锂离子电池Li1.08Fe（PO4）1.08/C正极材料制备与电化学性能

以液相沉淀法制备的Li3PO4和NH4H2PO4均匀混合物为原料,合成了Fe2+空位的橄榄型锂离子电池Li1.08Fe-(PO4)1.08/C正极材料。X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)分析结果表明,采用Fe2+空位与碳包覆方法获得了较小晶胞体积和细小球形颗粒的Li1.08Fe(PO4)1.08/C粉末。0.2 C倍率电化学性能测试结果表明,纯Li1.08Fe-(PO4)1.08的首次放电比容量达142.4 mAh/g,而包覆9.23%C的Li1.08Fe(PO4)1.08的首次放电比容量达153.3 mAh/g、0.5 C倍率循环100次后的放电比容量为144.5 mAh/g。     

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3/C的制备及性能

利用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。XRD和TEM测试表征了样品的结构及形貌,结果表明,合成的样品为纯相单斜晶系的Li3V2(PO4)3,其表面包覆了导电碳层,提高了复合材料的导电性。恒流充放电、CV及EIS测试表明,800℃下合成的样品电化学性能最佳,表现出良好的倍率性能和循环稳定性。在1 C(1 C=140 mA/g)和10 C下充放电,首次放电比容量分别为128.2和118.4 mAh/g,100次循环后,容量保持率分别为97.0%和96.1%,库仑效率接近100%。在20 C下充放电时,首次放电比容量仍然可以达114.9 mAh/g。     

P123辅助合成的Li3V2（PO4）3/C的电化学性能

以CH3COOLi、V2O5、H3PO4、草酸以及表面活性剂P123(EO20PO70EO20)为原料,采用液相法合成了亚微米级的Li3V2(PO4)3/C,通过XRD、SEM和电化学性能分析,研究了煅烧温度对产物的影响。用P123辅助合成的Li3V2(PO4)3/C粒径减小,电化学性能提高。在850℃下煅烧合成的Li3V2(PO4)3/C,晶体生长完善,可逆性最好,电荷转移阻抗最小。在3.0~4.3 V循环,0.1C首次放电比容量为128.7 mAh/g,5.0C放电比容量为104.3 mAh/g,容量保持率为81%。     

锂离子电池Li2FeSiO4正极材料的研究进展

作为锂离子电池正极材料之一,聚阴离子型硅酸亚铁锂（Li₂FeSiO₄）具有理论容量高、成本低、稳定性好和对环境友好的特点,但电子电导率和Li⁺传输速率偏低。从结构特点、制备方法（固相法、软化学合成法等）、改性方法（表面包覆、纳米化和离子掺杂等）、仿真模拟等方面,综述Li₂FeSiO₄正极材料的研究进展,并对研究方向和发展前景进行展望。     

LiFePO4正极材料及其改性研究进展

LiFePO4是最近几年来被广泛关注的锂离子电池正极材料,经过十余年的研究,LiFePO4的合成、改性、应用均取得了实质性进展,该材料已进入实用化阶段。LiFePO4具有比容量高(170 mAh/g),环境相容性好,原料丰富,循环性能好,充放电平台稳定等优点,因此该材料非常适合于对安全性、循环寿命、使用成本等敏感的大型电池应用领域,比如混合动力汽车(HEV)和纯电动汽车(EV)领域。概括了LiFePO4的晶体结构,充放电机理和主要的改性手段,介绍了这种新型锂离子正极材料的研究进展。     

Li3V2（PO4）3/C材料合成中碳源含量优化

通过固相法和溶胶-凝胶法合成不同碳含量的磷酸钒锂/C正极材料,研究了作为碳源的蔗糖和柠檬酸添加量对产物电化学性能的影响.实验发现,在固相合成方法中,添加量高于10.5％（质量百分数）时进一步增加蔗糖添加量后产物放电容量变化不明显.但是在溶胶-凝胶合成方法中,柠檬酸的添加量存在最佳值,高于或者低于此最佳数值都会引起产物容量的降低,这是与固相合成技术的一个明显不同之处.另一点不同之处在于对于溶胶凝胶合成的样品,最佳添加量与产物的工作电流有关.本实验条件下,在0.2C倍率以下柠檬酸与氢氧化锂最佳比值为1∶3,但是在放电倍率高于0.5C时最佳比值为1∶2.     

