亚微米LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1电极活性材料的合成与性能

采用溶胶-凝胶法制备了F-和Cu2 复合掺杂的LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1锂离子电池正极材料.XRD和SEM表征表明合成产物具有良好的尖晶石结构,样品粒度为亚微米级,且分布均匀;电化学性能测试结果表明,掺杂后样品的电化学阻抗较小,首次放电容量达112mA·h/g,充放电循环50次后,容量保持率为89.1%,电极材料具有较好结构稳定性和电化学性能.同时还探讨了LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1的合成及掺杂机理.     

尖晶石型LiNi0.1Mn1.9O4材料的合成及性能研究

采用分步加热高温固相合成法,合成了尖晶石型LiNi0.1Mn1.9O4正极材料。用X射线衍射仪(XRD)对材料的晶体结构进行表征和晶格参数分析,并在实验电池LiNi0.1Mn1.9O4/1MLiPF6-EC DEC EMC/MCMB体系中研究了材料的电化学性能,样品的首次放电容量达到98.2mAh.g-1,经过100次循环后,LiNi0.1Mn1.9O4样品的放电容量保持率在92%以上,2C充放电时,放电容量为0.1C时的96.7%,样品具有很好的循环性能。     

LiMn2O4正极材料高温电化学性能的研究

采用固相反应法制备了正极材料LiMn2O4与LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1，对它们进行XRD和SEM测试，并组装成双电极实验电池进行高温电化学性能比较。结果表明：Al^3 与F^-1掺杂的LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1具有较好的尖晶石结构及微观形貌，不同于LiMn2O4，在高温(55℃)下充放电时，LiAl0.1Mn1.9O3.9F0．1经过15次循环后，容量为110mAh/g，保持在96％以上，交流阻抗研究也显示了其良好的电化学性能。     

锂离子正极材料LiNi_(0.8)Mn_(0.1)Co_(0.1)O_2的制备及其性能研究

以尿素为沉淀剂,以乙二醇为溶剂,通过溶剂热法制备出多级前躯体Ni0.8Mn0.1Co0.1CO3,通过焙烧该前躯体和LiOH·H2O的混合物制备出高比容量的锂离子正极材料LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。采用XRD、FESEM及恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学进行表征,结果表明,合成的产物形貌均一,有高结晶度。在0.1 C倍率下,放电比容量为194.6 mAh g-1;当放电倍率提高到2.0 C时,该材料仍然具有78.4mAhg-1的放电比容量,并且该材料在各个倍率下具有良好的稳定性。在1.0 C的放电倍率下,经过50次循环,放电容量保持率为92.5%。     

铬掺杂锰酸锂的正极材料离子热法制备及其性能

以乙醇胺醋酸盐作为反应介质,采用硫酸铬、一水氢氧化锂和新制备二氧化锰为原料,在常压低温下采用离子热法和后续高温处理,制备了正极材料LiMn2O4及其掺杂改性物LiCr0.1Mn1.9O4。分别对材料的形貌和电化学性能进行XRD、SEM和充放电测试。SEM测试结果表明：LiMn2O4和LiCr0.1Mn1.9O4均为棒状结构,集中呈现为长宽分别为1.2 μm、200 nm。充放电测试表明：金属铬的掺杂能有效提高材料的循环性能,在0.1 C倍率下,材料 LiCr0.1Mn1.9O4首次放电比容量为123.6 mA·h/g,经历前10个循环的容量少量衰减后,其后的50次循环中容量基本不变。     

