锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

从LiFePO4的结构出发,分析了该材料所特有的优越性能以及存在的缺陷,阐述了物理掺杂和体相掺杂两类改性方法的特点和取得的成效。在此基础上,介绍了高温固相法、共沉淀法等方法合成LiFePO4的最新研究进展,探讨了各种制备方法的优缺点,并简要评述了LiFePO4未来发展的前景以及为使该材料走向实用化应注重的研究方向。     

橄榄石型磷酸铁锂的研究进展

介绍了橄榄石型磷酸锂铁（LiFePO4）的晶体结构,及共性能特点,评述了近年来各种制备LiFePO4的方法,包括固相反应法、水热合成法、液相共沉淀法以及其他多种方法。介绍了近年来对于提高LiFePO4的性能所进行的改性研究,并对其发展方向作了展望。     

新型锂离子电池正极材料的研究进展

分析了橄榄石型磷酸锂铁(LiFePO4)的晶体结构,评述了近年来各种制备LiFePO4的方法,包括固相反应法、水热合成法、液相共沉淀法以及其他多种方法。介绍了国外对于提高LiFePO4的性能所进行的改性研究,并对其发展方向作出了展望。     

共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

LiFePO4是一种很有潜力的锂离子电池正极材料。本文介绍了LiFePO4材料的共沉淀制备方法,利用碳包裹和金属离子掺杂两种改性方法可以提高LiFePO4材料的电化学性能,指出了LiFePO4材料改性的方向。     

石墨烯包覆LiFePO_4共沉淀-焙烧法制备及性能研究

以氧化石墨烯和抗坏血酸为包覆碳源,采用共沉淀-焙烧法制备了LiFePO4/G和LiFePO4/C正极材料,并通过X-射线衍射图谱(XRD),扫描电镜(SEM)对合成材料进行结构及形貌分析,并采用循环伏安(CV)、恒电流充放电等表征手段对合成材料进行电化学性能测试。结果表明,石墨烯和碳颗粒的引入没有改变LiFePO4橄榄石晶体结构,石墨烯在细化颗粒和均匀分布上的效果优于普通碳颗粒,使LiFePO4/G表现出更加优越的电化学性能,在0.1C倍率时的放电容量为134 mAh·g-1,充放电循环20次后容量保持率可达到98.8%。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

介绍了锂离子电池正极材料LiFePO4的结构特征和电化学过程。评述了近年来制备LiFePO4的各种方法,包括固相法,液相法(水热法、液相共沉淀法等),微波法等。橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)理论比容量为170 mA.h/g,电压为3.5V(vs.Li/Li+),环境友好,成本低廉,热稳定性较好,可望成为锂离子蓄电池的新型正极材料。     

共沉淀法合成锂电池正极材料LiFePO_4工艺的研究

采用共沉淀法合成了纯相橄榄石型LiFePO4粉体。利用XRD、SEM研究了原料配比、合成温度、保温时间等合成工艺条件与产物的物相组成、晶粒尺寸和颗粒形貌的关系。结果表明:在FeSO4:LiOH:H3PO4=1:3:1、合成反应温度650℃、保温时间6小时的工艺条件下,能够合成颗粒尺寸形貌符合正极材料要求的纯相橄榄石型LiFePO4。     

共沉淀法制备球形LiFePO4及其电化学性能的研究

以H3PO4、FeSO4·7H2O和LiOH·H2O为原料采用共沉淀法制备了球形锂离子电池正极材料LiFePO4，并通过掺碳提高其电导率。利用X射线多晶体衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构、表观形貌进行分析。结果表明，制备的LiFePO4为规则圆球形，粒径0.5斗μm，电导率大于10^-2数量级，具有3.3～3.4V左右的放电电压平台。0.5℃倍率下放电，共沉淀法合成样品首次放电容量为140.2mAh/g；循环15次后放电比容量为139.5mAh/g。     

Ag、C共包覆对LiFePO_4材料电化学性能的影响

采用葡萄糖还原法在固相法制备的LiFePO4基础上合成了Ag包覆的LiFePO4/Ag材料;同时采用一步法合成了碳银共包覆的LiFePO4/(Ag+C)材料。结果表明,Ag包覆将LiFePO4材料的首次放电容量由80mAhg-1提高到121mAhg-1;而碳银共修饰的LiFePO4/(Ag+C)材料具有更高的放电容量(132mAhg-1),并且具有更好的循环性能。此外,Ag包覆也大幅度降低了材料的电阻,电极的电荷转移电阻由253.5Ω降低到了54.8Ω。     

