尖晶石型ZnMn2O4的合成及其电化学行为

主要报道尖晶石型ZnMn2 O4的合成及其在非水介质中的电化学行为。实验表明 ,以醋酸锰、醋酸锌、碳酸锰和碳酸锌为原料 ,在 90 0℃左右合成的ZnMn2 O4具有尖晶石结构 ,初始容量达到 14 0mAh/ g ,且具有良好的可逆性 ,在Zn| 1mol/LZn(ClO4) 2 +PC|ZnMn2 O4模拟电池体系中 ,循环 2 0 0多次后容量衰减到 12 5mAh/ g。     

测试锂电池析气的原位透射红外电解池技术

以Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料作为研究电极,将原位透射红外电解池用于锂离子电池首次充电时电解液析气行为研究,评价电解液电化学稳定性及其对正极性能影响。结果表明氟代碳酸乙烯酯(FEC)基电解液具有高的电化学稳定性并且能够提高正极比容量和电化学循环稳定性,100次循环后容量保持率高达97.9%。     

LiMn2O4在聚合物锂离子蓄电池中的高温性能

在电解液中的溶解是尖晶石LiMn2O4高温不可逆容量损失的主要原因。聚合物锂离子蓄电池结构特点及聚合物材料与电解液相互作用可以影响高温下尖晶石LiMn2O4在电解液中的溶解及扩散行为,降低尖晶石LiMn2O4的不可逆容量损失。使用尖晶石LiMn2O4为正极活性材料,利用厦门大学宝龙电池研究所聚合物锂离子蓄电池中试生产线,在特定的工艺条件下制备容量为600mAh的实验电池。实验表明,在聚合物锂离子蓄电池中LiMn2O4材料高温稳定性明显改善,实验电池在常温下循环200次,容量保持率在80%以上;55℃下循环30次,容量保持率超过92%;70℃下循环10次,容量保持率达到96%。     

低温固相法制备的纳米α-MnO_2的性能

以KMnO4和Mn Cl2·4H2O为原料,采用低温固相法制备锌离子电池正极材料α-MnO2,通过XRD、透射电子显微镜(TEM)和电池测试,研究KMnO4与MnCl2·4H2O物质的量比对材料结构及电池性能的影响。所得材料为直径7~10 nm、长度50~120 nm的纳米级棒状α-MnO2。KMnO4与MnCl2·4H2O物质的量比为2∶3时,制备的锌离子电池以100 mA/g的电流在1.0~2.0V循环,比容量最高为143 m Ah/g,第50次循环的容量保持率为76.8%,库仑效率保持在90%以上。随着KMn O4与MnCl2·4H2O物质的量比的提高,材料的结晶性提高,纳米棒的直径和长径比减小,有利于提高电池的比容量。     

水基锂离子电池电极材料及电解液的进展

介绍了水基锂离子电池的优点和原理,探讨了水基锂离子电池中的正极材料:LiMn2 O4、LiCoO2和LiFe0.5 Mn0.5 PO4/C,负极材料:钒的氧化物、活性碳(AC)、聚苯胺(PANI)及复合膜包覆型金属锂.归纳了电极材料的合成方法和电化学性能.综述了使用不同电解液电池的电化学性能,提出水基锂离子电池目前的发展方向是提高比容量和循环稳定性.     

FePO4包覆LiNi0.3Co0.7O2正极材料的改性研究

为了提高锂离子电池正极材料的表面结构稳定性,用沉淀法在层状LiNi0.3Co0.7O2表面包覆一层FePO4,并对材料的结构和性能进行了研究。研究结果表明,表面包覆FePO4,有效地抑制了正极材料与电解液的相互作用,提高了其循环稳定性能。当包覆比例为1.0%wt时,电池的首次放电比容量为127.925 mAh/g,经过30次循环后容量保持率为90.52%;电池的电化学综合性能较好。     

片状外延结构Co3O4刺球的合成及其性能研究

通过采用不同钴源制备Co3O4材料,对材料进行物相和形貌表征,并了解不同结构Co3O4材料在锂硫电池正极材料中的作用.结果表明,具有片状外延结构的Co3O4刺球与S/C材料结合以后,能够增强正极材料在电化学反应中对多硫化锂的吸附,提升电池比容量、首次库仑效率及其循环稳定性.将S@C/Co3O4复合材料作为锂硫电池正极材...     

掺杂Zr对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

以Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2为前驱体,用高温固相反应法合成了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Zr0.02O2.XRD和电化学性能测试的结果表明:掺杂Zr材料的阳离子混排程度降低,层状结构的规整性提高;掺Zr材料的电化学性能优于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,虽然首次充放电容量稍有降低,但首次充放电效率达到94.4%,循环100次后的容量保持率为99.5%;在60 ℃下,掺杂Zr材料最终状态的电池内阻为67.0 mΩ,循环100次后的容量保持率为92.1%.高温性能的改善,是因为Zr有效地抑制了由材料结构不稳定所引发的正极材料与电解液间的反应.     

