片层纳米结构磷酸铁制备及对磷酸铁锂电性能的影响

采用液相反应结晶法,在磷源及铁源中添加NaAlO_2,利用在结晶过程中生成的Al(OH)3胶体对结晶面的作用,合成出具有片层纳米结构纺锤体状磷酸铁前驱体,并通过高温固相法进一步制备成磷酸铁锂。采用XRD、FT-IR、SEM、TEM、比表面及孔隙率分析、激光粒度分析和电化学性能测试等手段对样品进行表征分析。结果表明,由具有片层纳米结构的磷酸铁前驱体制备的磷酸铁锂比由无片层纳米结构的磷酸铁前驱体制备的磷酸铁锂在0.1C下的首次放电容量提升了20%,达到151.48mAh/g,电极电荷转移电阻降低了约75%,仅为27.23Ω;0.1C倍率下循环50次后容量保持率可达96%。同时,对Al(OH)3胶体影响片层纳米结构磷酸铁生成机制进行了分析和讨论。     

正极材料LiFePO4倍率性能提升方法研究进展

橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO_4)因其容量大、循环寿命长、成本低和安全等优点,被认为是一种很有前途的高能量密度正极材料。然而,磷酸铁锂的自身晶体结构导致该材料存在电子电导率差、离子扩散系数小和振实密度低等问题,制约了其在锂离子动力电池中的应用。综述了近些年来国内外提高LiFePO_4正极材料倍率性能的方法,其中包括碳包覆和元素掺杂,同时对上述方法的优缺点进行了讨论。     

基于铁粉还原的LiFePO4/C合成路径及其电化学性能研究

使用还原铁粉作为铁源, 通过超细球磨与喷雾干燥、高温煅烧技术制备了球形微纳米LiFePO₄/C复合材料。使用DSC/TG以及XRD对LiFePO₄/C复合材料的形成过程进行了分析; 使用SEM、穆斯堡谱仪等手段对复合材料进行分析; 使用电化学工作站、容量测试仪对其充放电行为进行分析。研究发现, 使用该合成技术路线, 在500~700℃下能够合成LiFePO₄/C复合材料。获得的LiFePO₄/C复合材料具有规则的球形外貌, 平均尺寸4~5 μm。该微米颗粒由200 nm左右细小颗粒组成, 颗粒间具有纳米尺寸微孔。穆斯堡谱仪测试结果表明, 复合材料中Fe处于+2价的价态。复合材料在1C倍率下表现出稳定的充放电行为, 平均比容量在156 mAh/g, 300次循环后, 容量保持率为92.8%。该技术制备的LiFePO₄/C复合材料具有潜在的应用价值。     

球形LiFePO4材料碳包覆的研究

主要研究了采用不同碳源和掺碳量包覆对液相共沉淀-碳热还原法制备的球形LiFePO4材料性能的影响.结果表明,采用过量5%葡萄糖作碳源制备的材料在0.1C下,首次放电比容量达到了154.6mAh/g,并且循环性能良好.     

磷酸铁锂微球制备及其电化学性能研究

采用两步法合成磷酸铁锂,第一步先以氯化铁、磷酸二氢铵和磷酸为原料,用水热法合成球状磷酸铁,并研究了温度、不同铁源对其形貌的影响;第二步将制得的磷酸铁与氢氧化锂、PEG-10000混合,在氮气气氛保护下,750℃高温烧制成磷酸铁锂。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征了磷酸铁及磷酸铁锂的纯度和形貌。制得的磷酸铁锂微球在0.1C充放电时,比容量达到143.5mAh/g。     

碳材料包覆LiFePO4正极材料研究进展

磷酸铁锂(LiFePO_4)因其优异的性能,是极有发展潜力的锂离子动力电池用正极材料,但材料本身较低的电导率制约了其大规模应用。采用高导电碳材料对LiFePO_4进行表面包覆可有效解决这一问题。综述了LiFePO_4表面碳材料包覆改性研究进展,对碳材料包覆提升LiFePO_4正极材料电化学性能的作用机制进行了阐述,并对LiFePO_4正极材料的研究方向进行了展望。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的碳热还原法制备及电化学性能的研究

