LiFePO4前驱体FePO4的制备及性能

以FeSO4、H3PO4和H2O2为原料,通过控制反应温度、pH值、FeSO4与H3PO4的物质的量比等反应条件,合成了前驱体FePO4.在氩气气氛中煅烧FePO4、Li2CO3和葡萄糖的混合物,制备了LiFePO4.充放电测试表明:LiFePO4样品具有3.4 V的放电电压平台,在0.1 C倍率下的首次充放电比容量分别为154.1 mAh/g和146.5 mAh/g.     

溶胶-凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料Li3V2(PO4)3

以LiOH·H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸等为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3].考察了煅烧温度、煅烧时间、原料配比等条件对产物组成及电化学性能的影响.结果表明,以n(Li):n(V)=3.2:2.0投入原料,在700 ℃下煅烧8 h,合成的正极材料具有优良的电化学性能.样品在0.1 C充放电下,首次放电比容量达到130.0 mAh/g.X射线衍射(XRD)结果表明,以溶胶-凝胶法合成纯相Li3V2(PO4)3晶体所需温度比固相法低.     

磷酸铁锂性能改性的研究

以FeSO4·7H2O、NH4H2PO4和H2O2为初始原料,通过液相沉淀法制得前驱体FePO4,然后通过碳热还原制得LiFePO4。我们采用两种加碳方式:a、先制得FePO4,然后加炭黑混合高温合成LiFePO4;b、先把炭黑分散在液相中,然后通过液相沉淀制得含碳的FePO4,再高温合成LiFePO4。SEM(扫描电子显微镜)分析表明:方法b制备的FePO4颗粒比方法a制备的FePO4颗粒细小。在其它条件相同的情况下方法b合成的LiFePO4的电化学性能要优于方法a合成的电化学性能。采用方法b于560℃煅烧12h制备的LiFePO4在0.1C放电倍率下其比容量为149mAh/g,而当放电倍率达到1C时,放电比容量为124mAh/g,且具有良好的循环性能。     

废旧磷酸铁锂锂离子电池正极的回收

采用磷酸(H3PO4)溶液对废旧LiFePO4电池正极片在低温热解得到的粉末材料进行浸出,以铁盐溶液作为补充铁源,合成电池级磷酸铁(FePO4),并将滤液pH值调到8.0以上,得到工业级磷酸锂(Li3PO4)。通过SEM、XRD和电化学性能测试,研究热处理温度、反应原料配比与溶液pH值对回收产物形貌和性能的影响。将正极片在350℃下热解2 h分离得到的粉末加入到85℃的H3PO4溶液中,在n(P)∶n(Fe)为1.3∶1.0的条件下,制备的FePO4结晶度好。制备的电池在2.5~4.0 V充放电,0.2 C和2.0 C放电比容量最高分别达到160.2 mAh/g和150.3 mAh/g。以Li3PO4方式回收滤液中的锂元素,当p H值为10时,回收率达到90%,Li3PO4纯度在99.4%以上。     

FePO4为铁源时合成时间对LiFePO4/C性能的影响

以FeSO4.7H2O,H3PO4,H2O2和NH3.H2O为原料合成纳米化的FePO4.1.5H2O,并将Li2CO3、FePO4.1.5H2O和葡萄糖混合球磨,在800℃下通过碳热还原合成LiFePO4/C。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试研究了相同温度下,不同合成时间LiFePO4/C样品的结构、形貌及电化学性能。结果表明:在800℃12 h下合成的样品具有最佳的电化学性能,在0.2C(1C=150mAh/g)倍率下放电,首次放电比容量为142.7mAh/g,经过20次充放电循环后容量基本保持不变。     