LiMn2O4的Jahn-Teller效应研究

尖晶石LiMn2O4是很有发展前途的锂离子电池正极材料,但它在循环过程中存在着容量衰减的问题,其中Jahn-Teller效应是锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4在应用中容量衰减的难点。对溶胶凝胶法制备的尖晶石LiMn2O4,及其阳离子掺杂LiMxMn2-xO4(M=Li,Ni-Co)正极材料进行了表面改性(包覆MgO),利用x射线衍射、晶格参数和｜Mn4 ｜/｜Mn3 ｜比值等参数研究了尖晶石LiMn2O4的Jahn-Teller效应。结果表明:表面改性后的正极材料Li1.05Mn1.9Co0.05Ni0.05O4循环性能明显增强,Jahn-Teller效应得到了有效抑制。     

LiNi0.8Co0.2O2表面包覆MgO及其性能

锂离子蓄电池正极材料和电解液之间的恶性相互作用是引起正极材料和电池性能劣化的重要原因。用沉淀法在Ni0,8Co0.2(OH)2前驱体表面包覆一层Mg(OH)2,再与LiOH共混热处理,制备出表面包覆MgO的LiNi0.8Co0.2O2。用X光电子能谱、扫描电镜和X射线衍射分析对包覆前后的Ni0.8Co0.2O2与LiNi0.8Co0.2O2的结构进行了表征。充放电测试结果表明,经表面修饰处理后,LiNi0.8Co0.2O2正极材料的初始放电比容量略有降低,但循环稳定性显著改善。研究结果表明,表面修饰处理可以有效地抑制正极材料与电解液之间的恶性相互作用,是改善锂离子蓄电池正极材料循环性能的有效途径。     

尖晶石LiMn2O4锂离子电池循环性能研究

用尖晶石型LiMn2O4材料做正极活性物质,石墨做负极材料,制备额定容量为1000mAh的456080软包方形锂离子电池。重点研究了不同的电解液注液系数对电池循环性能的影响。实验结果表明,4．5g／Ah的注液系数下,尖晶石型LiMn2O4表现出了更好的循环性能。     

三元层状正极材料的电化学性能影响因素研究

三元层状正极材料是非常有应用前景的动力型电池正极材料,而其电化学性能还有待于进一步提高。研究了正极片厚度、隔膜类型、电解液组成和负极表面变化等因素对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(NCM111)材料电化学性能的影响。研究发现随着正极极片厚度的增加,电池在循环过程中容量衰减严重;相比于聚丙烯(PP)隔膜,聚酰亚胺(PI)隔膜由于具有更好的浸润性,提高了电池的放电容量;电解液中低粘度链状碳酸二乙酯(DEC)的含量对电极相容性和正极材料中过渡金属离子溶解都有较大影响;负极表面锂枝晶的形成降低了电池的循环性能。     

尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy的循环性能

用高温固相法制备了尖晶石相Li1 xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy锂离子电池正极材料.电性能测试表明,Al、F共掺杂能提高LiMn2O4的容量.LiAl0.1 Mn1.9O4-yFy(y=0.05、0.10)常温下的初始容量分别为104.4 mAh/g和105.3mAh/g,高于Li1 xMn2O4;100次循环后,容量仍高于Li1 xMn2O4.Li1 xMn2O4(x=0.05、0.06和0.07)的高温(55℃)循环性能较好,100次循环后,容量衰减率分别为24.02%、21.78%和22.23%,除Li1.04Mn2O4(x=0.04)外,均低于LiAl0.1Mn1.9O4-yFy.阴离子的掺杂提高了材料的容量,阳离子掺杂抑制了Jahn-Teller效应,增强了尖晶石结构的稳定性,提高了材料的循环性能.     

尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy的循环性能

用高温固相法制备了尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy锂离子电池正极材料.电性能测试表明,Al、F共掺杂能提高LiMn2O4的容量.LiAl0.1 Mn1.9O4-yFy(y=0.05、0.10)常温下的初始容量分别为104.4 mAh/g和105.3mAh/g,高于Li1+xMn2O4;100次循环后,容量仍高于Li1+xMn2O4.Li1+xMn2O4(x=0.05、0.06和0.07)的高温(55℃)循环性能较好,100次循环后,容量衰减率分别为24.02%、21.78%和22.23%,除Li1.04Mn2O4(x=0.04)外,均低于LiAl0.1Mn1.9O4-yFy.阴离子的掺杂提高了材料的容量,阳离子掺杂抑制了Jahn-Teller效应,增强了尖晶石结构的稳定性,提高了材料的循环性能.     

