添加剂PhIS对LiFePO4锂离子电池性能的影响

为提高石墨/磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池的性能，研究2-苯基-1H-咪唑-1-磺酸酯(PhIS)作为电解液添加剂对石墨/LiFePO₄软包装锂离子电池性能的影响。PhIS对LiFePO₄锂离子电池的高温存储、低温放电、不同温度循环及阻抗等均有改善效果。PhIS添加量为1.0%(质量分数)的电池以0.2 C充电、0.5 C放电，在-10℃低温下于2.00～3.65 V循环200次的容量保持率为88.1%;60℃高温存储60 d,直流阻抗(DCR)增长率与未添加PhIS的对照组相比降低13.0%。     

干法制备LiFePO4厚电极的电化学性能

为实现更高的能量密度，探究利用干法工艺制备厚电极的电化学性能。通过构建点-线-面三维导电网络，采用干法电极制备工艺，制备138μm、217μm和303μm厚(面密度分别为26.7 mg/cm²、35.0 mg/cm²和47.9 mg/cm²)的磷酸铁锂(LiFePO₄)厚电极。以0.10 C在2.50～4.25 V充放电，电极的可逆比容量分别为157.5 mAh/g、158.7 mAh/g和153.2 mAh/g,接近30μm厚(面密度为1.0 mg/cm²)对比电池的158.1 mAh/g。在不同电流下进行50次循环，仅0.50 C和1.00 C倍率下循环的容量受厚度影响。以0.50 C循环时，循环曲线出现“跳水”现象，且发生时间随着厚度的增加而提前，主要是因为厚电极在较大电流下充电时，在负极表面沉积大量高比表面金属锂，导致电池内的电解液干涸。     

一种制备锂电池用LiFePO4的方法

提出一种用磷酸铁制备LiFePO₄/C的方法,XRD、TEM、ICP结果表明所制材料为内部掺镁表面覆碳的橄榄石结构LiFePO₄,其在0.1 C、1 C、2 C、3 C下的放电比容量可达154.5、136.9、125.1和112.8 mAh/g,1 C、50次循环后容量无明显衰减,2 C、100次循环后容量保持率98.6%。     

一种高倍率磷酸铁锂正极材料前驱体磷酸铁的制备

磷酸铁的颗粒、形貌对磷酸铁锂的性能起至关重要的作用。现有氨法工艺制备的磷酸铁具有颗粒尺寸大、颗粒分布不均匀的缺点,影响了磷酸铁锂锂离子扩散速度。在现有氨法工艺上进行优化：在浆料中同时加入酸碱调节剂,陈化过程升温保温后得到晶体结构NH₄Fe₂(OH)(PO₄)₂·2 H₂O的碱式磷酸铁铵,干燥煅烧获得高性能无水磷酸铁。所制备的无水磷酸铁具有一次颗粒40～50 nm、颗粒分布均匀规则、比表面积12～13 m²/g、物料疏松、杂质含量低等特点,采用此种磷酸铁制备的磷酸铁锂倍率性能高,10 C放电比容量大于145 mAh/g。     

Li5FeO4的制备及其在硅碳负极电池体系中补锂性能的研究

以Fe₂O₃和Li₂O为原料,采用高温固相法制备了Li₅FeO₄材料,并将该材料用作补锂添加剂在三元-硅碳电池体系中进行了补锂性能测试。测试结果表明,合成的Li₅FeO₄首次脱锂比容量为667.6 mAh/g,可逆比容量仅为1.3 mAh/g,是一种理想的补锂材料。在NCM正极-硅碳负极(750 mAh/g)的全电池体系中分别添加质量分数分别为5%和10%的Li₅FeO₄时,正极材料的可逆比容量分别为164.8和170.2 mAh/g,相比之下正极中不添加补锂剂时正极可逆比容量仅为142.5 mAh/g。此外,Li₅FeO₄的加入还可以有效提升电池的循环性能,添加10%Li₅FeO₄的全电池在300次循环后电池的容量保持率为84.6%,较之未添加补锂剂的电池提升8.3%。     

