SnO2/MCMB核壳负极材料的嵌锂性能

以酸处理的中间相炭微球(MCMB)为载体,先用液相法在MCMB表面生成少量二氧化锡(SnO2),再以水热法在MCMB表面生长SnO2纳米棒,合成SnO2包覆MCMB的核壳结构材料.用XRD、SEM和透射电镜(TEM)测试对材料进行分析,用恒流充放电和循环伏安实验对材料进行研究.以100 mA/g的电流在0.001～ 2.000 V循环,材料的首次充、放电比容量分别为1 038.4 mAh/g和1 577.6 mAh/g,第25次循环的放电比容量为581.9 mAh/g.     

流变相法合成高倍率性能优异的LiFePO4/C复合材料

以月桂酸为碳源和表面活性剂,采用流变相法合成性能优异的LiFePO4/C复合材料.研究了不同制备方法对材料结构、形貌和电化学性能的影响.采用XRD、SEM、电化学循环性能测试以及循环伏安测试对材料进行表征.结果表明:相比固相法,流变相法合成的材料粒径更小,仅有200 nm,且分布均匀;0.1 C下材料的放电比容量可达155mAh/g,10 C放电比容量高达115mAh/g,且经820次循环后容量保持率高达95％,再经20C放电,比容量仍有101mAh/g,具有优异的高倍率循环性能.     

Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的PVP凝胶燃烧法合成

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)凝胶燃烧法合成了高容量的Li[Li0.2Mn054Ni0.13Co0.13]O2正极材料,研究其结构、形貌和电化学性能.X射线衍射光谱法(XRD)分析表明材料为典型的α-NaFeO2结构,R-3m空间群,结晶良好.从扫描电子显微镜(SEM)图可见材料的晶型发育良好,粒径均匀,大部分晶粒的粒径在0.1～0.2 μ上m,平均粒径为0.16 μm.材料在0.1 C下的首次充电比容量为351.5 mAh/g,放电比容量为284.3 mAh/g,库仑效率为80.9％.0.5 C和1C的首次放电比容量分别为236.1和210.0 mAh/g,分别相当于0.1 C首次放电比容量的83.0％和73.9％.该材料在1C下经过30次循环,容量保持率为85.3％.第2～30次充放电平均库仑效率为98.9％,具有良好的充放电可逆性.     

碳热还原法制备负极复合材料Sn/C

通过碳热还原法,以纳米碳、改性天然石墨为碳源还原SnO2,并用沥青进行二次碳包覆,制备了锂离子电池负极复合材料Sn/C。对样品进行了XRD、SEM分析及充放电性能测试。SnO2被过量的碳还原,形成粒径为1～2μm的金属Sn球。以改性天然石墨为碳源制备的样品,首次充电(脱锂)、放电(嵌锂)比容量分别为412.4 mAh/g和591.1 mAh/g;第20次循环的充电比容量为342.1 mAh/g,库仑效率从第2次循环开始均在97.0%以上。     

不同方法合成LiVPO4F/C的电化学性能研究

以葡萄糖、NH4H2PO4、V2O5和LiF为原料,分别通过液相法和固相法合成了锂离子电池正极材料LiVPO4F/C复合材料,并通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及电化学测试技术对复合材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,两种方法所合成复合材料均由三斜结构的LiVPO4F与碳组成;液相法所合成的材料首次放电比容量分别为133.7(0.2 C)、124.9 mAh/g(0.5 C)和118.7 mAh/g(1 C),明显高于相同测试条件下固相法所合成材料的首次放电比容量[131.2(0.2 C)、121.4 mAh/g(0.5 C)和104.9 mAh/g(1 C)],并且液相法合成的复合材料循环性能优于固相法合成的复合材料;液相法合成的LiVPO4F/C复合材料具有良好的循环性能和倍率性能,其2 C和5 C的放电比容量分别高达114 mAh/g和98 mAh/g,循环50次后,容量损失率均小于1%。     

以草酸为燃烧剂固相法合成Li4Ti5O12

以锐钛型TiO2和LiOH·H2O为原料,草酸为燃烧剂,通过固相法合成了锂离子电池负极材料Li4Ti5O12。用XRD、SEM和电化学性能测试对样品进行了分析。添加草酸制备的Li4Ti5O12为纯尖晶石结构,结晶度高,平均粒径为0.5μm;以0.5C在1.0～2.5 V循环,首次放电比容量为160.7 mAh/g,第50次循环的容量保持率为93.8%,比未添加草酸的样品分别提高了10.6 mAh/g、13.4%。     

用不同锰源高温固相法制备LiMnPO4/C

以MnO2、Mn(Ac)2和MnCO3为锰源,通过高温固相法制备纯相LiMnPO4/C正极材料,进行XRD、SEM分析和充放电、循环伏安测试。采用不同锰源制备的样品,XRD衍射峰均与LiMnPO4的标准图谱一致,无其他杂质峰;但颗粒形貌存在较大的差别。以Mn(Ac)2为锰源的材料具有较好的循环稳定性和相对较高的可逆容量,以0.2C在2.7~4.5 V充放电,首次充、放电比容量分别为113.1 mAh/g和95.7 mAh/g,库仑效率为84.6%,第25次循环的放电比容量为108.9 mAh/g。     

碳酸盐共沉淀法制备LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2

采用碳酸盐共沉淀法制备了LiNi0.5Mn0.5O2正极材料。研究了原料中不同锂含量对电极性能的影响。材料分析结果表明,碳酸盐共沉淀法合成的LiNi0.5Mn0.5O2材料中Ni和Mn分布均匀,离子混排小,结构有序。充放电测试结果表明,原料中过量锂的存在极大地改善了LiNi0.5Mn0.5O2材料的循环性能和倍率性能。在2.5~4.5 V的电压范围内,原料中锂未过量的LiNi0.5Mn0.5O2电极首次和80次循环后的放电比容量分别为190.3和153 m Ah/g。当原料中锂过量10%时,LiNi0.5Mn0.5O2电极首次和80次循环后的放电比容量分别为180.2和174.6mAh/g,两种电极的容量保持率分别为80.4%和96.9%。当以4C放电时,未过量和过量10%锂的LiNi0.5Mn0.5O2电极的放电比容量分别为91和100mAh/g。     

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%.     