掺杂型尖晶石LiMn2-xMgxO3.97F0.03(x=0.05,0.1)的合成与性能研究

采用"熔融浸渍法"合成了Mg和F共掺杂的不同温度下的锂离子电池正极材料Li Mn2-xMgxO3.97F0.03(x=0.05,0.1);煅烧温度为700,750和800°C。通过XRD对样品进行测试,样品为单一尖晶石结构的物相;并用SEM测试,对样品进行了形貌研究。用所制备的材料作为正极材料组装了模拟锂离子电池;在室温下进行恒电流充-放电性能测试,测试条件为3.3~4.3 V和0.2mA/cm2电流密度。随着材料制备温度的升高,电池的初始放电容量有逐渐增加的趋势,但充放电循环的容量损失也逐渐增加;氟掺杂量一定,镁掺杂量较多时,对应温度下煅烧的样品的结晶程度较好,样品的电化学性能也较好。在800下°C样品Li Mn1.9Mg0.1O3.97F0.03初始容量高达108 mAh/g,60次充放电循环后,其容量保持率高达81%,具有优良的循环稳定性能。     

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.     

非化学计量比尖晶石型锂离子电池正极材料的合成与表征

采用阴阳离子复合掺杂,以共沉淀法、超声共沉淀法、Pechini法和高温固相法合成掺杂锰酸锂前驱体,使用三段热处理方式,即650℃预烧、780℃烧结、550℃回火制备掺杂非化学计量尖晶石Li _1.05 Co _0.05 Ni _0.05 Mn _1.9 O _3.9 F _0.1 .通过化学容量分析测定Mn含量和平均价态,用粒度分布、电镜扫描（SEM）、X射线衍射（XRD）、电化学性能测试对产物进行表征.结果表明产物的Mn含量和平均价态与理论值吻合.比较各种合成方法,超声共沉淀法产物的粒径分布最窄、比表面积最小（0.96 m²•g^-1）、晶型完整、衍射强度最大、结晶性能最佳、晶格常数a为0.821 nm、晶粒尺寸L为57.78 nm.经装配电池电化学性能测定,超声共沉淀法产物的初始容量更高,循环性能更稳定,经30次循环后容量衰减仅9.3％.     

正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成工艺优化及电化学性能

采用高温固相法合成锂离子电池富镍三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂,对其工艺条件进行优化,对产物进行X射线衍射（XRD（,扫描电镜（SEM（以及电化学性能分析。结果表明：在氧气气氛下,锂与金属元素摩尔比为1.05:1、烧结时间15 h、烧结温度750℃为最佳合成工艺条件。按最佳工艺合成的样品在1C首次放电容量高达174.9 mA·h·g^-1,50次循环后比容量为158.5 mA·h·g^-1,容量保持率为90.62%,表现出良好的循环稳定性。XRD和SEM表征表明,在氧气气氛下烧结的样品有良好的层状结构,阳离子混排程度小,具有较好的类球形,粒径均匀分布在10~20 μm。循环伏安（CV（和电化学阻抗（EIS（结果表明,工艺条件的优化有助于提高正极材料的电化学性能。     

溶胶凝胶法制备LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05及其电化学性能

采用溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4、LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4和LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对合成材料的结构及物理性能进行了表征。将合成材料作为锂离子电池正极活性材料,用循环伏安、交流阻抗及充放电测试的电化学测试方法对材料进行了电化学的研究。结果表明,合成的LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05材料的初始容量高于LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4,而循环性能优于LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4和LiMn2O4,显示了阴阳离子复合掺杂对于阳离子单一掺杂的优势。     

LiCo_(0.90)Al_(0.1)O_2的表面包覆及其性能研究

通过化学处理方法在LiCo0.90Al0.1O2的表面包覆后,在300℃下热处理6 h,得到表面包覆Al2O3的LiCo0.90Al0.1O2。SEM分析表明,包覆前表面光滑,包覆后可以明显看到晶粒表面粘有许多小颗粒。当充电到4.5 V时,包覆后的材料具有较好的充放电平台、较高的充放电容量和首次充放电效率,但是包覆后材料的首次充电容量有所下降。     

