高容量锂离子电池正极材料Li1+xV3O8的制备及改性研究

采用一种新型有机酸为络合剂制备正极材料Li1 xV3O8,并用自制的复合纳米凝胶聚合物电解质,组装的扣式电池具有高的比容量和好的循环性能,正极材料Li1 xV3O8在2.2～4.2 V之间放电曲线中电压平台变的平坦,改变了通常情况下正极材料Li1 xV3O8的放电曲线形状.实验表明,复合纳米凝胶聚合物电解质和新型络合剂制备的正极材料Li1 xV3O8在一定程度上可以减缓电池放电时的电压下降,使电池的容量得到明显的提高.     

锂离子电池Li（Ni3／8Co3／8Mn2／8）O2层状正极材料的制备与电化学性能

采用液相共沉淀方法合成锂离子电池用Li(Ni3/8Co3/8Mn2/8)O2正极材料,以XRD、SEM、原子吸收光谱法和电池充放电循环测试方法表征Li(Ni3/8Co3/8Mn2/8)O2粉末的结构和性能.结果表明:900℃焙烧10 h合成的Li(Ni3/8Co3/8Mn2/8)O2粉末样品具有较好的综合电化学性能和良好的六角层状结构,阳离子混合度小,六角晶格有序性高,颗粒为由小晶粒结合而成的多晶体,平均粒径约为4.5 μm,I003/I104为1.25,R值为0.48,首次放电容量为172.9 mA·h/g(2.8～4.5 V,0.1C倍率),0.2C倍率循环20次后电容量为首次循环放电容量的96.1%.     

锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2的循环性能

采用共沉淀法可以制备出首次放电容量高达210 mA.h/g的LiNi0.5Mn0.5O2材料(2.8~4.5 V,电流密度30 mA/g),但材料循环性能受制备过程中的处理工艺影响很大,处理不严格将导致材料循环性能严重下降。围绕材料的循环性问题,对其机理进行了分析并在此基础上对制备工艺进行了进一步改善:分别从配锂方式,烧结过程中的升降温速率以及烧结的保温制度进行了系统研究。结果表明:采用改进配锂方式,缓慢升温速率(2℃/min),高低温结合的烧结制度和快速风冷工艺所制备的材料首次放电容量达到188 mA.h/g,30个循环后仍保持在174 mA.h/g,循环效率有了明显的提高。     

掺F锂离子电池正极材料Li1.03Co0.10Mn1.90FzO4-z的制备及电化学性能

以Li2CO3、Mn2O3、Co2O3及LiF为原料,采用高温固相法合成了掺F的Li1.03Co0.10Mn1.90FzO4?z锂电池正极材料。通过离子发射光谱(ICP)和电位分析法确定了材料的化学组成,用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试仪分析了 F 掺杂量对材料结构、形貌和电池性能的影响。结果表明,掺 F 的Li1.03Co0.10Mn1.90FzO4?z正极材料为尖晶石结构,在F掺入量z≤0.10时,随着掺杂量的增加晶胞参数逐渐增加,当F掺杂量继续增加时,晶胞参数的增幅有所减小。适量的F?与金属离子Li+、Co+的复合掺杂提高了材料的放电比容量,同时增强了材料结构的稳定性。电化学性能测试表明,Li1.03Co0.10Mn1.90F0.15O3.85的首次放电比容量达到111.0 mA·h/g,0.2C倍率下30次循环后容量保持率为97.0%。     

锂蓄电池正极材料LiV3O8的合成和充放电性能

采用一种液相反应的方法合成LiV3O8化合物 ,首先由NH3·H2 O ,LiOH与V2 O5反应合成含有Li和V的反应前驱产物 ,然后在 180℃的真空环境中进行干燥处理 ,最后将此物质在 5 80℃温度下煅烧成最终产物。采用热重分析试验分析了反应的机理。X射线衍射结果显示得到的物质与用传统合成方法得到的LiV3O8化合物的结构相比 ,在 (10 0 )方向上的衍射峰强度降低很多。在室温、恒电流为 3A/m2 条件下进行充放电试验 ,在 1.8～4.0V范围内 ,首次放电容量达到 2 30Ah/kg ,15周后仍能达到 2 10Ah/kg。     

锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的合成与性能研究

以LiAc·2H<,2>O、V<,2>O<,5>、NH<,4>H<,2>PO<,4>、蔗糖和乙二醇为原料,采用液相多元醇法合成了锂离子电池正极材料Li<,3>V<,2>(PO<,4>)<,3>,研究了烧结温度对产物电化学性能的影响.XRD、SEM和充放电测试表明:在800℃下烧结10 h合成的样品为单斜晶系;在0.1C、3.0～4.3 V下充放电的首次放电比容量为126 mAh·g<'-1>,第20次循环的比容量为120 mAh·g<'-1>.     