共沉淀法合成磷酸铁锂掺碳复合正极材料

采用共沉淀法合成了纯相橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)和磷酸铁锂掺碳(LiFePO4/C)复合正极材料.利用X射线衍射(XRD)、原子吸收(AAS)、扫描电镜(SEM)、红外吸收(FT-IR)、振实密度测定等方法对其进行表征,并组装成电池研究其电化学性能.结果表明:HFePO4和LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构,前者的振实密度可达1.58 g/cm2,LiFePO4/C振实密度有所降低,但充放电平台非常平稳.与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更高的放电比容量和循环性能,室温下以0.05 C和0.1 C倍率电流充放电,首次放电比容量达到158.1,150.0 mA·k/g.充放电循环20次后放电比容量仍保持在154.2,137.2 mA·h/g.     

层状锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制备及性能

采用共沉淀法得到前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2,利用前驱体与LiOH×H2O的高温固相反应得到高振实密度的锂离子电池层状正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (2.3~2.5 g/cm3). 初步探讨了合成条件对材料电化学性能的影响. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重-差热分析(TG/DTG)以及恒电流充放电测试对合成的样品进行了测试和表征. 结果表明,在750℃、氧气气氛下合成的材料具有较好的电化学性能. 通过XRD分析可知该材料为典型的六方晶系a-NaFeO2结构;SEM测试发现产物粒子是由500~800 nm的一次小晶粒堆积形成的二次类球形粒子. 电化学测试表明,其首次放电容量和库仑效率分别为168.6 mA×h/g和90.5%, 20次循环后容量为161.7 mA×h/g,保持率达到95.9%,是一种具有应用前景的新型锂离子电池正极材料.     

表面活性剂辅助制备锂离子电池三元正极材料

采用氢氧化物共沉淀法,设计了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（LAS）辅助工艺,在pH=11条件下制备了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的前驱体,经过空气气氛炉900 ℃下煅烧15 h后,对所得样品进行XRD、SEM表征、电性能测试,探讨了LAS添加量对产物的影响。结果表明,LAS不仅不会影响材料的层状结构,还改善了材料颗粒分布,使颗粒分布均匀,粒径均一。在2.5~4.6 V电压区间、0.1 C的倍率条件下,首次放电比容量高达181.9 mA·h/g,经过30次循环后,放电比容量为168.2 mA·h/g,容量保持率达到92.46%。     

紊流循环法合成超细磷酸锂及表征

采用共沉淀法在紊流循环方式下制备超细磷酸锂的一种新工艺,探索了氢氧化锂和磷酸在紊流循环釜中制备超细磷酸锂的反应条件,用X射线粉末衍射、激光粒度仪、扫描电镜、比表面及孔隙分析仪及热分析仪对产物的晶体结构、粒度分布、外观形貌、比表面积以及热稳定性进行了表征。结果表明该方法制得的磷酸锂热稳定性好,粒度分布窄（D₅₀=3.25 mm）,比表面积（BET）为13.38 m²·g^-1,为一种分散均匀的超细粉体材料,可望成为一种高活性的锂离子电池正极材料原材料或电解质添加剂。     

体相掺镁球形钴酸锂前驱体的制备及表征

文章通过沉淀法合成了体相掺杂镁元素的球形钴酸锂正极材料前驱体。通过SEM形貌、密度测量、粒度表征等手段研究了共沉淀工艺对合成体相掺杂镁元素钴酸锂前驱体的影响,并通过EDS及ICP测试表征了镁元素掺杂的均匀性。研究结果表明:共结晶的反应时间对颗粒密度、颗粒形貌、粒度大小及分布有较大的影响,随着时间延长密度逐渐增加,颗粒形貌变好,粒度变大且趋于集中;共结晶体相掺杂镁的钴酸锂前驱体,镁元素能达到原子级混合均匀的要求;掺杂镁后,钴酸锂前驱体四氧化三钴物相未发生变化。掺镁钴酸锂前驱体在高压实密度钴酸锂得到了广阔的应用。     

磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合材料制备方法研究

以固相法制备出了磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合正极材料.采用X-射线衍射仪(XRD)、电子扫面电镜(SEM)、激光粒度分析仪、碳硫分析仪以及X-光电子能谱仪等对制备出的复合材料进行表征,发现该材料以磷酸亚铁锂和磷酸钒锂的晶形结构为主,其中有少量的杂质成分;该材料颗粒粒度较细、粒度分布窄且均匀,颗粒表面光滑、碳包裹状况良好,同其它方法制备的复合材料比较在碳含量差不多的情况下具有较优的导电率.对材料进行了电化学性能表征认为该材料的电化学性能比较优异,0.1C放电容量达到190 mA·h·g-1以上,10C可以达到120 mA·h·g-1,20C放电容量仍有85 mA·h·g-1且循环稳定性均较好;1C进行1000次循环之后仍然保持120 mA·h·g-1的容量,具有较高的实用价值.     