Li2ZrO3包覆LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的复合材料及其电化学性能

以Zr（NO₃）₄·5H₂O和CH₃COOLi·2H₂O为原料,采用湿化学法,将Li₂ZrO₃包覆在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂锂离子电池正极材料的表面,研究Li₂ZrO₃不同包覆比例对LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂电化学性能的影响。SEM、TEM、EDS谱图分析表明,Li₂ZrO₃层均匀地包覆在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂表面,其厚度约为8 nm。与纯相相比,1%（质量分数） Li₂ZrO₃包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂复合材料在1.0 C下首次放电比容量为184.7 mA·h·g^-1、100次循环之后放电比容量为169.5 mA·h·g^-1,其容量保持率达到91.77%,表现出良好的循环稳定性。循环伏安（CV）和电化学阻抗（EIS）测试结果表明,Li₂ZrO₃包覆层抑制了正极材料与电解液之间的副反应,减小了材料在循环过程中的电荷转移阻抗,从而提高了材料的电化学性能。     

Tungsten and phosphate polyanion co-doping of Ni-ultrahigh cathodes greatly enhancing crystal structure and interface stability

The Ni-ultrahigh cathode material is one of the best choices for further increasing energy-density of lithium-ion batteries (LIBs),but they generally suffer from the poor structure stability and rapid capacity fade.Herein,the tungsten and phosphate polyanion co-doped LiNi0.9Co0.1O2cathode materials are suc-cessfully fabricated in terms of Li(Ni0.9Co0.1)1-xWxO2-4y(PO4)y by the precursor modification and subse-quent annealing.The higher bonding energy of W-O (672 kJ·mol-1) can extremely stabilize the lattice oxygen of Ni-rich oxides compared with Ni-O (391.6 kJ·mol-1) and Co-O (368 kJ·mol-1).Meanwhile,the stronger bonding of Ni-(PO43-) vs.Ni-O could fix Ni cations in the transition metal layer,and hence suppressing the Li/Ni disorder during the charge/discharge process.Therefore,the optimized Li(Ni0.9Co0.1)0.99W0.01O1.96(PO4)0.01 delivers a remarkably extended cycling life with 95.1％ retention of its initial capacity of 207.4 mA·h·g-1 at 0.2 C after 200 cycles.Meantime,the heteroatoms doping does not sacrifice the specific capacity even at different rates.     

Preparation and electrochemical properties of Li1.1Mn2O3.9F0.1 material for lithium secondary battery

Li_1.1Mn₂O₄ and Li_1.1Mn₂O_3.9F_0.1 materials have been synthesized at 900 ‡C by using the melt-impregnation method. Li_1.1Mn₂O₄ showed fairly large capacity fading at room temperature; however, Li_1.1Mn₂O_3.9F_0.1 exhibited excellent cycling performance for 85 cycles at room temperature. Doped fluorine ions increased the oxygen amount in Li_1.1Mn₂O_3.9F_0.1, which resulted in an increase of the average Mn oxidation state. We found that this indication was the main reason for the cycling performance improvement of Li_1.1Mn₂O_3.9F_0.1 compound.     

Li3VO4修饰富镍LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的电化学性能

采用湿法融合技术及高温固相法合成Li₃VO₄包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等方法研究材料的结晶相、形貌、微观结构。研究表明,Li₃VO₄均匀地包覆在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂表面,未改变原材料的材料结构和形貌,包覆层厚度为1～2 nm。不同含量的Li₃VO₄对LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料进行修饰研究表明,3%（质量）Li₃VO₄包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂在1 C下100次循环后容量保持率为94.13%,具有最佳的倍率性能和循环性能。此外,循环伏安（CV）和交流阻抗（EIS）分析表明,Li₃VO₄能提高Li⁺电导率,抑制活性材料与电解液之间的副反应,提高材料的电化学性能。     

四氧化三锰的简易制备及其作为电池阳极材料的电化学性能研究

在90℃下,采用空气氧化法于弱碱性介质中氧化Mn2+制备Mn3O4。X-射线衍射和扫描电镜表明,产物为四方结构的Mn3O4,纯度高、结晶良好,具有近似球形形貌。电化学测试结果表明,在50 mA/g的电流密度下,Mn3O4作为阳极材料的初始放电容量为198 mA.h/g。在不同电流密度下循环50次后,放电容量基本可以回到初始值。