LiFePO4/C正极材料的制备及性能研究

采用高温固相法合成LiFePO4/C正极材料,并对其物理特性和电化学性能进行了分析。研究结果表明,该材料具有较高的振实密度、均匀的粒度分布、较小的比表面积,且具有单一的橄榄石结构,没有其它杂相。实验电池测试表明,材料具有较高的放电比容量及平稳的放电平台,0.2C充放电时,放电比容量达到152.5mAh/g。为了进一步评估该材料的循环性能,制造了以该材料为正极活性物质的2.2Ah标准软包装锂离子电池。电池经3000次充放电循环,其放电容量仍有1 919mAh,放电容量保持率为84.5%,结果表明材料的循环稳定性能优良。     

微波法制备锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C

采用湿化学法-微波法制备了Li2FeSiO4/C正极材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、X射线能谱(EDS)和恒流充放电测试,对样品结构、形貌、组成和电化学性能进行了表征和分析。结果表明该法可以快速高效制备出Li2FeSiO4/C材料;在640 W功率下微波处理6 min,获得了晶粒细小、均匀和良好碳包覆的Li2FeSiO4,该产物具有较高的放电比容量和良好的循环性能。室温下以1/16 C进行充放电,首次放电比容量为120.7 mAh/g,10次循环后放电比容量保持为100.2 mAh/g。     

辐射时间对微波法合成Li3V2(PO4)3/C的影响

用一步低温微波碳热还原法合成了Li3 V2 (PO4)3/C正极材料;通过XRD、SEM、恒流充放电、循环伏安与交流阻抗等方法研究了辐射时间对材料性能的影响.辐射功率为480 W、辐射时间为18 min、以葡萄糖为碳源所合成的材料,结构与标准谱图基本吻合,颗粒分布较均匀,电化学性能较好.0.2C放电至3.0V的首次放电...     

葡萄糖添加量对正极材料LiFePO4电化学性能影响

采用高温固相合成工艺,以葡萄糖为碳源对锂离子电池正极材料LiFePO4进行改性研究。通过X射线衍射(XRD)分析,扫描电子显微镜(SEM)及粉末比电阻对样品的晶体结构,微观形貌及电子电导率进行表征。结果表明加入葡萄糖未改变LiFePO4的晶体结构,葡萄糖的加入改善了材料的颗粒形貌,提高了材料的电子电导率。恒电流充放电结果表明:当碳包覆量为10%时LiFePO4的电化学性能最佳,0.1 C倍率下试样的首次放电比容量为155.57 mAh/g,倍率性较好。     

正极材料Li3(V1-xLix)2(PO4)3/C的合成及性能

通过溶胶-凝胶法结合球磨,合成Li3(V1-xLix)2(PO4) 3/C(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04和0.05).采用XRD、SEM及充放电测试等研究了x的值对样品的影响.x＞0的样品形成了Li+掺杂及产生了具备改性作用的Li4P2O7,颗粒粒径随x的增加而减小,电化学性能较Li3V2(PO4)3(x=0)得到改善.x=0.02的样品以1C在3.0～4.3V循环,首次放电比容量为122.1 mAh/g,第50次循环的放电比容量为121.1 mAh/g,容量保持率为99.18％.     

三甘醇作碳源合成Li_3V_2(PO_4)_3正极材料

以LiOH·H_2O、NH_4VO_3、H_3PO_4为原料,三甘醇为还原剂,在水相中制备Li_3V_2(PO_4)_3前驱体,在惰性气氛中850℃焙烧8 h得到锂电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3。XRD、SEM和恒电流充放电测试表明,所得的样品为纯相单斜Li_3V_2(PO_4)_3,结晶为10~20 mm的团粒结构;在3.0~4.3 V(vs.Li/Li~+)电压范围内以0.1 C、1 C充放电,首次放电比容量分别为120.0和114.9 mAh/g,1 C充放电35次循环后放电比容量为112.1 mAh/g,容量保持率为98%,具有良好的倍率性能和循环性能。     

锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3-MCNTs的合及电化学性能

采用溶胶凝胶-固相法制备Li3V2(PO4)3-MCNTs复合材料,并研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)对其物理性能及电化学性能的影响.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和热重分析法(TGA)对其晶型结构、形貌特征等物理性能进行了表征;采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法对其电化学性能进行了测试.研究发现,磷酸钒锂在800℃高温处理后为单斜结构,三维网络结构MWCNT负载磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3-MCNTs]复合材料具有良好的电化学性能,在充放电倍率为0.1 C,电压窗口为3～4.4V时首次放电比容量为130.5 mAh/g,库仑效率为99.7％.倍率性能测试显示,在0.5 C、1.0 C、2 C下,Li3V2(PO4)3/MCNTs仍保持优越的循环稳定性.由此可见,Li3V2(PO4)3-MCNTs复合材料对正极材料的容量、倍率性能及循环稳定性都具有明显影响.     