共沉淀法锰锌铁氧体的制备及其磁性能

采用共沉淀法制备了锰锌铁氧体前驱体粉末,对其进行压块处理后,通过烧结得到锰锌铁氧体。测试分析了锰锌铁氧体前驱体粉末的粒度,并对锰锌铁氧体的X射线衍射及磁性能进行了测试与分析。结果表明：在适当的条件下,采用化学共沉淀法,可以制得分布均匀的纳米级锰锌铁氧体前驱体微粒。经过烧结的样品为单一的尖晶石相锰锌铁氧体。所制得的锰锌铁氧体具有较高的磁化率,标准的磁滞回线,锰锌铁氧体的磁化率随着含锌量的降低、含铁量的增加而逐渐升高。     

合成方法对Ru-Zn/ZrO2苯部分加氢催化剂的影响

分别采用水热-共沉淀法和机械混合法制备Ru-Zn/ZrO2催化剂,并用于苯部分加氢制环己烯反应体系.通过XRD、SEM、TEM等对催化剂的组成、结构和形貌进行表征,对比不同方法合成的催化剂对苯部分加氢反应的影响.结果表明,水热-共沉淀法制备的Ru-Zn/ZrO2催化剂上的Ru分散度高,晶粒尺寸小,催化剂表面苯加氢位点多...     

高温煅烧脱除磷酸铁中硫的研究

磷酸铁是合成磷酸铁锂电池正极材料的主要原料,目前多采用硫酸亚铁和磷酸盐共沉淀方法制备。硫酸体系内共沉淀获得的磷酸铁中硫杂质含量较高,目前采用水洗方式脱除,吨磷酸铁洗水用量需60~100吨,硫酸盐废水处理成本高。为从源头削减磷酸铁脱硫过程产生的大量废水,根据硫酸盐高温分解的性质,提出磷酸铁高温煅烧脱硫新方法,开展了热力学可行性计算与高温煅烧脱硫动力学研究。结果表明,磷酸铁中硫元素主要以硫酸根形式存在,高温煅烧可有效促进含硫杂质分解,温度越高,脱硫效果越好。高温煅烧脱硫过程反应动力学级数为2,活化能为88.075 kJ/mol,属于化学反应控制。在温度1173 K、煅烧时间10 min的条件下,磷酸铁中硫杂质含量可降至0.01wt%以下。     

锂离子电池正极材料LiNi1/2Co1/6Mn1/3O2的制备与性能

采用Co2+浓度递增的金属离子混合溶液分次共沉淀方法制备Ni1/2Co1/6Mn1/3(OH)2,以其为前驱体,通过高温固相反应得到具有Co含量梯度的层状LiNi1/2Co1/6Mn1/3O2,探讨了焙烧温度及Co含量梯度对材料的结构和电化学性能的影响. 通过X射线衍射、扫描电镜、热重分析及恒电流充放电测试对合成的样品进行了表征. 结果表明,700℃合成产物即具有类LiNiO2的六方层状结构,800和850℃合成产物阳离子排列有序度高,层状结构显著. 材料结晶度好,粒度均匀,粒径在亚微米级. 合成温度800℃的梯度材料具有最佳的电化学性能, 2.5~4.2 V, 0.1 C倍率充放电50次后,梯度材料的容量仍保持在171.2 mA×h/g. 相同的焙烧温度,梯度材料比均匀材料的电化学性能更加优异.     

一种过锂三元复合正极材料的合成及表征

以碳酸锂、硫酸锰,硫酸镍和硫酸钴为原材料,碳酸氢铵为沉淀剂,氨水为pH调节剂,共沉淀法制备了三元复合材料Li1.2Mn0.5Ni0.1Co0.2O2。将制得的材料组装成锂离子电池进行电化学性能测试。研究表明该材料在2.5～4.6V的电压下充放电测试具有258mAh/g的高容量,循环性能好且粒径分布分布均匀,中位粒径D50=9.285μm,振实密度为1.65g/mL。