新型锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的合成及其性能

以LiOH·H2O、V2O5和NH4H2PO4为原料,C为还原剂,采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3).考察了合成温度等条件对产物组成和晶相的影响.结果表明:随着焙烧温度的升高,杂相的衍射峰相对强度逐渐减弱,当煅烧温度达到800℃时,杂相衍射峰消失,所得样品为纯相的Li3V2(PO4)3样品;按Li、V、P的摩尔比为3:2:3将原料在800℃下焙烧24 h,合成得到正极材料.该材料在0.1 C充放电制度下,首次充电比容量达到135 mA·h/g,首次放电比容量130 mA·h/g,充放电效率达96.3%;经过20次循环后,放电容量仍然高达110 mA·h/g.对经过20次循环后的样品进行了X射线衍射分析,结果发现,经过20次循环后样品仍然具有单斜晶体结构,样品各主要衍射峰强度都急剧减弱,说明样品在充放电过程中晶体结构发生了变化;采用最小二乘法对样品充放电前后的晶胞参数进行了计算,发现样品在经过充放电循环后晶胞参数都有不同程度的增加,晶胞体积增大0.6%左右.     

锂离子电池阴极材料Li1＋xV3O8的最新研究进展

锂钒氧化物Li1＋xV3O8材料是一种极具实际应用前景的锂离子蓄电池的阴极材料，本文综述了层状的Li1＋xV3O8阴极材料的结构特点、影响电化学性能的各种因素，以及改善其电化学性能的各类合成方法、掺杂改性技术。并比较了各种合成方法的优缺点，指出了几种合成方法实现产业化的前景。     

正极材料Li（Ni1／3Co1／3-xMn1／3）MxO2（M=Ti，Mg）的合成及性能

采用草酸盐前驱体合成Ti4+、Mg2+掺杂正极材料Li(Ni1/3Co1/3-xMn1/3)MxO2(M=Ti, Mg).利用XRD和SEM对其结构和形貌进行表征,并采用循环伏安、交流阻抗、恒流/恒压充放电测试其电化学性能.结果表明:Ti4+、Mg2+掺杂后晶胞体积增大,大倍率充放电时LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学反应阻抗Rct降低,其大倍率充放电性能得到改善,Ti4+掺杂效果更好;当掺杂量x＝0.025时,材料晶型完整,具有单一的a-NaFeO2层状结构;1C倍率时Li(Ni1/3Co1/3-0.025Mn1/3)Ti0.025O2的第二循环放电容量为143.2 mA-h/g,2C时为128.0 mA-h/g,经100次循环后容量分别为132.5和115.8 mA-h/g,容量保持率为92.53%和90.47%.     

正极材料Li3V2（PO4）3的合成及其电化学性能

通过碳热还原法合成了锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3，考察了不同合成温度、时间对产物晶形结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明，当合成温度、时间分别为800℃，20h时，所合成的样品属于单斜晶系，且粒度大小分布比较均匀，该材料以0．2C充放电，其首次放电容量为120mAh·g^-1，循环30次后其比容量达108mAh·g^-1。     

Synthesis and electrochemical properties of nanocrystalline Li[Li1／3Ti5／3O4] by complex sol-gel method

1　INTRODUCTIONSpinelLi[Li1/3Ti5/3O4 ]isaveryattractiveelec trodematerialforitsexcellentcyclelifeandpromisingchargingrateinrechargeableenergystoragecells .Duringelectrochemicalreactionsconsistingofelectronandlithiumioninsertionintoorextractionfromit,itslatticeconstantchangesveryslightly ,soitiscon sidereda“zero strain”insertioncompound[13] .Thismaterialwassuccessfullyusedasanodecoupledwithhighpotentialcathodematerials (LiMn2 O4 ,LiCoO2oractivecarbonfiber)toprovideacellorhybridsu perc…     

Li3+xV2(PO4)3的合成及电化学性能研究

通过碳热还原法合成了化学计量比的Li3V2(PO4)3和富锂的锂离子电池正极材料Li3+xV2(PO4)3(x=0.02,0.04,0.05,0.06).利用XRD、SEM和电化学测试对Li3+xV2(PO4)3进行研究表明:所合成的试样均为单斜晶系结构,无杂相存在;SEM测试发现,掺锂可以明显改善Li3V2(PO4)3一次颗粒表面的结构和形貌;电化学性能测试表明,随着掺锂量的提高,试样的循环性能变好.通过研究发现,Li3.04V2(PO4)3具有较高的初始容量和良好的循环性能.     