镁锂混合电池TiO2空心球正极材料的制备与性能

探究了利用硬模板法,通过SiO2纳米球模板及钛酸四丁酯的水解包覆最终刻蚀获得具有规则形貌的锐钛矿型TiO2空心纳米球,并以所得TiO2空心纳米球作为正极材料、纯镁为负极,分别以0.4 mol/L PhMgCl-AlCl3/THF(APC)+1.0 mol/L LiCl为混合双盐电解液组装镁锂混合离子电池以及以0.4 mol/L APC电解液组装镁离子电池进行电化学测试对比.实验结果表明,所制得的锐钛矿型TiO2空心纳米球在镁锂混合离子电池中作正极时,60 mA/g电流密度下首次放电比容量72.9 mAh/g,50次循环后能保持102.5 mAh/g,然而,当其作为镁离子电池正极材料时,表现出较差的电化学性能.实验结果表明:TiO2空心纳米球的空心结构设计和氯化锂作为电解液添加剂有助于改善正极材料的电化学性能.     

负极为钛酸锂的软包装锂电池

以锂钛复合氧化物Li4Ti5O12作负极,三元材料作正极的软包装锂电池为研究对象,对电池进行高倍率充放电,结果显示电池高倍率充放电性能表现优异。电池在6 C充电和6 C放电下,循环900次,容量保持率仍然在88.6%左右。对比了三种不同电解液和不同化成方式下电池的性能表现,结果表明采用电解液3的电池在循环性能和容量保持率方面表现最佳,在循环724次(6 C充6 C放)之后,容量保持率仍然有96.4%。     

三元锂离子电池的容量跳水机理研究

层状LiNixCoyMnzO2三元正极材料因在能量密度、生产成本和环保方面的综合优势,已成为高性能锂离子电池研究的热点.随着新能源汽车市场高速发展,三元电池装机量占比逐年升高.然而在日常使用过程中,电池会出现容量快速下降的现象,为新能源汽车带来安全隐患.为了研究引起电池发生容量跳水的机理,针对某款车用 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2三元电池,研究其加速循环老化后的电池循环特性、胀气气体分析、内部材料物相结构特征,综合得出电池容量跳水机理:电池正极颗粒破裂是导致单体电池性能衰退的主要原因,颗粒破裂后金属元素发生溶解,与电解液发生副反应,加速电解液消耗,消耗殆尽时,电池出现容量跳水.     

锌离子电池的性能影响因素研究

针对目前锌离子电池循环性能不好、容量下降机理不明确等问题,以超细锌粉为负极、硫酸锌为电解液、α-MnO_2为正极,系统研究了锌负极的缓蚀工艺、电解液浓度和导电剂种类及含量对锌离子电池放电性能的影响。锌负极析氢实验表明在2 mol/L的硫酸锌电解液中,采用单一缓蚀剂时,不同缓蚀剂对超细锌粉的缓释效果CTABBTAPVP,当CTAB的加入量为60 mg/L时,其缓蚀效果最好,缓蚀效率达到51%;电解液浓度实验表明硫酸锌电解液的浓度为2mol/L时电池的性能最佳;导电剂实验表明使用乙炔黑作导电剂,正极添加质量分数为40%MnO2,负极质量分数为25%Zn时电池的放电比容量最高可达613 mAh/g。     

用溶胶凝胶法在LiNi0.8Co0.2O2表面包覆SiO2

锂离子蓄电池正极材料和电解液之间的恶性相互作用是引起正极材料和电池性能劣化的重要原因。以正硅酸乙酯为原料 ,采用溶胶凝胶法在LiNi0 .8Co0 .2 O2 表面包覆上一层稳定的SiO2 层。用X光电子能谱、扫描电镜和X光衍射分析等手段对包覆前后LiNi0 .8Co0 .2 O2 的结构进行了表征。研究表明 ,SiO2 包覆层的存在减少了LiNi0 .8Co0 .2 O2 和电解液的直接接触 ,有效地抑制了高温下LiNi0 .8Co0 .2 O2 与电解液的恶性相互作用。经表面修饰处理后 ,LiNi0 .8Co0 .2 O2 正极材料在高温下 ( 6 0℃ )的实际比容量显著提高 ,充放电循环稳定性显著改善 ,制成的电池自放电速率显著减小。本文的研究结果表明 ,表面修饰处理是改善锂离子蓄电池正极材料高温性能的有效途径。     

锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.5O2的制备及性能

LiNixCo1-xO2(0≤x≤1)系是一种很有希望的新型的锂离子电池电极材料.以Li2CO3,NiO,Co3O4为原料,经过造粒的预处理,固相反应合成了锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.5O2.研究了不同的合成条件对产物结构、性能的影响.结果表明,反应温度、时间、Li/(Ni+Co)摩尔比等因素对产物的结构、电性能有一定的影响.XRD分析表明合成的产物LiNi0.5Co0.5O2结晶良好,具有规整的a-NaFeO2层状结构的.充放电测试表明在优化条件下合成的LiNi0.5Co0.5O2首次充电容量为170.1mAh/g,放电容量为157.4mAh/g,20次循环后保持初始容量的92%,循环稳定性良好.以MCMB为阳极材料,合成产物为阴极材料,组装成18650型锂离子电池,性能与LiCoO2相当.