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO₄)由于具有良好的优点,受到社会各界的广泛关注。由于磷酸铁锂自身结构存在的一些缺点,因此导致电子传导率低和锂离子扩散系数小,不仅影响放电倍率,还阻碍工业化的应用。该文采用碳热还原法制备Li FePO₄/C正极材料,研究不同三价铁源合成磷酸铁锂材料的电化学性能状况,通过XRD、SEM等手段表征所得材料,并通过恒流充放电等测试了解其电化学性能,从而找到一种最佳的低成本三价铁源,优化固相碳热还原工艺。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备研究

作为新一代锂离子电池正极材料的磷酸铁锂(LiFePO4)具有众多优点,因而被认为是一种很有开发前途的正极材料,目前已报道的LiFePO4制备方法多种多样.综述了LiFePO4材料在制备方面的研究进展,比较了不同合成方法对材料性能的影响.     

掺碳LiFePO4的合成及性能研究

为提高LiFePO4的电化学性能,通过固相合成法制备了掺碳的LiFePO4正极材料,并用XRD、SEM、电化学工作站及充放电测试等对样品的性能进行了研究分析.结果表明,少量的碳掺杂并未改变LiFePO4的晶体结构但显著改善了其电化学性能,LiFePO4/C样品的粒度较小,粒径分布均匀,0.1C首次放电比容量为141.9mAh/g,循环50次后容量下降了11.2mAh/g,以1C倍率首次放电比容量为126.5mAh/g,循环50次后容量保持率为87.2%.     

聚苯胺包覆的LiFePO4电化学性能研究

采用固相法合成了锂离子电池正极材料LiFePO4.为了改进LiFePO4的高倍率充放电性能,采用原位聚合的方法合成了一系列聚苯胺-LiFePO4(PAn-LiFePO4)复合正极材料.通过扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形貌.交流阻抗测试表明聚苯胺的包覆降低了LiFePO4电极的电化学反应阻抗.充放电测试表明PAnLiFePO4复合材料的放电容量更高,循环性能更好.     

常温还原-低温热处理制备LiFePO4及性能研究

以FePO4·xH2O为铁源与Li2CO3混合,以草酸为还原剂,在常温机械活化作用下合成出无定形态LiFePO4,然后低温热处理合成晶态的LiFePO4.考察了不同合成温度、时间对产物晶形结构、形貌和电化学性能的影响.结果表明,600℃热处理12h后制得的LiFePO4粒径细小且分布均匀,一次粒子粒径在100～200nm之间;该材料在0.1、0.2、0.5和1C下首次放电比容量分别为165、160、156和154mAh/g,50次循环后放电比容量分别为163、159.2、154.66和153.4mAh/g,容量保持率分别为98.8%、99.5%、99.1%和99.6%.     

锂离子电池正极材料LiFePO4/C的合成及性能

用溶胶-凝胶法和微波法相结合制备了碳包裹的LiFePO4/C材料.XRD、SEM和电化学测试表明:真空干燥下微波18min所得样品为橄榄石型非晶结构,粒径在30～100nm,0.2C充放电的首次放电比容量为120mAh/g,第16次循环的比容量为113mAh/g.     

两步掺杂合成法制备LiFePO4-C复合材料及其性能

通过两步掺杂碳采用高温固相反应法合成了锂离子电池正极LiFePO4-C复合材料.利用SEM、XRD、TG/DTA等方法对该正极材料的晶体结构、表面形貌、粒径大小和热反应进行了分析研究.实验结果表明,LiFePO4-C具有单一的橄榄石结构,前驱体掺杂14%(质量分数)、预分解后掺杂6%(质量分数)葡萄糖合成的材料具有良好的充放电性能和循环稳定性能.在0.1C倍率下进行充放电测试,首次放电比容量可达158.5mA·h/g,具有良好的电化学性能.     

