喷雾干燥法制备钠离子电池正极材料Na2FePO4F

本文以有机铁源为原料,采用喷雾-干燥法制备了Na2FePO4F/C复合正极材料,研究了反应温度和反应时间对复合材料的物相、晶体结构、形貌及电化学性能的影响.研究表明,在600℃下反应6 h合成的Na2FePO4F/C样品具有最佳的纯度和最优的结晶度,该样品在0.1C倍率下的首次放电比容量高达95.5 mAh/g,循环1...     

一维Na2/3Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的制备及其电化学性能研究

在水-乙醇溶液体系中通过温和的共沉淀反应成功制备了一维(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3) C₂O₄微米棒前驱体,通过混入碳酸氢钠及后期高温烧结得到Na_2/3Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂微米棒钠离子电池正极材料。通过XRD、FESEM、TEM及电化学测试等手段对材料的结构、形貌、组成以及电化学性能进行了分析表征。结果表明,Na_2/3Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂微米棒正极材料表现出优异的循环性能和倍率性能,在0.1 C倍率下,经过115次充放电循环后的容量保持率为70.0%;而在纯水体系中通过共沉淀法制备的Na_2/3Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂     

球形LiMnPO4/C正极材料的喷雾干燥法制备及性能研究

以氢氧化锂、乙酸锰、磷酸二氢铵和聚乙二醇为原料,采用一次喷雾干燥法制备了球形LiMnPO₄/C正极材料,并研究了煅烧温度对球形LiMnPO₄/C样品形貌、结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（SEM）对其进行了结构和形貌的表征。结果表明,经700 ℃焙烧的LiMnPO₄/C为橄榄石型结构,在SEM下呈规则的球形,由粒径约为50 nm的一维纳米颗粒堆积而成。该样品在室温0.1C倍率下首次放电比容量可达148 mA·h/g,循环80圈后的放电比容量依然在140 mA·h/g左右,容量保持率为94.6%。     

钠离子电池正极材料碳包覆磷酸钒钠的合成及电化学性能研究

磷酸钒钠材料是钠离子电池的理想正极材料,但其较低的电子导电率导致了较差的倍率性能和长循环性能。采用EDTA作为碳源,溶胶凝胶法合成碳包覆的磷酸钒钠复合材料。XRD和FTIR测试表明合成的磷酸钒钠晶相纯度较高;扫描和透射电镜分析结果表明合成的材料颗粒尺寸为微米级,碳主要包覆在磷酸钒钠颗粒的表面;当电压为2.3～2.8V、EDTA与磷酸钒钠物质的量之比为3∶3时,样品表现出较好的电化学性能,0.1 C下的初始容量为108.1 m A·h/g,接近理论容量。在1 C下循环600周后容量为93.2 mA·h/g;10 C下循环500周后的容量79.1 m A·h/g,容量保持率为91.23%。     

基于普鲁士蓝类正极材料Na2CoxFeyFe(CN)6的制备与性能研究

为了进一步提高普鲁士蓝的电化学性能，通过控制温度和添加剂，运用共沉淀法进行铁离子掺杂，成功合成了Na₂Co_xFe_yFe(CN)₆正极材料，并对其进行XRD、SEM、TG和电化学性能测试。结果表明，在0.1 C电流密度下，初始比容量由未掺杂时的125.3 mAh/g上升到164.6 mAh/g,达到理论容量的96.8%。经过100圈充放电循环后，仍保持83.1 mAh/g的高容量。在5 C大电流密度的充放电测试下，比容量也由未掺杂时的28.3 mAh/g上升到47.8 mAh/g。材料表现出了优异的电化学性能。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的电化学性能改进

引言 随着社会的进步,人们对化学电源提出了高能量、长寿命、低成本、低环境污染的要求.虽然锂离子蓄电池目前已经实现了商品化,但正极嵌锂材料结构与性能的研究,以及如何提高容量和降低成本是锂离子蓄电池进一步被开发和应用的关键.     

喷雾干燥制备球状LiFePO_4/C正极材料

以抗坏血酸为催化剂,通过水热法制备出梭形颗粒的LiFePO4/C正极材料,并采用喷雾干燥工艺使得单个的梭状颗粒堆积成球状的LiFePO4/C正极材料。研究了不同喷雾浓度对样品球形化后的形貌和电学性能的影响。结果表明:合成的LiFePO4/C正极材料的单个颗粒呈规整的梭形结构,并且梭形结构是由细小的板状结构组合而成,在梭形结构的表面包覆有一层均匀的碳膜。采用喷雾工艺后可有效的进行颗粒的球形化处理,当喷雾浓度为0.296mol/L时,材料团聚的球状形貌较为均匀一致,并具有较大的扩散系数(9.38×10-13cm2/s)。在0.1C倍率放电下的首次充电比容量为133.6mA·h/g,放电比容量为122.6mA·h/g,Coulomb效率为91.8%,说明具有良好的可逆性能;经过50周循环后容量保持率仍为98.2%,具有优异的循环性能和容量保持率。     