Li3V2(PO4)3/C复合正极材料的制备与性能

以CH3COOLi、V2O5、NH4H2PO4和碳凝胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子蓄电池Li3V2(PO4)3/C复合正极材料.对其前驱体和产品采用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)以及元素分析分别进行了表征.考察了掺杂碳含量对材料充放电性能及其高倍率循环性能的影响.样品C的首次放电比容量达到128.4 mAh/g.样品B和C以0.2 C充放120次后容量几乎没有衰竭;继续以1 C充放电120次,其比容量仍基本恒定,比单一Li3V2(PO4)3材料具有更优良倍率性能和循环性能.交流阻抗测试表明碳掺杂可以形成碳包覆层,材料的电导率大幅提高,从而提高了材料的电化学性能.     

正极材料Li3V2(PO4)3的制备及性能

采用碳热还原法制备了Li3V2(PO4)3锂离子电池正极材料,通过XRD、循环伏安和充放电测试对样品的性能进行了研究.结果表明:所合成的Li3V2(PO4)3样品属于单斜晶系;样品(850℃,16 h)以0.2 C倍率充放电,首次充放电容量分别是129 mAh/g和121 mAh/g;循环30次后,放电容量为104 mAh/g.     

锂离子电池正极材料Li3V2-xNix(PO4)3的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法,以Li2CO3、V2O5、NH4H2PO4、柠檬酸、Ni(OH)2·H2O为原料成功合成了正极材料Li3V2(PO4)3及其掺Ni化合物。Rietveld精修结果显示在Ni掺杂量不超过0.15时,样品均为纯相。X射线衍射(XRD)结果给出,随着镍掺杂量的增加,a轴和c轴及晶胞体积都有所下降。对样品Li3V2-xNix(PO4)3电导率的测试结果显示,Ni掺杂后样品的电子导电性均有所提高。室温下在0.1C和3C充放电条件下,镍掺杂Li3V1.95Ni0.05(PO4)3正极材料首次放电比容量分别达到177.2mAh/g和136.6mAh/g,在3C倍率下100次循环后容量保持率达到94.2%,这些性能都优于未掺杂样品和其他镍掺杂量的样品。     

Li_3V_(2-x)Ce_x(PO_4)_3/C的制备及电化学性能

采用溶胶-碳热法制备Li3V2-xCex(PO4)3/C(x=0、0.02、0.04和0.06)复合材料,通过XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱等测试,研究Ce3+掺杂对材料的影响。Ce3+的适量掺杂没有改变结构,对形貌也没有明显的影响,但可降低一次颗粒的尺寸,提高电导率。掺杂量x=0.04的材料以2.0 C在3.0~4.8 V循环,首次放电比容量为148.3 m Ah/g,第50次循环的容量保持率为85.1%。     

四甘醇作碳源合成Li_3V_2(PO_4)_3正极材料及其电化学性能

以LiOH·H_2O、NH_4VO_3、H_3PO_4为原料,四甘醇为还原剂,在水相中制备Li_3V_2(PO4)_3前驱体,在惰性气氛中850℃焙烧8 h得到锂电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3。X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和恒电流充放电测试表明,所得样品为单斜Li_3V2(PO4)_3,厚度约为0.5μm的片状结晶;在3.0~4.3 V(vs.Li/Li+)电压范围内以0.1 C、1 C充放电,首次放电比容量分别为123.1和113.5 m Ah/g,1 C充放电40次循环后放电比容量为111.1 m Ah/g,容量保持率为98%,具有良好的倍率性能和循环性能。     

微波法合成正极材料Li3V2(PO4)3

用微波法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。XRD、充放电和循环伏安测试表明:在900℃下恒温11 min,合成的样品结晶度好、无杂相,0.2C时,使用该材料的电池首次循环的充、放电容量分别为177.1 mAh/g和145.7 mAh/g,循环50次后,放电容量为98 mAh/g。当充电到4.9 V时,Li3V2(PO4)3存在4个充电平台,且有较高的放电平台。     

Li3V2(PO4)3/C复合材料及其电池性能研究

采用喷雾干燥法合成了Li3V2 (PO4)3/C复合正极材料,通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和差示扫描量热法(DSC)对合成的复合材料进行了表征;以Li3V2(PO4)3/C复合材料为正极、CMS-G25为负极,制备18650锂离子电池,考察了该电池的倍率性能、循环性能和安全性能.结果表明:合成的Li3V2(PO4)3/C复合材料为单斜晶体结构,可以得到微米级的球形Li3V2(PO4)3/C二次颗粒;该复合材料具有优异的热稳定性,在4.3 V和4.7 V满电态下的放热量分别为240.1 J/g和259.4 J/g,明显低于其它几种正极材料.制备的18650锂离子电池具有良好的高倍率放电性能、循环性能,其15C/1 C放电容量可达95％,100次容量保持率为95.02％;同时还具有优异的安全性能,顺利通过了挤压、针刺、短路、热箱等实验,电池均不爆炸、不起火.