正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的制备和性能

以Mn(CH3COO)2、Ni(CH3COO)2和CH3COOLi为原料,用流变相法制备了正极材料LiNi0.5Mn1.504.XRD测试表明:所得LiNi0.5Mn1.504具有尖晶石结构.电化学性能测试表明:在750 ℃下焙烧6 h制备的LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能最佳.在3.5～4.9 V以0.2 C充放电,首次放比电容量为137.70 mAh/g,第30次循环的放电比容量为135.75 mAh/g.     

草酸共沉淀法合成的LiNi0.5Mn1.5O4的性能

以LiOH H2O、Ni(CH3COO)2 4H2O和Mn(CH3COO)2 4H2O为原料,H2C2O4 H2O为沉淀剂,NH3 H2O为络合剂,通过草酸共沉淀法合成了正极材料LiNi0.5Mn1.5O4。分析了煅烧温度、煅烧时间及锂过量对产物性能的影响。在850℃下煅烧16h,锂过量10%合成的产物,具有立方尖晶石结构、规则的八面体晶形,0.1C首次放电比容量为133.0mAh/g,第30次循环时仍有129.0mAh/g,放电平台为4.7V,4V放电平台几乎消失。     

FePO_4包覆改善LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料高温循环性能

采用喷雾干燥法制备Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料,通过沉淀法在Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料表面包覆Fe PO4以改善Li Ni0.5Mn1.5O4材料的高温循环性能。制备了质量分数1%Fe PO4、3%Fe PO4、5%Fe PO4三种不同包覆比例的Li Ni0.5Mn1.5O4/Fe PO4材料,电化学测试结果显示质量分数1%Fe PO4包覆效果最好。X射线衍射光谱法(XRD)数据表明,Fe PO4表面包覆处理并没有影响Li Ni0.5Mn1.5O4的晶型,材料仍为尖晶石结构。电化学性能测试表明,质量分数1%Fe PO4包覆材料的高温下循环稳定性得到显著的提升,其充放电100次后比容量为120 m Ah/g,为初始比容量的96.7%,远高于未包覆材料的89.99%的容量保持率。扫描电子显微镜法(SEM)观察显示,质量分数1%Fe PO4包覆的材料中Li Ni0.5Mn1.5O4颗粒被Fe PO4均匀包覆。ICP数据表明,Fe PO4的包覆减少了Li Ni0.5Mn1.5O4材料在高温循环时锰元素和镍元素的溶解,从而提高材料的循环稳定性。     

正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的制备及离子掺杂改性研究

采用溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法合成了LiNi0.5Mn1.5O4和LiCr0.1Ni0.45Mn1.45O4两种高电压正极材料。通过X射线衍射(XRD)表明铬离子掺杂未改变LiNi0.5Mn1.5O4的晶型结构,但改善了其晶型生长。扫描电镜(SEM)表明两种样品呈规则正八面体外形,颗粒较均匀,LiNi0.5Mn1.5O4平均粒径大约为400 nm,LiCr0.1Ni0.45Mn1.45O4平均粒径大约为200 nm。电化学性能测试结果表明,在1 C放电倍率下,两种电池的首次放电比容量分别为111.0 mAh/g和121.5 mAh/g,以容量保持率为首次放电比容量85%为截止条件,分别可以实现32个和51个稳定循环。在此条件下,LiCr0.1Ni0.45Mn1.45O4/Li电池的平均中值电压为4.55 V,略高于LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池4.51 V。倍率性能测试结果表明,LiCr0.1Ni0.45Mn1.45O4/Li电池及LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池在0.5 C、1 C下放电比容量分别可保持0.2 C时的91.9%、87.1%和91.1%、83.6%。铬离子掺杂可明显改善LiNi0.5Mn1.5O4的综合性能。     

一种合成锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的新方法

以LiNO3、Ni(CH3COO)2·4 H2O、Co(CH3COO)2·4 H2O和Mn(CH3COO)2·4 H2O为原料,采用共沉淀-燃烧法在空气中合成了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用原子吸收光谱仪(AAS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和充放电测试仪对合成产物的成份、形貌、结构和性能进行了表征.实验结果表明,所合成的正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结晶良好,粒度适中,大小均匀,具有α-NaFeO2型层状有序结构和良好的电化学性能,在2.5～4.35 V电压区间充放电,其首次放电比容量达到169.05 mAh/g,第50次循环的放电比容量仍有152.83 mAh/g.在深度充电状态下具有良好的结构稳定性.     