氧化石墨烯改性LiFePO4正极材料的电化学性能

采用球磨法制备不同氧化石墨烯添加量的LiFePO₄/GO复合材料,研究氧化石墨烯添加量对LiFePO₄正极锂离子电池性能的影响。通过XRD、SEM、FTIR、XPS和相关的电化学方法研究了材料的物理和电化学性能。结果表明,球磨法制备LiFePO₄/GO复合材料不改变LiFePO₄的物性,与纯LiFePO₄相比,LiFePO₄/GO复合材料表现出更好的高倍率性能和循环稳定性。其中LiFePO₄与GO质量比为100∶1.25时,GO-1.25混合材料在0.5 C放电倍率下循环100次后显示出154.9 mAh/g的放电比容量,其容量保持率为98.7%。     

磷酸铁锂的微波合成及改性研究

研究了磷酸铁锂的微波合成与改性.通过正交实验考察了微波功率、铜的掺入量、微波辐射时间等因素对磷酸铁锂比容量的影响,确定了最佳工艺条件.实验结果表明:微波功率650 W,铜的质量分数为5％,微波辐射时间为50 min的条件下铜掺杂碳包覆磷酸铁锂的比容量为145.4 mAh/g.X射线衍射表征了样品化学组成,扫描电镜(SE...     

磷酸铁锂正极粉末再生除氟工艺

废旧磷酸铁锂（LiFePO₄）正极粉末中含有大量有害氟（F）元素,影响回收产品的纯度。研究LiFePO₄回收过程中的氟离子（F^-）分布规律,发现热解之后有14%的F残留在正极粉末中。通过氧化浸出得到的LiFePO₄浸出液中,F含量高达0.08%。针对LiFePO₄浸出液中高含量的F^-进行脱氟研究,通过“氧化钙（CaO）沉淀除氟+锆基树脂除氟”两级除氟工艺,将LiFePO₄浸出液中的F浓度降低至0.4 mg/L。     

分散剂在正极材料磷酸铁锂中的应用

分别将十二烷基磺酸钠(SDS)和聚乙二醇(PEG)用作锂离子电池正极水性合膏工艺的分散剂。用交流阻抗、循环伏安和充放电测试,研究了它们对磷酸铁锂(LiFePO4)性能的影响。经20次不同倍率的循环,当分散剂SDS的含量为0.6%时,电池的比容量为87.82 mAh/g,容量保持率为63.3%;当分散剂PEG的含量为0.4%时,电池的比容量由0.20C时的143.61 mAh/g降至2.00C时的107.14 mAh/g,容量保持率为74.6%,循环稳定性和大电流性能较好。     

磷酸铁锂锂离子电池容量衰减机理分析

分析容量衰减机理，对优化电池体系十分重要。研究23 Ah方形铝壳磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池高温(55℃)循环容量衰减的机理。通过SEM、X射线能量色散谱(EDS)、XRD、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及傅立叶变换红外光谱(FTIR),分析材料的表面形貌、晶体结构及界面组分。利用电化学微分电压曲线(DVA)及扣式半电池测试，对高温循环后的电池容量衰减机理进行量化分析。失效电池的电极活性材料，整体结构没有被破坏，正极活性物质颗粒表面出现裂纹，负极固体电解质相界面(SEI)膜增厚，有机锂化合物占比增大。DVA结果表明，可循环锂损失(LLI)和活性物质结构损失(LAM)分别占全电池容量衰减的74.82%和25.18%。扣式半电池测试结果表明，负极SEI膜和死锂、正极电解质相界面(CEI)膜、正极结构损失分别占全电池容量衰减的77.13%、1.83%和21.04%。     

