中间相沥青基炭负极材料的制备及性能

石油系中间相沥青(MP)经3种方法处理后,对其进行X射线衍射、扫描电镜和电化学性能分析.结果表明:中间相沥青经溶剂萃取-氧化-炭化-石墨化后,作为锂离子蓄电池负极材料,首次充电比容量为422 mAh/g,首次效率为91%,20次循环后比容量保持为375 mAh/g,比石墨的理论比容量要高;经氧化-炭化-石墨化后的MP,电化学性能要差一些,首次充电比容量为401 mAh/g,首次效率为76.5%,稳定后比容量为294 mAh/g;未经石墨化的MP没有明显的充放电平台,充放电曲线呈V字型,比容量仅为194 mAh/g.与已商业化的中间相炭微球相比,中间相沥青基负极材料制备工艺简单,成本低,比容量高,若可以进一步提高其充放电效率,将具有很好的应用前景.     

LiNi0.8Co0.2O2的制备及性能研究

用共沉淀法合成了球形Ni0.8Co0.2(OH)2,然后将其与LiOH·H2O混合后在不同高温合成条件下制得LiNi0.8Co0.2O2。系统地研究了保温时间、Li/(Ni Co)配比、焙烧温度对合成的Li-Ni0.8Co0.2O2材料的电化学性能的影响。电化学充放电循环测试结果表明:在优化条件下制得的LiNi0.8Co0.2O2材料表现出优良的电化学性能,其首次充电容量达到219.3mAh/g,首次放电容量达到195.4mAh/g,首次充放电效率89.1%,循环20次后放电容量仍能保持在185mAh/g。     

高温合成Co3O4制备的负极材料的性能

在不同温度下烧结Co(OH)2制备了Co3O4,然后加入10%的Mn粉作为催化剂,得到锂离子电池负极材料,并进行了电化学性能测试.以40 mA/g充放电,700℃下合成的Co3O4制备的负极材料的循环性能较好,首次充电容量为758.2mAh/g,首次充放电效率为81.9%,50次循环后的容量保持率为81%,库仑效率在98%以上.     

溶剂热制备绒球状ZnCo_2O_4/CNT多孔微球

用溶剂热法制备绒球状钴酸锌(ZnCo_2O_4)/碳纳米管(CNT)复合材料。用XRD、SEM技术分析物相和形貌,用恒流充放电及循环伏安法测试电化学性能。添加CNT使ZnCo_2O_4呈多孔结构,可提高作为锂离子电池负极材料的电化学性能。以500 mA/g的电流在0.01~3.00 V循环,ZnCo_2O_4/CNT的首次充、放电比容量分别为1 002.3 mAh/g、1 284.9 mAh/g,首次库仑效率达78.00%;第50次循环的充、放电比容量分别为1 197.2 mAh/g、1 209.8 mAh/g,库仑效率达98.96%。     

锂离子蓄电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的合成

采用Pechini预燃烧法制备锂离子蓄电池正极材料尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4,将生成的聚合物前驱体在开放的空气中点燃,燃烧后的粉料在550～850℃中焙烧8h得到最终产物。研究了焙烧温度以及冷却速度对合成产物组成结构以及电化学性能的影响。结果表明在600℃焙烧8h,冷却速度为0.5℃/min,所得试样的电化学性能最好:在4.7V时,首次充放电容量为103mAh/g和100mAh/g,15次循环放电容量保持95.2%;在3.0V时,首次充放电容量为145mAh/g和134mAh/g,15次循环放电容量保持91.5%;2.6～4.9V范围内总的充放电容量为250mAh/g和242.5mAh/g,15次循环放电容量保持88.4%。     

喷雾压力对Si/C复合负极材料结构和性能的影响

通过机械球磨和喷雾干燥-热解法制得Si/C复合负极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学性能测试等手段,研究了工艺参数喷雾压力对合成材料结构、形貌和性能的影响。结果表明:喷雾压力为0.25 MPa所制得的Si/C复合材料具有较优的综合电化学性能,当电流密度为100 mA/g时充放电,首次放电比容量可以达到687.0mAh/g,首次充放电效率为78.2%;30周循环后的放电比容量仍有619.8 mAh/g,容量保持率达到90.2%。     

固相反应法制备Sn-SnO-Zn纳米负极材料

用固相反应法合成了纳米尺寸的Sn-SnO-Zn复合氧化物粉末,研究了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.XRD、SEM及电化学性能测试的结果显示:在800℃下焙烧的样品,首次放电比容量为772 mAh/g,首次库仑效率为60.1%,经20次循环后,放电比容量为376 mAh/g;在600℃下焙烧的样品,首次放电比容量为641 mAh/g,首次库仑效率为49.4%,经20次循环后,放电比容量只有272 mAh/g.     