P123辅助合成的Li3V2（PO4）3/C的电化学性能

以CH3COOLi、V2O5、H3PO4、草酸以及表面活性剂P123(EO20PO70EO20)为原料,采用液相法合成了亚微米级的Li3V2(PO4)3/C,通过XRD、SEM和电化学性能分析,研究了煅烧温度对产物的影响。用P123辅助合成的Li3V2(PO4)3/C粒径减小,电化学性能提高。在850℃下煅烧合成的Li3V2(PO4)3/C,晶体生长完善,可逆性最好,电荷转移阻抗最小。在3.0~4.3 V循环,0.1C首次放电比容量为128.7 mAh/g,5.0C放电比容量为104.3 mAh/g,容量保持率为81%。     

碳热还原法制备磷酸铁钒锂复合材料

以Li2CO3、NH4H2PO4、Fe2O3、V2O5和C12H22O11为原料,用碳热还原法合成x Li Fe PO4·y Li3V2(PO4)3/C正极复合材料,通过电化学性能测试、热重分析、XRD和SEM分析考察复合材料配比和煅烧温度对性能的影响。x∶y=5∶1,在700℃下煅烧10 h所得复合材料,XRD衍射峰强度大、特征峰明显,结晶度高;以0.1 C在2.0~4.9 V循环,首次放电比容量达125.8 m Ah/g,以1.0 C循环10次,容量保持率为99.4%。     

前驱体预处理对LiFePO_4/C性能的影响

以FePO4·xH2O和无水FePO4为铁源,采用高温固相-碳还原法制备LiFePO4/C。X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、粒度分布以及比表面积试验表明:以FePO4·xH2O为铁源时,产品颗粒均匀,粒度分布窄,振实密度仅为0.8g/mL;以无水FePO4为铁源时,产品粒度分布较宽,最大粒径达到32μm左右,振实密度高达1.2g/mL。电化学性能测试表明:以FePO4·xH2O为铁盐的产物,充电时间长,0.2C比容量为138mAh/g;以无水FePO4为铁盐的产物,充电时间短,比容量提高到142mAh/g。     

FePO4颗粒尺寸对LiFePO4/C复合材料性能的影响

以FePO4为铁源、Li2CO3为锂源、聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法合成了LiFePO4/C复合材料.研究了铁源FePO4 的颗粒尺寸对复合材料电化学性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成产物的晶体结构、表面形貌进行了表征和研究,通过充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)对材料的电化学性能进行测试和分析.结果表明:FePO4颗粒的大小影响着合成产物颗粒的大小,从而影响了LiFePO4/C的充放电性能.     

柠檬酸对LiFePO_4/C复合材料综合性能影响的研究

采用共沉淀法,通过改变柠檬酸的加入量制备了一系列中间体FePO4·x H2O,之后以合成的FePO4·x H2O为三价铁源,采用两步烧结法来合成LiFePO4/C复合材料,运用XRD、SEM以及电化学测试方法对材料性能进行表征。结果表明:柠檬酸的加入能够有效地控制FePO4·x H2O材料的形态特征及粒径大小,使其分布更为均匀,减弱了团聚现象的发生,而磷酸铁锂的性能也随之受到影响,当柠檬酸加入量较低时,磷酸铁锂在0.1 C充放电倍率下,放电比容量可达到约160 mAh/g,且通过多次充放电循环后,容量保持率在98%以上。但当柠檬酸添加量过多时,材料性能则不能继续提升。     

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.     

4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯的合成及其聚酰亚胺薄膜的表面性能研究

4,4'-二羟基基联苯(44DHBP)、4-氯硝基苯(4CNB)和碳酸钾在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和甲苯的混合溶剂体系中回流反应,合成4,4'-双(4-硝基苯氧基)联苯(44B4NPOBP);随后,在Pd/C-水合肼的还原体系中,被进一步还原成4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯(44B4APOBP)。利用差示扫描量热计(DSC)、傅立叶转换红外光谱仪(FT-IR)等仪器,对其进行了表征。另外,将4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯(44B4APOBP)与均苯四甲酸二酐(PMDA)在强极性非质子有机溶剂中进行聚合反应,得到粘稠状的聚酰胺酸(44B4APOBP/PMDA-PAA)溶液,经涂膜、热亚胺化后,制成相应的聚酰亚胺(44B4APOBP/PMDA-PI)薄膜,并对其表面性能进行了研究。     