超细球磨技术用于制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2

以球形Ni(OH)2、Co3O4、Mn3O4及LiOH为原料,用超细球磨-喷雾干燥法得到前驱体,再用高温固相法制备正极材料LiNi1/3Co1/3 Mn1/3O2.在900℃下焙烧12h制备的材料具有良好的六方单相层状α-NaFeO结构,粒径均匀地分布于1～3 μm;在2.8～4.3 V循环,0.1C、2.0C首次放电比容量分别为162.5 mAh/g、138.6 mAh/g,第30次0.1C循环的容量保持率为98.8％,;当充电截止电压提高至4.6V时,0.1C放电比容量增加至约200 mAh/g,且循环性能稳定.     

燃烧法制备层状正极材料LiNi0.5Mn0.5O2

用燃烧法制备了正极材料LiNi0.5Mn0.5O2,研究了合成条件对产物的影响。XRD、SEM及电化学测试结果表明:n(Li)∶n(Mn+Ni)=1.05∶1.00、n[CO(NH2)2]∶n(NO3-)=1.0∶1.0,在900℃下烧结4h所得样品为α-NaFeO2层状结构;一次颗粒粒径为0.1～1.0μm;在2.7～4.5V的首次放电比容量为181.7mAh/g,第20次循环时的容量保持率为83.5%。     

凝胶—溶胶法制备掺杂Ni、Mn的LiV3O8

用凝胶—溶胶法,按n( LiV3O8)∶n[LiNiO2(或LiMn2O4)]=12∶1制备了掺杂Ni、Mn的LiV3O8,用XRD、循环伏安和恒流充放电测试对样品进行了分析.掺杂未对样品的晶体结构产生影响;掺杂Mn的样品在1.8～3.8V以0.1C循环,首次放电比容量为387.9 mAh/g,比未掺杂样品的299.9...     

纳米SnO2/C微球材料的制备及电化

采用化学沉淀法,并通过进一步的水热反应,制备得到纳米二氧化锡颗粒,通过TEM分析知纳米二氧化锡颗粒的粒径约为5 nm;通过2,4-二羟基苯甲酸和甲醛之间的缩合反应,在体系中加入纳米二氧化锡颗粒,再通过水洗和热处理等步骤制备了纳米SnO2/C碳包覆微球,控制加入二氧化锡纳米颗粒的质量制备了不同样品来探究其对材料形貌及性能的影响.研究表明,当添加纳米二氧化锡含量为40％时,纳米SnO2/C复合材料的电化学性能最佳.在电流密度为100 mA/g充放电时,首次可逆比容量为825.2 mAh/g,第100次循环的可逆比容量为593.2 mAh/g,容量保持率达71.9％.     

梯度型LiNi1-2xCoxMnxO2材料的研究

采用碳酸盐共沉淀法制备了四层浓度梯度型Ni1-2xCoxMnxCO3前驱体,通过固相法在不同煅烧温度下制备层状LiNi1-2xCoxMnxO2正极材料.经扫描电镜、X射线衍射实验分析表明该材料具有α-NaFeO2层状结构,粒径在100～500nm.经LAND电池测试系统在20℃,2.75～4.5V充放电电压范围内测试,...     

超声振荡结合液相还原法合成尖晶石LiMn2O4

采用超声振荡结合液相还原法,制备尖晶石LiMn2O4,对产物进行XRD、SEM分析及电化学性能测试.超声振荡生成的前驱体具有更接近尖晶石的过渡结构,制得的LiMn2O4粒子更致密、均匀.在3.5～4.5V循环,0.1C首次放电比容量为126 mAh/g,第50次循环的放电比容量为122 mAh/g.     

碳包覆MnSn2锂离子电池负极材料合成及性能

用球磨-热解法合成了碳包覆锂离子电池锰锡合金负极材料MnSn2/C.通过XRD、TEM和电化学测试对材料进行了表征.制备的材料粒径大小分布在1～2μm之间,合金材料表面完全被碳包覆,碳层厚度约为60～ 120 nm.在充放电电压为1.5 V到0V范围内,初始可逆充电比容量为675 mAh/g,经过20周的循环后,充电比容量仍然保持为440mAh/g.与没有碳包覆的MnSn2贸极材料相比,其循环性能有较大提高.     

锡镍合金负极材料的制备及电化学性能研究

在碱性镀液中,用脉冲电镀法制得具有单斜Ni3Sn4结构的锡镍合金负极材料.采用充放电循环实验、X射线衍射光谱法(XRD)、阻抗、环境扫描电镜(SEM)等研究了影响样品电化学性能的因素.实验结果表明,由组成为45 g/L硫酸镍、75 g/L 乙二胺四乙酸二钠、40 g/L酒石酸钾钠、250 g/L焦磷酸钾和40 g/L锡酸钠的镀液制得样品表面含有孔径为200～300 nm的孔洞.在1.5～0.01 V的电压区间,以100 mA/g的电流放电时,该样品第1次循环的放电比容量为764 mAh/g,第50次循环的放电比容量为405 mAh/g.充放电的库仑效率较高.     

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%。