钛白渣制备复合磷酸铁锂及其电化学性能

采用液相水热法制备技术,以钛白渣、碳酸锂、磷酸二氢钠为原料,抗坏血酸为添加剂,在密闭高压反应釜中合成得到了镁掺杂磷酸铁锂复合材料。研究了钛白渣一步制备磷酸铁锂材料过程中,杂质元素的掺入情况及其对复合材料结构、形貌、电化学性能等的影响。电感耦合等离子体光谱仪(ICP)和电镜能谱仪(EDS)分析结果表明,在合成过程中镁成功掺入到复合材料中,制备得到复合材料LiMP04(M代表Fe与Mg);X射线衍射仪(XRD)分析结果表明微量镁的掺入并未对材料结构产生影响;扫描电镜(SEM)结果显示钛白渣制备的复合磷酸铁锂材料形貌为菱形多面体;电化学性能测试结果表明合成的复合材料的首次充放电性能、循环性能和高倍率性能有较大提升,均显著优于高纯硫酸亚铁制备的磷酸铁锂材料性能。     

磷酸铁锂包覆与掺杂改性研究进展

橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePq)以其价格低廉、热稳定性好和环境友好等优点被认为是一种最具有广阔应用前景的锂离子电池正极材料.但该材料存在电子电导率低、离子扩散系数小、振实密度低等问题.制约了这种材料在锂离子动力电池中的应用.近年来,人们针对这些问题提出了很多解决方案,其中包覆与掺杂是最有效的方法.介绍了近年来国内外...     

正极材料磷酸铁锂的复合掺碳改性研究

以正磷酸铁为铁源,以葡萄糖、乙炔黑为碳源,采用碳热还原法合成橄榄石型磷酸铁锂.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及恒流充放电测试仪分别对合成样品的物相、晶胞参数、表面形貌及电性能进行测试与表征.对比分析了单一碳源掺杂与双碳源复合掺杂对材料结构及性能的影响.研究发现,合成的三组样品均为正交晶系的橄榄石型磷酸铁锂.其中双碳复合掺杂样品电性能最高为148.5 mAh/g,倍率放电性能仍具有优势,10 C时容量保持率为88.1%.     

磷酸铁锂材料的改性研究进展

从掺杂导电碳或在磷酸铁锂颗粒表面包覆碳、金属包覆、金属离子掺杂和粒径控制等方面介绍了磷酸铁锂材料改性研究的最近进展,提出了磷酸铁锂未来的发展方向。     

磷酸铁锂与镍钴锰酸锂复合材料的电化学性能

对磷酸铁锂与镍钴锰酸锂复合正极材料的合成和电化学性能进行了研究。将磷酸铁锂与镍钴锰酸锂按照一定的质量比混合后得到复合正极材料。该复合材料结合了磷酸铁锂和镍钴锰酸锂的优点,表现出了优异的电化学性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试和交流阻抗等表征方法对复合正极材料进行了表征和分析。结果表明,磷酸铁锂与镍钴锰酸锂的质量百分比为30∶70时,该复合正极材料具有更优异的电化学性能。     

三元正极材料LixNiyCo2Mn2-x-y-zO2的研究现状

综述LixNiyCozMn2-x-y-zO2(0＜x＜2)三元正极材料的类型(化学计量比的、A位富锂和A位缺陷的正极材料)和研究进展;指出该系列正极材料目前存在的主要问题,如制备工艺复杂、合成的粉体一致性差和振实密度偏低等;分析了改进制备方法、优化制备条件和采用掺杂或表面修饰技术等研究方向.     