Synthesis and characterization of layered Li（Ni1/3Mn1/3CO1/3）O2 cathode materials by spray-drying method

Spherical Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2 was prepared via the homogenous precursors produced by solution spray-drying method. The precursors were sintered at different temperatures between 600 and 1 000 ℃ for 10 h. The impacts of different sintering temperatures on the structure and electrochemical performances of Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2 were compared by means of X-ray diffractometry(XRD), scanning electron microscopy(SEM), and charge/discharge test as cathode materials for lithium ion batteries. The experimental results show that the spherical morphology of the spray-dried powers maintains during the subsequent heat treatment and the specific capacity increases with rising sintering temperature. When the sintering temperature rises up to 900 ℃ , Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2 attains a reversible capacity of 153 mA·h/g between 3.00 and 4.35 V at 0.2C rate with excellent cyclability.     

Synthesis of LiNi1/3CO1/3Mn1/3O2 cathode material via oxalate precursor

Using oxalic acid and stoichiometrically mixed solution of NiCl2, CoCl2, and MnCl2 as starting materials, the triple oxalate precursor of nickel, cobalt, and manganese was synthesized by liquid-phase co-precipitation method. And then the LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode materials for Li-ion battery were prepared from the precursor and LiOH-H2O by solid-state reaction. The precursor and LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 were characterized by chemical analysis, XRD, EDX, SEM and TG-DTA. The results show that the composition of precursor is Ni1/3Co1/3Mn1/3C2O4·2H2O. The product LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, in which nickel, cobalt and manganese are uniformly distributed, is well crystallized with a-NaFeO2 layered structure. Sintering temperature has a remarkable influence on the electrochemical performance of obtained samples. LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 synthesized at 900 ℃ has the best electrochemical properties. At 0.1C rate, its first specific discharge capacity is 159.7 mA·h/g in the voltage range of 2.75-4.30 V and 196.9 mA·h/g in the voltage range of 2.75-4.50 V; at 2C rate, its specific discharge capacity is 121.8 mA·h/g and still 119.7 mA·h/g after 40 cycles. The capacity retention ratio is 98.27%.     

Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)1-yMyO2(M=Al,Mg,Ti)正极材料的制备及性能

采用液相共沉淀合成锰镍钴氢氧化物前驱体, 在前驱体中掺入元素M(M=Al, Mg, Ti), 与锂结合生成Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)0.98M0.02O2材料, 结果表明掺杂可有效提高材料的循环性能. X射线衍射结果表明 随掺钛量增大(0≤y≤0.15), 晶格畸变增大, 半高宽变大, 晶粒粒径增大; 其中掺钛量y=0.1的材料电化学性能表现最好, 以20 mA/g电流充放电, 在2.5～4.6 V电压区首次放电容量可达215 mA·h/g.     

Li1.05Ni0.05Mn1.9O4正极材料脱锂过程中的结构变化

与未掺杂的尖晶石LiMn2O4进行比较,用固相混合合成法制得的结晶良好的尖晶石Li1.05Ni0.05Mn19O4正极材料在室温和55℃下的循环性能都能得到较大改善,首次放电容量在室温和55℃分别保持理论容量的92.6%和91.5%.在常温条件下,以0.5 C充放电倍率循环50次,容量保持为首次放电容量的95.3%.采用非原位X射线衍射的方法对不同脱锂状态的Lix[Li005Ni005Mn19]O4(0.1＜x＜1)试样进行了结构分析.结果表明:Li、Ni的协同掺杂明显减小了晶格参数的变化,稳定了试样的结构及改善了电池循环性能.     

前处理工艺对Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2正极材料结构、形貌和电化学性能的影响（英文）

以[Ni1/3Co1/3Mn1/3]3O4和氢氧化锂为原料,分别采用球磨法和液相法前处理工艺制备层状正极材料Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2。采用X？射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、恒流充放电等手段对材料的物理和电化学性能进行表征。结果表明：采用不同前处理工艺制备出的Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2材料在结构、形貌和电化学性能上有较大差异;与球磨处理法制备的材料相比,采用液相法前处理工艺制备的Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2不但保持了前驱体较好的球形形貌,同时还具有较好的循环稳定性和倍率性能;该样品在20mA/g电流密度下,首次放电容量为178mA·h/g,50次循环后,容量保持率达98.7%;在1000mA/g电流密度下,样品容量为135mA·h/g。     

Li1＋xV3-yMyO8（M=Mo，P）高温阴极放电性能的研究

采用固相反应法制备了Li1＋xV3-yMyO8（M=Mo，P：O≤y≤0.4），研究了不同Mo和P含量对Li1＋xV3-yMyO8相的影响，并首次对其进行了高温阴极放电性能的研究。结果表明：Mo和P掺杂量分别为y≤0．2和y〈0．2时可获得纯Li1＋xV3-yMyO8相：Mo掺杂使Li1＋xV3-yMyO8峰值电压提高0-3V，比容量提高25％，嵌入的Li^＋量最高可达x=3．8：P掺杂（y≤0．20）Li1＋xV3-yMyO8的峰值电压和比容量影响较小。化学嵌锂实验也证实掺杂后的材料具有更快的Li^＋嵌入速度。