多孔性V2O5的制备及在锂离子电池中的应用

五氧化二钒(V₂O₅)作为正极材料,在锂离子电池中存在循环不稳定、倍率性能差等缺点,且锂化机理研究有限,作为负极材料的研究更是缺乏。采用聚乙烯醇(PVA)辅助软模板溶剂热法制备多孔性V₂O₅(PVO),所得PVO的结晶度高,为相互连接的V₂O₅纳米棒组成的多孔结构。使用PVO为负极材料制备的半电池,容量和稳定性高,倍率性能较好,在放电过程中产生了新化合物,以0.2 A/g的电流在0.02～3.10 V充放电,第500次循环的放电比容量可达762.1 mAh/g。制备的LiFePO₄/PVO全电池以0.1 A/g的电流在1.5～3.5 V充放电,第100次循环的放电比容量为176.8 mAh/g。     

不同锂离子正极材料掺杂对硫正极性能的影响

探讨了硫正极中掺入锂离子正极材料(磷酸铁锂LiFePO₄、三元材料NCM、富锂锰基材料LRMB)对锂硫电池性能的影响。研究发现，富锂锰基材料最有利于提高锂硫电池的电化学性能，并且其添加量为10%(质量分数)时，效果最好。通过一系列电化学性能测试发现，硫正极中掺杂锂离子正极材料能够调控活性硫的电化学行为，促进可溶性长链多硫化锂(Li₂S_x)向难溶性短链硫化锂(Li₂S)的转化，进而提高锂硫电池的电化学可逆性，降低电池的极化现象。这为提高锂硫电池的电化学性能提供了新的思路。     

LiFePO4锂离子电池的低温性能改进

利用多巴胺自聚合原理,通过包覆一层氮掺杂的碳质材料(无定型碳)来降低磷酸铁锂(LiFePO₄)材料的表面电阻,提高低温下Li+迁移速率。采用含氟有机溶剂氟代碳酸乙烯酯,以物质的量比为1∶1的双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)和双(五氟乙基磺酰基)亚胺锂(LiBETI)为混合锂盐,制备1 mol/L混合锂盐电解液(MLiE),以解决电池在低温环境下性能下降的问题。与目前的商业LiFePO₄/石墨电池相比,组装使用MLiE的LiFePO₄锂离子电池在-20℃于3.65~2.50 V充放电,0.1 C、0.2 C、0.5 C和1.0 C放电容量分别增加了37.4%、44.6%、51.1%和65.3%。     

添加分散剂和造孔剂制备高密度磷酸铁锂正极

磷酸铁锂锂离子电池能量密度的提升,可促进其进一步应用。研究高面密度磷酸铁锂极片制备工艺,解决活性材料分布不均匀、孔隙率低和极化大等问题。在磷酸铁锂浆料中,加入的分散剂和造孔剂质量分数分别为0.6%和0.3%,极片压实密度为2.36 g/cm³时,制成电芯的直流内阻最小(0.86 mΩ,50%SOC)。1.00 C倍率下恒流比和能量效率分别为98.87%和91.85%;以1.00 C倍率在2.50～3.65 V循环1 000次后,容量保持率为93.12%。     

定向循环技术回收制锂的研究进展

从退役锂离子电池中回收锂是解决锂资源短缺的重要途径之一。从退役锂离子电池产业链出发,分别研究退役三元正极材料和磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池中定向循环回收制锂的技术进展,分析不同技术优缺点,并展望该工艺的发展趋势和前景。三元正极材料锂离子电池前端提锂工艺有助于提高锂回收率,磷酸铁锂锂离子电池湿法回收有较高的锂回收率。同时,提出构建高效低成本浸出体系、优化低温焙烧体系,构建全链条一体化定向循环低碳回收体系的设想。     

叠片工艺制备25Ah磷酸铁锂锂离子电池

用叠片工艺制备了标称容量为25 Ah的磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池。对电极材料、极片表面形貌和电池的电化学性能进行分析。在正极面密度为2.40 g/dm2,压实密度为2.60 g/cm3时,以0.50C在2.60～3.40 V循环,所制备的单体电芯的最大放电容量为26.56 Ah;正极材料的放电比容量为132.80 mAh/g,循环100次的容量保持率为95.52%。挤压、针刺、过充和短路等测试结果表明:制备的电池具有良好的安全性能。     