LiFePO4纳米粉体的还原插锂合成及其电化学性能研究

通过FePO4的低温还原插锂合成了结晶良好、粒径分布均匀的正极材料LiFePO4纳米粉体．采用XRD、SEM对所得材料的物相结构和表面形貌进行了分析,并系统研究了烧结条件对材料物理和电化学性能的影响．结果表明,提高烧结温度和延长烧结时间都有利于提高产物的结晶度,但会使产物的颗粒长大．600℃下烧结2h所得的LiFePO4表现的电化学性能最佳,首次放电容量可达159mAh·g-1,50次充放电循环后容量几乎无衰减．     

LiFePO4/C正极材料的液相合成及电化学性能研究

采用磷酸三丁酯(TBP)为多功能反应物并添加表面活性剂PEG-4000合成了LiFePO4/C正极材料,利用XRD、SEM、XPS和滴定分析对产品进行了结构、表面形貌和化学组成表征.结果表明在650℃烧结15h所得产物结晶良好,为均匀分布在100nm左右的类球形颗粒.循环伏安曲线显示,该样品具有对称且尖锐的氧化还原电位峰,表明材料具有良好的电化学可逆性.在0.1mA/cm2电流密度下,其首次充放电比容量分别为162和158mAh/g,经100次循环后放电容量损失率仅为3.3%,当充放电密度增加到4mA/cm2时,材料的放电比容量仍然接近100mAh/g,倍率性能优良.     

表面活性剂对溶胶-凝胶法合成LiFePO4电化学性能的影响

以不同锂盐与柠檬酸铁为原料,采用溶胶-凝胶法制备LiFePO4,并讨论在前躯体中加入表面活性剂对LiFePO4性能的影响.结合XRD、SEM和充放电测试等手段对材料性能进行表征.结果表明,表面活性剂可以抑制杂质相Li4P2O7的出现,得到颗粒尺寸较小的LiFePO4,在0.1C倍率下其首次放电比容量可达123.5mAh/g,循环10次后容量仅衰减2.4%.     

LiFe_(1-x)Ni_xPO_4复合正极材料的制备及性能研究

采用两步固相原位烧结掺杂法制备了一系列镍掺杂的锂离子电池正极材料LiFe1-xNixPO4(x=0、0.03、0.05、0.07、0.10、0.15).Ni替代部分Fe,改变了LiFePO4的晶胞参教,细化了晶粒.充放电实验研究表明,低放电倍率(0.1C)时,LiFe0.095Ni0.05PO4的首次放电容量最大,为155mAh/g,较LiFePO4增加了22.8%;0.5C时,其容量为132mAh/g,较LiFePO4增加了14.7%;放电倍率增加为1C时,其容量也能达到122mAh/g,较LiFePO4增加了16.1%.适量掺杂Ni可提高LiFePO4的充放电比容量,改善其高倍率充放电性能.     

两种碳源对橄榄石型正极材料LiFePO4性能的影响

采用固相反应法在惰性气体气氛下合成了橄榄石型LiFePO4及LiFePO4/C复合正极材料,采用XRD,SEM以及电化学测试等手段对材料进行了结构表征和性能测试.考察了蔗糖、石墨两种碳源对材料性能的影响.XRD结果表明,两种碳源的添加对LiFePO4的晶体结构没有明显的影响;SEM表明,掺杂后,样品的粒径变小;充放电测试表明,和未掺杂的LiFePO4相比掺杂石墨和掺杂蔗糖的LiFePO4具有更好的电化学性能,放电比容量分别为:138.85mAh·g-1和126.2mAh·g-1,高于纯的LiFePO4正极材料的容量90mAh·g-1.经100次循环后,掺杂蔗糖、掺杂石墨及未掺杂的LiFePO4样品的容量衰减率分别为0.02%,1.2%和47%.