以三价铁为原料合成磷酸铁锂研究进展

总结了以三价铁为原料合成磷酸铁锂材料的合成方法,对其合成过程中所用的还原剂进行了分析,归纳了采用该种方法合成的磷酸铁锂电化学性能,展望了以三价铁为原料合成磷酸铁锂材料的研究方向和研究前景。     

三元正极材料Li_xNi_yCo_zMn_(2-x-y-z)O_2的研究现状

综述Li_xNi_yCo_zMn_(2-x-y-z)O_2(0x2)三元正极材料的类型(化学计量比的、A位富锂和A位缺陷的正极材料)和研究进展;指出该系列正极材料目前存在的主要问题,如制备工艺复杂、合成的粉体一致性差和振实密度偏低等;分析了改进制备方法、优化制备条件和采用掺杂或表面修饰技术等研究方向。     

磷酸铁锂的微波合成及改性研究

研究了磷酸铁锂的微波合成与改性.通过正交实验考察了微波功率、铜的掺入量、微波辐射时间等因素对磷酸铁锂比容量的影响,确定了最佳工艺条件.实验结果表明:微波功率650 W,铜的质量分数为5％,微波辐射时间为50 min的条件下铜掺杂碳包覆磷酸铁锂的比容量为145.4 mAh/g.X射线衍射表征了样品化学组成,扫描电镜(SE...     

镁离子掺杂对Li_4Ti_5O_(12)/C结构和电化学性能的影响

以乳酸镁为Mg2+的掺杂源和部分碳源,以乙醇为溶剂,在惰性气氛下采用高温固相合成法合成掺Mg2+的Li4Ti5O12/C复合材料。采用X-射线衍射、扫描电子显微镜、激光粒度分析和电性能测试等对复合材料进行表征,考察了Mg2+对于目标化合物结构和电化学性能的影响。结果表明,在C/3倍率下材料掺杂前后第二个循环的放电容量分别为145、162 mAh/g,循环30次后容量为138、150 mAh/g。电化学交流阻抗表明,掺杂后的材料阻抗Rct从180Ω减小到45Ω。掺杂后振实密度比掺杂前提高了0.27 g/cm3。     

H2还原制备LiFePO4/C复合材料及反应机理

以H3PO4、Fe2O3、LiOH·H2O和葡萄糖为原料,利用H2还原制备了LiFePO4/C复合材料,并进行了XRD、SEM、碳含量和振实密度分析,以及电化学性能测试。制备的LiFePO4/C复合材料的含碳量为1.9%,振实密度为1.4g/cm3;0.1C、1.0C首次放电比容量分别为148.4mAh/g和128.4mAh/g,1.0C循环60次的容量保持率为98.8%。通过机理研究,发现了反应的中间产物Li3PO4、Li3Fe2(PO4)3、Fe2Fe(P2O7)2和LiFeP2O7。     

碳掺杂方式对磷酸铁锂电化学性能的影响

为了提高LiFePO4的电化学性能,分别采用在原料中添加导电炭黑(途径A)和对反应前驱体用环氧树脂进行包覆(途径B)的途径,通过高温固相反应合成了LiFePO4/C锂离子蓄电池复合正极材料,并用X-射线衍射、扫描电镜和恒电流充放电测试等方法对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究。研究结果表明:所合成LiFePO4/C试样均为单一的橄榄石型晶体结构;通过途径B合成的LiFePO4/C材料,其炭黑分布更均匀,电性能更佳,以0.1C、1.0C以及2.0C倍率放电,该材料首次放电比容量分别为156.4mAh/g、145.7mAh/g和128.9mAh/g。     

液相无焰燃烧合成LiNi_xMn_(2-x)O_4(x≤0.10)及电化学性能研究

采用液相无焰燃烧法一步合成了一系列LiNi_xMn_(2-x)O_4(0≤x≤0.10)正极材料。通过XRD、SEM和电化学测试分析了所合成样品的结构、微观形貌和电化学性能。结果表明,所有合成的LiNi_xMn_(2-x)O_4正极材料都是尖晶石型LiMn_2O_4结构。LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4在1C、循环500次后的放电比容量最高为79.3mAh·g~(-1)。CV测试显示,LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4在循环500次后的氧化还原电位差最小,仅为0.18V,这说明其电化学极化较弱且有良好的电化学可逆性。EIS测试表明,在所有的样品中,LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4样品的活化能(Ea)最小为23.81KJ·mol~(-1)。故掺杂适量的Ni离子能够有效改善锂离子电池正极材料的循环可逆性和电化学性能。     