造孔剂对PEMFC膜电极性能的影响

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的催化层中加入造孔剂以减小气体反应物的扩散传质阻力。提出了两种新型造孔剂,分别为低分解温度的NH_4HCO_3和高溶解度的(NH_4)_2SO_4。实验结果表明,加入适量的造孔剂NH_4HCO_3,可使膜电极在H2-空气条件下的输出功率获得显著提高;加入适量的造孔剂(NH_4)_2SO_4,可使膜电极大电流工作时的性能得到明显改善。环境扫描电镜(ESEM)的测试结果表明,造孔剂的加入使膜电极催化层的孔结构得到优化,更有利于传质过程的顺利进行和提高催化剂Pt的利用率。     

二氨基二苯醚双马来酰亚胺的合成及表征

以二氨基二苯醚和顺丁烯二酸酐为原料进行反应,用正交实验法优化工艺条件,合成了二苯醚双马来酰亚胺。并用红外光谱对其结构进行了表征,试验结果表明,其产品收率达94.51%,纯度为99.40%,熔点为177~180℃。     

锂离子电池正极材料的性能研究

对电动自行车用锂离子电池正极材料的电性能和交流阻抗特性进行了分析研究。结果表明,LiFePO4和LiMn2O4两种材料各有优点和不足之处,LiFePO4电池的高温性能和荷电保持能力较好,而大电流放电能力和低温性能较差。LiMn2O4电池的大电流放电能力较好,高温荷电保持能力较差。     

电动汽车用动力锂离子电池的电压特性

着眼于LiMn2O4锂离子电池和LiFePO4锂离子电池在电动汽车动力领域的应用,以4种国产动力锂离子电池为对象,对其电压特性进行了试验和研究。研究结果表明：LiMn2O4锂离子电池与LiFePO4锂离子电池的电压特性有显著差别;低温对LiFePO4锂离子电池的电压特性有显著性影响;PNGV模型适用于LiFePO4锂离子电池在动态脉冲电流工况下的电压特性仿真。     

正极材料Li_(1-4x)Ti_xFePO_4的合成和电化学性能

采用碳热还原法制备了锂离子电池正极材料Li1-4xTixFePO4(x=0、0.005、0.010、0.015、0.020和0.025).采用XRD、SEM、交流阻抗、恒流充放电及循环伏安等方法,研究了材料的结构和电化学性能.Li0.94Ti0.015FePO4的性能较好,0.2 C首次放电比容量为124.02 mAk/g,循环30次后的容量保持率为96.44%.     

磷酸锰铁锂材料在锂电池中的研究进展

Li Fe PO4作为锂离子电池正极材料被应用到动力电池之中,来源广泛及具有良好的循环稳定性,但是倍率性能较差及比能量不足成为限制其进一步发展阻力。磷酸锰铁锂材料工作电压高且位于通用电解液范围内,因此具有良好的应用前景。但是循环稳定性不足,有待进一步改进。     

从废旧锂离子电池浸出液制备Co_3O_4微球

采用沉淀焙烧法从废旧锂离子电池LiCoO2电极浸出液制备Co3O4。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(SEM)及ICP-AES对产物进行定性定量分析,表征产物的特性。研究表明:以10%NaOH溶液调节LiCoO2电极超声辅助硫酸浸出液的pH值至5.2去除Al3+,再加入Na2S、NaF溶液去除Cu2+、Ca2+、Mg2+等离子。净化后,通过对比实验得到制备Co3O4的最佳实验条件:即净化液中加入一定量的(NH4)2C2O4,用NH3.H2O调节溶液pH=9.5沉钴,使用20%的无水乙醇作为分散剂。滤渣在55℃条件下真空干燥、在400℃条件下焙烧2.5 h,得到平均粒径小于10μm Co3O4微球。Co3O4的纯度为84.32%,Co的回收率为74.09%。