湿法球磨制备LiCo_(1/3)Mn_(1/3)Ni_(1/3)O_2材料及表征

以六水合硝酸镍、硝酸钴和二氧化锰为原料,以柠檬酸为分散剂和燃料,采用球磨工艺对原料进行混合,在950℃于空气气氛中保温10 h制备了层状结构的LiCo_(1/3)Mn_(1/3)Ni_(1/3)O_2正极材料.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试手段对所制备材料的结构、形貌及电化学性能进行表征.结果表明:所合成的材料为单相的六方层状结构,颗粒大小均匀.在2.75～4.3 V电压区间,以0.1 C恒电流充放电,首次充/放电比容量为184.3/156.7mAh/g,充/放电效率为85%.0.5 C倍率下充放电,材料首次放电比容量为151.3 mAh/g,经过30次循环后比容量保持在1 50.8 mAh/g左右,循环性能优异.     

泡沫镍上生长纳米片ZnCo_2O_4负极材料

采用水热法和烧结法在泡沫镍基底上制备锂离子电池负极材料钴酸锌(ZnCo_2O_4),用XRD、SEM分析物相结构与形貌,用恒流充放电、循环伏安测试电化学性能。合成的ZnCo_2O_4纳米薄片呈横竖交错的叶状。ZnCo_2O_4/泡沫镍复合电极可缓冲充放电过程中的体积膨胀效应,改善体系的循环性能。以100 m A/g的电流在0.01~3.00 V循环,首次放电比容量为1 301.7 mAh/g,首次库仑效率为85.5%,循环50次,可逆比容量仍保持在1 249.5 mAh/g。     

纳米SnO2和SnO的制备及其电化学性能

用流变相法制备了锂离子电池负极材料纳米SnO2和SnO.用恒流充放电和慢扫描循环伏安等方法考察了试样的电化学性能,结果表明:试样的循环性能和贮锂容量对充放电电压区间很敏感;当充放电电压区间在0.01～1.20 V时,Li/SnO2(SnO)电池的首次贮锂容量都超过了600 mAh/g,循环20次后的容量保持率分别可达90%和83%.     

Sn-Ni合金的电化学沉积法制备与性能

利用直流电沉积法在铜箔上沉积了锂离子电池负极材料Sn-Ni合金,并对其结构和电化学性能进行了表征和分析。所得Sn-Ni合金材料的粒径在1～2mm之间,主要成分为Ni3Sn2和Sn。将电沉积有Sn-Ni合金的铜箔经过干燥、压片后直接作为锂离子电池负极,其首次可逆比容量达到516mAh/g,首次库仑转换效率在75%。而传统涂浆法制备的Sn-Ni合金电极,首次可逆比容量为416mAh/g,首次库仑转换效率仅为27.5%。与传统涂浆工艺相比,直流电沉积法直接获得的Sn-Ni合金负极首次循环的可逆容量、库仑效率都有明显优势,但循环性仍有待于进一步提高。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料高温循环性能研究

采用溶胶-凝胶法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,对该材料的结构和电化学性能进行了测试。研究结果表明：LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在20℃、45℃、65℃条件下首次放电容量分别为138.2mAh/g、129.7 mAh/g、97.75 mAh/g,20周循环后容量保持率分别为94.5%、92.2%、87.8%,表明该材料具有优越的循环性能和高温稳定性能。     

以炭黑为碳源制备多孔球形LiFePO4／C材料

以炭黑为碳源,采用喷雾干燥一碳热还原法（SDCTM）制备了多孔隙球形LiFePO4／C正极材料。研究了不同炭黑加入量对LiFePO4／C结晶性能、颗粒形貌、放电比容量和循环稳定性等性能的影响。结果表明：炭黑含量的增加有利于优化一次颗粒形貌,促进LiFePO4的结晶,提高其放电比容量、首次放电效率及容量保持率等电化学性能。当炭黑加入量X=2．5时,球形LiFePO4／C正极材料粒径在10μm左右,其一次颗粒粒径平均在200n／n左右,比表面积达4．15m2／g,碳含量12．0％wt。在室温下,0．1C充放电下,放电比容量为131．7mAh／g,首次放电效率为90．8％,30次循环后容量保持率为96．2％。在4C充放电下,仍有65．7mAh／g的可逆比容量,且显示了良好的充放电性能。     