α-LiAlO2包覆Li[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2的性能

用共沉淀法制备了固溶体正极材料Li[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2,并用偏铝酸锂(α-LiAlO2)进行包覆改性.XRD和场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试表明:包覆前后的材料均属于α-NaFeO2六方层状结构,R3m空间群;包覆后的样品颗粒表面形成了一层不均匀絮状包覆物α-LiAlO2.包覆量为3％的样品性能较好:以低电流(0.05 C)在2.0～4.8 V循环,首次放电比容量达273.0 mAh/g;当电流提高到1.00C时,放电比容量为173.2 mAh/g.倍率性能的提高,得益于包覆样品具有的较低的界面电阻与反应电阻,电化学阻抗谱(EIS)测试结果证明了这一点.     

负极材料Li4Ti5O12的改性及其电化学性能的研究

以CH3COOLi·2 H2O和Ti(OC4H9)4为原料,C6H15NO3为络合剂,CH3CH2OH为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12材料,并且复合掺杂Mg、Mn、Ni、Co四种金属。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜、电化学阻抗(EIS)分析研究了材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:掺杂Mn、Mg两种金属的Li4-x MgxTi5-yMnyO12材料,其中x=0.02,y=0.02时所制备的Li3.98Mg0.02Ti4.98Mn0.02O12样品,具有良好的电化学性能。在1～2.5V进行充放电,0.1C时,首次放电容量达到154.7 mAh/g。在0.2C、0.5C、1.0C下循环20次后,稳定在107.2、99.3、73.9 mAh/g。再次进行0.1C充放电时,放电比容量为110.8 mAh/g,容量保持率为75%。掺杂金属改善了Li4Ti5O12材料的导电性,提高了该材料的倍率性能以及循环性能。     

正极材料LiNi1/3CO1/3Mn1/3O2包覆LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的性能

以NiSO4·6H2O、CoSO4·7H2O、MnSO4·H2O、NH3·H2O及NaOH为原料,采用共沉淀方法在LiNi0.8 C00.15 Al0.05 (OH)2球形粒子表面包覆一层Ni1/3 Co1/3Mn1/3(OH)2三元材料前驱体,配锂后在750℃下、氧气气氛中焙烧12 h,合成复合层状材料Li[(Ni0.8 Co0.15Al0.05)0.97(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.03]O2.复合层状材料具有核壳结构,包覆壳层的厚度约为1μm.复合层状材料在2.8～4.3 V充放电,0.1C首次放电比容量为188.2 mAh/g;0.2 C循环100次的容量保持率为96.2％;在55℃下以0.2C循环100次,放电比容量保持在163.2 mAh/g.     

掺杂少量Co对Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2电化学性能的影响

改进共沉淀法合成层状电极材料Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2。分别用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征材料结构、形貌和电化学循环过程中过渡金属离子价态的变化,用恒电流充放电研究材料的电化学性能。实验结果显示:在3.0!4.2V(vs.Li /Li)电势范围内,以25mA/g恒流充放电,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2初始放电比容量分别为159mAh/g和186.8mAh/g,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2经过50次循环后容量仍保持在183.9mAh/g,高倍率放电效果较Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2有很大的改善。实验证明:掺杂少量的Co可在很大程度上改善电极材料的电化学性能。     

掺杂少量Co对Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2电化学性能的影响

改进共沉淀法合成层状电极材料Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2.分别用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征材料结构、形貌和电化学循环过程中过渡金属离子价态的变化,用恒电流充放电研究材料的电化学性能.实验结果显示在3.0～4.2 V(vs.Li+/Li)电势范围内,以25 mA/g恒流充放电,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2初始放电比容量分别为159 mAh/g和186.8 mAh/g,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2经过50次循环后容量仍保持在183.9 mAh/g,高倍率放电效果较Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2有很大的改善.实验证明掺杂少量的Co可在很大程度上改善电极材料的电化学性能.