     

高温固相法合成LiFe1-xTixPO4/C正极材料及其表征

用一种廉价的Fe2O3为铁源,使用柠檬酸作为还原剂,采用一种改进的碳热还原法制备出了LiFePO4/C、LiFe0.95Ti0.08PO4/C、LiFe0.9Ti0.1PO4/C和LiFe0.85Ti0.15PO4/C四种掺杂Ti的锂离子电池正极材料,利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒电流充放...     

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。     

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。     

Mg2+不同取代位对LiFePO4/C性能的影响

以蔗糖为碳源,用高温固相法制备了Li0.98Mg0.02FePO4/C、LiFe0.98Mg,0.02PO4,/C和不确定掺杂位的样品LiFePO/C+Mg2+的正极材料.用XRD,SEM、恒流充放电测试、循环伏安和交流阻抗谱方法,研究了样品的结构、形貌及电化学性能.研究发现,样品均为单一规则的橄榄石型的LiFeP0,...     

不同铁源对磷酸锰铁锂电化学性能的影响

采用不同晶型铁源探讨了其对磷酸锰铁锂正极材料电化学性能的影响。采用X射线衍射谱(XRD)、高分辨扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱及电化学性能测试手段等进行了正极材料物相及形貌的表征。研究发现,与a-Fe2O3相比,采用以g-Fe2O3为主相的铁源制备的LiMn0.75Fe0.25PO4/C正极材料在0.1 C下放电比容量能够达到164.6 mAh/g,20 C下依然能够达到106.5 mAh/g,表现出优异的倍率性能。在1 C下循环200次后,电池的容量保持率为93%,展现出良好的循环稳定性。