锂离子电池正极材料Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C的合成及性能表征

以LiH2PO4、LiF和V2O5为原料,蔗糖为还原剂,用碳热还原法合成了Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C(x=0、0.02、0.05、0.08、0.10和0.15),并用X射线衍射、Fourier变换红外光谱、循环伏安、交流阻抗谱和恒流充放电技术研究了F-掺杂对材料结构和电化学性能的影响.结果表明:F-掺杂Li3V2(PO4)3/C与纯Li3V2(PO4)3/C均为单斜结构,但少量的F-掺杂可提高电极反应可逆程度和电导率,降低电荷传递阻抗;在所得的F-掺杂材料中,Li3V2[(PO4)0.95F0.05]3/C具有较好的电化学性能.在3.0～4.2V (vs.Li/Li+)循环时,电极的0.5C放电容量为124.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率为98.5％,15C下的放电容量为84.7mA·h/g,50次循环后容量保持率为97.4％,而Li3V2(PO4)3/C的仅为59.2 mA·h/g和89.0％.     

喷雾干燥法制备球形Li3V2(PO4)3/C正极材料及其电化学性能

从控制Li₃V₂(PO₄)/C的形貌入手,旨在提高其作为锂离子电池正极材料的电化学性能。以葡萄糖为碳源,CTAB为表面活性剂,利用喷雾干燥法制备了粒径约为1μm的正球形Li₃V₂(PO₄)/C活性材料,颗粒尺寸均匀,振实密度较高。葡萄糖热解碳所形成的包覆层有效提高了材料的导电性,对材料的形貌控制则改善了锂离子扩散能力,因此本文所合成的Li₃V₂(PO₄)/C具良好的电化学性能,材料的锂离子扩散系数相对纯相提升约2个数量级,低于1C倍率下放电比容量均大于115mA?h/g,10C和15C大倍率下放电比容量为85mA?h/g和75mA?h/g左右,5C下循环50次,其库仑效率为96.2%。充放电平台的电位平稳,电位差较小,电化学反应阻抗值小,说明极化现象得到了有效控制。     

锂离子蓄电池正极材料LiCoO2的制备与电化学性能研究

以Co3O4为Co源、Li2O2为Li源、非水介质为分散剂,采用改进高温固相反应法合成了锂离子蓄电池正极材料LiCoO2,并采用XRD和电化学性能评价考察了不同合成条件对材料的晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,材料的合成温度、前驱物的纯度和处理方法对材料的结构,充放电容量和循环性能有较显著的影响,焙烧时间对材料的电化学性能影响相对较小,以优化的最佳合成条件制备正极材料,材料的充放电比容量均大小于150mAh/g,效率在96．0－99．9％之间,循环100次后,材料的充放电比容量仍大于146mAh/g,容量保持率大于97．3％,优于常规固相反应法所得结果,显示了较好的应用前景。     

LiFePO4正极材料性能优化研究进展

LiFePO4作为锂离子电池一种新型正极材料,安全性好,价格低廉,环境友好,循环性能稳定。结合近几年有关LiFe-PO4的研究,从结构模型、电化学性能优化,合成方法及检测方法等方面综述了LiFePO4的发展概况,继续进行深入的理论研究和集结现代分析测试手段进行工艺改进将是提升磷酸铁锂材料性能的重点研究方向。     

多孔FeF2正极材料的制备及电化学性能研究

利用分解反应中大比例质量损失和大量气体产生,制备出具有40.369m²·g^-1大比表面积的多孔FeF₂材料。多孔结构为FeF₂材料构建了优异的离子和电子导电通路,表现出优秀的倍率性能和循环性能。在2C、5C和15C的倍率下分别表现出589.21mAh·g^-1、406.95mAh·g^-1和83.53mAh·g^-1的高放电比容量。在0.5C和2C下,循环100次后放电比容量分别为502.5mAh·g^-1和267.9mAh·g^-1。该结果为电池正极材料提升倍率性能提供了新思路。     

水热法制备Al/Co共掺杂VO2(B)正极材料及其电化学性能

采用水热法,以V_2O_5、C_(12)H_(22)O_(11)、Co(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O为原料,分别合成了纯相VO_2(B)和Al/Co共掺杂VO_2(B)。X射线衍射分析结果显示,掺杂后样品的衍射峰强度变低、峰形变宽、结晶性下降。扫描电子显微镜照片显示,掺杂后样品的形貌发生明显变化,由长棒状(纯相)变为短棒状与片状均匀混合的形貌。电化学性能测试结果显示首次放电比容量和循环性能都大幅度提高。样品A1(摩尔比n(Al):n(Co):n(V)=12:6:100)首次放电比容量为301 mA·h/g,比未掺杂样品(216 mA·h/g)高85 mA·h/g;样品A2(摩尔比n(Al):n(Co):n(V)=12:12:100)首次放电比容量为285 mA·h/g,比未掺杂样品高69 mA·h/g,并且掺杂样品经过100次充放电循环后容量保持率都比未掺杂样品高。     