溶剂热法制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂

以聚乙二醇(PEG)400和水为共溶剂,抗坏血酸(VC)为还原剂,经溶剂热法制备磷酸铁锂,并将其应用于锂离子电池正极材料.采用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重(TG-DTG)对其结构、形貌和性质进行表征.在PEG和VC的共同作用下,所制备的纯相磷酸铁锂在0.1 C下首次放电比容量最高可达143.2 mAh/g,循环20次后容量保持率为74.4％.VC的加入可防止二价铁的氧化,VC含量的变化对磷酸铁锂的晶型和放电容量也具有重要影响.高温热处理可使残留在磷酸铁锂表面的PEG原位生成碳,避免了由传统球磨掺碳过程造成的结构缺陷和碳包覆层不均匀,使材料的充放电可逆容量和循环性能进一步提高.循环30次后容量保持率为97％,库仑效率100％.     

Fe3Se8/Co3Se4/NiSe2/NC复合材料的制备及性能

由于锂资源的价格逐渐攀升,亟需开发价格低廉的电池系统。通过共沉淀法合成FeCoNiCP片状前驱体,再经过包覆多巴胺、退火和在氮气下硒化,制备钠离子电池负极材料Fe₃Se₈/Co₃Se₄/NiSe₂/NC。在0.01~3.00 V充放电,以0.1 A/g的电流循环70次,电极仍有468.38 mAh/g的可逆比容量;在0.1 A/g、0.2 A/g、0.5 A/g、1.0 A/g、2.0 A/g和5.0 A/g的电流下,分别具有363.85 mAh/g、345.88 mAh/g、320.73 mAh/g、308.31 mAh/g、290.33 mAh/g和249.29 mAh/g的可逆比容量。Fe₃Se₈/Co₃Se₄/NiSe₂/NC复合材料较好的电化学性能,可归因于碳导电网络、多金属硒化物和独特的纳米结构的协同作用,缓解了充放电过程中的体积膨胀。     

MoS2/C纳米复合材料的合成及其电化学性能研究

理论比能量高达2 600 Wh/kg的锂硫电池已经成为锂电池研究热点,然而硫导电性不好、穿梭效应和锂化体积效应较大等问题阻碍了锂硫电池的产业化。将无定型多孔碳材料的高导电性和极性MoS₂的固硫作用相结合改善锂硫电池的电化学性能。所得的S@MoS₂/C在0.05 C和2 C电流密度下的放电比容量分别为1 507和406.3 mAh/g,比S@MoS₂在相同电流密度下的放电比容量（1 400和345.7 mAh/g）更高。在循环性能测试中,S@MoS₂/C容量保持率为46.9%,要高于S@MoS₂（39.1%）。因此,MoS₂/C复合材料作为硫载体可以显著改善锂硫电池性能。     

原位聚合制备基于聚离子液体的聚合物固态电解质

液态电解液存在泄漏爆燃隐患，在锂金属电池中的实际应用受限。基于离子液体制备的聚合物固态电解质(SPE)具有阻燃性好、热稳定性好、化学与电化学稳定性高等优点，在锂金属电池上的应用前景很好。设计合成一种离子液体单体(IL),并与碳酸乙烯亚乙酯(VEC)通过自由基聚合反应共聚，制备基于P(IL-VEC)的SPE。该SPE具有良好的热稳定性和阻燃特性，室温下离子电导率较高，可抑制锂枝晶的生长，达到稳定电解质与电极界面。以该SPE匹配磷酸铁锂正极组装的全固态锂电池，循环稳定性和倍率性能较好。以0.2 C倍率在2.8～3.8 V循环，初始放电比容量达154 mAh/g,并可稳定循环超过200次，在第230次循环时的剩余容量为118 mAh/g。