高温固相法合成水系富锂锰基Li_2Mn_(1-x)Co_xO_3

采用高温固相法合成水系锂离子电池用富锂锰基Li_2Mn_(1-x)Co_xO_3(x=0、0.1、0.5和0.9)正极材料。用SEM和XRD技术对材料进行物相分析,用循环伏安(CV)和恒流充放电(0.5 mA/cm~2、1.00~2.05 V)测试分析电池的电化学性能。掺入金属钴,不改变材料的基本结构;当钴含量x=0、0.1、0.5和0.9时,首次放电比容量分别为66.9 mAh/g、375.8 mAh/g、291.2 mAh/g和331.5 mAh/g,x=0.1的材料表现出最优的电化学性能,比容量可稳定在380 m Ah/g附近,库仑效率稳定在90%以上。     

Re3+（Re=La、Nd、Y）掺杂LiFePO4/C的结构及电化学性能

利用固相法,采用Re3+(R e=La、Nd、Y)三种不同的稀土金属离子对LiFePO4/C进行掺杂。用XRD、SEM、电子电导率测试和电化学测试对材料的结构和性能进行分析表征。研究结果表明:少量掺杂后未影响到LiFePO4的晶体结构。三种掺杂试样中以掺杂Y3+的电化学性能最好,在0.1 C倍率下,第三次循环的放电比容量为142.09 m Ah/g,充放电效率为99.02%,在0.5 C和1 C倍率下放电比容量仍有133.38、116.91 m Ah/g。引入稀土离子掺杂是提高LiFePO 4正极材料电化学性能的有效方法。     

LiMn2O4的结晶度对电化学性能的影响

对燃烧法制备的LiMn2O4材料的团聚体粒度、晶体粒度、晶体形貌和结晶度与电化学性能的关系进行了研究。以LiMn2O4的理论密度与实测密度的差值为依据,定量确定了LiMn2O4晶相的结晶度。结果表明:结晶度不同的材料具有明显不同的比容量和首次充放电效率。结晶度高的LiMn2O4材料首次放电比容量可达135 mAh/g,首次放电效率为92%;而结晶度相对较低的LiMn2O4材料首次放电比容量仅为104 mAh/g,首次放电效率为78%。     

锰基亚铁氰化物的制备及储钠性能

使用高浓度前驱体,采用共沉淀法制备Ni、Fe共掺杂的锰基普鲁士蓝材料(FeNi-MnHCF).产物呈单斜相,颗粒尺寸为亚微米级,比容量较高、倍率性能较好且循环寿命较长.以0.1 C的电流在2.0～4.0 V循环,首次充放电比容量分别为125.2mAh/g和117.8 mAh/g,首次库仑效率为94.1％;以20.0 C...     

高镍系Li[(Ni0.88Co0.12)0.90(Ni0.80Co0.15Al0.05)0.10]O2正极材料的制备研究

采用共沉淀法合成Li[(Ni0.88Co0.12)0.90(Ni0.80Co0.15Al0.05)0.10]O2正极材料,通过调控Ni、Co、Al元素在材料内部形成梯度分布来提升材料的稳定性,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)及电化学测试等方法对材料性能进行表征。结果表明:三元正极材料具有良好的层状结构,Ni、Co和Al元素呈梯度分布。以0.2 C进行充放电,首次放电比容量为191.2 mAh/g,以0.2 C充1 C放电循环100次,电池比容量由174.4 mAh/g下降到111.1 mAh/g,容量保持率为63.7%。     

LiFePO4的蔗糖改性研究

用蔗糖作碳源,对锂离子电池正极材料LiFePO4进行了改性研究.蔗糖在高温炭化过程中产生的H2可与LiFePO4发生反应,生成Fe2P等杂质,导致活性物质的含量降低,材料的0.2 C(1.0 C=150 mA/g)比容量只有理论值的85%.蔗糖的加入使LiFePO4的粒径减小和导电性能提高,改善了高倍率充放电性能.含6.00%碳(质量分数)的材料的1.0 C、2.0 C和5.0 C放电比容量分别约为135 mAh/g、123 mAh/g和105 mAh/g,5.0 C下第300次循环的比容量为105 mAh/g.     

LiMn0.6Fe0.4PO4掺碳改性的研究

采用高温固相法,制备了锂离子电池用的纯LiMno0.6Fe0.4PO4和LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合正极材料.利用酸溶解法、XRD、扫描电镜及充放电测试等,对样品的碳含量、晶体结构、形貌以及电性能等进行了研究.所得LiMn0.6Fe0.4PO4和LiMn0.6Fe0.4P04/C均为纯橄榄石型晶体结构,其中以蔗糖为碳添加剂的LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合材料具有良好的循环性能和高倍率性能:以0.1C充放电,首次放电比容量为122.3 mAh/g,循环15次之后,容量保持率为99.3%;以0.5 C和1.5 C充放电,首次放电比容量分别为121.4 mAh/g和110.2 mAh/g.