喷雾干燥法用于镍钴锰三元正极材料合成的研究进展

锂离子电池在市场中的大规模应用使其关键材料的重要性日益凸显。镍钴锰三元材料因其优良的电化学性能被认为是一种极具潜力的正极材料。喷雾干燥法由于其工艺简单及生产效率高的特点,在锂离子电池材料的合成中展现出其独特的潜力。本文综述了近年来喷雾干燥法应用于制备镍钴锰三元正极材料方面的研究进展,并对其发展的前景进行了展望。     

改进的共沉淀-微波法合成正极材料LiFePO_4/C

采用改进的共沉淀-微波法,利用自制加料装甓合成了橄榄石型LiFePO_4/C复合正极材料.应用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)以及恒电流充放电测试等方法对目标材料进行了结构表征和电化学性能测试.实验结果表明微波烧结8 min的样品具有单一的橄榄石型晶体结构和较好的电化学性能,0.2 C倍率下充放电测试表明,其首次放电比容量158.09 mAh/g,20次循环后,容量没有明显衰减.0.5、1、2C倍率下的平均放电容量分别为135.42、98.40、83.79 mAh/g,循环过程中样品表现出较好的循环稳定性.     

碳含量对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

Olivine-type LiFePO4/C composite cathode materials were synthesized by a solid-state reaction method in an inert atmosphere. The glucose was added as conductive precursors before the formation of the crystalline phase. The effects of glucose content on the properties of as-synthesized cathode materials were investigated. The crystal structure and the electrochemical performance were characterized by X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, laser particle-size distribution measurement and electrochemical performance testing. The material has a single crystal olivine structure with grain-sizes ca. 100-200 nm. SEM micrographs and the corresponding energy dispersive spectrometer （EDS） data confirm that the carbon particulates produced by glucose pyrogenation are uniformly dispersed among the LiFePO4 grains, ensuring a good electronic contact. Impedance spectroscopy was used to investigate the ohmic and kinetic contributions to the cell performance. It is found that increasing the carbon content leads to a reduction of the cell impedance due to the reduction of the charge transfer resistance. The galvanostatically charge and discharge tests show that the material obtained by adding 10% C （by mass） gives a maximum discharge capacity of 140.8mA·h·g^-1 at the same rate （C/10）. The material also displays a more stable cycle-life than the others.     

钾离子电池K3V2(PO4)3/C正极材料的合成及性能

以琼脂糖为碳源,磷酸二氢钾和偏钒酸铵为原料,通过固相反应法制备K3V2(PO4)3/C复合材料。研究材料的结晶性、颗粒形貌尺寸和电化学性能。结果表明,材料具有较高的结晶度,一次颗粒尺寸约100～300 nm,存在颗粒团聚现象。K3V2(PO4)3/C用作钾离子电池正极材料,表现出较好的嵌脱钾可逆性,在20 mA·g-1电流密度下的放电比容量为65 mAh·g-1,循环130次后容量保持率达到86%,表现出较好的循环稳定性。     

锂离子电池正极材料LiAlyCo1-yO2的制备及其性能研究

用高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiAlyCo1-yO2.掺杂前后该材料的物理性能无太大变化;利用XRD与能谱仪观察到了铝元素的特征峰.通过对电化学性能的研究,发现其电化学比容量明显高于原始的钴酸锂,但其循环性能下降;当铝的掺杂量增加时,复合物的放电时间明显减少;实验得出铝元素的摩尔掺杂量为0.10时各方面性能最佳.     

正极材料LiMnPO4/C的离子热法制备及电化学性能

采用以离子液体乙醇胺乳酸盐为反应介质的离子热法在常压低温下成功制备出LiMnPO4,经添加蔗糖后在不同温度下高温处理获得了LiMnPO4/C正极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了材料的相态和形貌,采用充放电法研究了材料的电化学性能。结果表明：磷酸锰锂的晶相为橄榄石型;材料颗粒的尺寸主要分布在150～300 nm;较高温度下获得的LiMnPO4/C材料表现出较好的电化学性能,在0.05 C下放电容量达114.0 mA h/g,10次循环后比容量仍保持在102.3 mA h/g。这种以乙醇胺乳酸盐为反应介质的离子热法为锂离子电池正极材料LiMnPO4的制备提供了新的途径。     

固液结合法制备LiFePO4正极材料及其性能研究

采用固液结合法制备了LiFePO4正极材料。首先以共沉淀法制得了FePO4前驱体,再以葡萄糖作为碳源通过固相碳还原法制得目标产物LiFePO4。运用XRD和SEM对材料进行物理表征,恒流充放电和循环伏安测试对材料的电化学性能进行分析。结果表明,以固液结合法制备的材料结构单一,颗粒微细,粒径分布均匀,振实密度约为1.40g·cm-3,在室温0.1C下材料的放电比容量为156.8mAh·g-1,1.0C下放电比容量为126.2mAh·g-1,样品在1.0C下经过20次循环后,容量为120.4mAh·g-1,其容量保持率为95.4%。该法制备的材料既实现了液相法制备材料形貌可控的优点,又具备了碳还原与碳包覆同时作用的特点,材料的形貌,振实密度,和电化学性能均得到显著改善。