掺杂离子半径对LiFePO_4电化学性能的影响

采用固相反应合成了锂离子电池正极材料LiFe0.99Re0.01PO4(Re=La3+、Er3+、Gd3+、Nd3+)。利用X射线衍射、电化学阻抗谱、恒电流充放等方法对试样的微观结构和电化学性能进行测试。结果表明:掺杂没有改变LiFePO4的晶体结构;离子半径越小,晶格畸变越小,结构越稳定,大电流放电性能较好;Er3+掺杂的试样具有最佳的充放电性能,掺杂试样的电子电导率均提高4￣5个数量级。     

溶胶-凝胶法制备Li_4Ti_5O_(12)/C复合负极材料及性能研究

以醋酸锂、钛酸丁酯为原料,草酸为络合剂和碳源,采用溶胶-凝胶法氮气气氛中合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12/C,研究了锂源过量与否对材料结构和电化学性能的影响。采用XRD、SEM对材料的晶体结构和微观形貌进行表征,采用恒流充放电循环测试对材料的电化学性能进行表征。结果表明:当锂源过量5%时,合成的Li4Ti5O12/C材料为单一的尖晶石结构,且样品粒径较小(约100~150 nm),有利于锂离子的嵌入与脱出。其在0.2、1.0、2.0 C和5.0 C时的首次放电比容量分别为182.5、162.7、155.7 mAh/g和155.3 mAh/g,且5.0 C倍率下循环50次后仍达153.9mAh/g,表现出较好的高倍率放电性能和循环稳定性。     

不同碳源对制备LiFePO4/C复合材料性能影响

分别以蔗糖、葡萄糖、酚醛树脂、酚醛树脂和葡萄糖混合物为碳源用固相碳热还原法制备了四种不同碳含量的LiFePO4/C正极材料。利用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO4均为纯相,但是用蔗糖合成的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用其他碳源制备的样品,其中含碳3.01%的样品在0.1 C、1 C下的放电比容量分别为158.9、146.5 mAh/g。     

不同碳源制备LiFePO_4/C复合正极材料

分别以乙炔黑和蔗糖为碳源用固相碳热还原法制备了两种不同碳含量的LiFePO_4/C正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO_4均为纯相,但是用蔗糖的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用乙炔黑的样品,其中含碳9.3%的样品0.1、1C倍率下的放电比容量分别为139、116mAh/g,且循环性能良好。     

碳包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料性能影响

通过共沉淀法合成了高振实密度的球形锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2并对其进行了碳包覆改性,对产物进行了XRD、SEM表征和电化学性能测试。结果表明合成的原材料的振实密度达到2.17g·cm^-3。碳包覆没有改变原材料的晶体结构,材料具有较好的α-NaFeO2型层状结构;电化学测试结果表明适量的碳包覆能提高原材料的循环性能和倍率性能。     

溶胶-凝胶法制备Li1.05CrxMn1.95-xO4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1.05CrxMn1.95-xO4(x=0,0.05,0.10),焙烧温度为650、700、750℃,用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)对产物的结构和形貌作了表征,并对材料的电化学性能进行考察,在室温下恒流充放电38次.结果表明:该方法制备的正极材料为单一...     

国产石墨作为锂离子蓄电池负极材料的性能

主要研究了典型国产石墨的排列结构和直接作为锂离子蓄电池负极材料的电化学性能。结果表明不同的石墨产品 ,其排列结构和电化学性能存在较大差异。并且直接用于锂离子蓄电池负极材料还存在着容量和效率偏低 ,松装和振实密度小 ,循环不是很理想的问题 ,需要对其进行有效的改性处理 ,以满足电池性能和工艺要求。通过对国产石墨进一步包覆处理后 ,其物理性能和电化学性能都得到了明显的改善