层状的LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2合成及其电化学性能

采用超声波辅助溶胶-凝胶法合成层状的锂离子电池的正极材料LiNi0.5Mn0.5O2,并用热重分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构与形貌进行了研究,电化学性能采用循环伏安法(CV)、交流阻抗和充放电测试进行表征.结果表明,在950℃灼烧12 h的材料结晶度比较好,其晶胞参数a=0,287 9 nm,c=1.431 nm,结构比较理想.当材料在2.8～4.2 V间进行充放电时,其首次放电容量为170 mAh/g,50次循环后容量的保持率为89%.     

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.     

不同方法合成的LiMn_(1.9)Al_(0.05)Mg_(0.05)O_(3.9)F_(0.1)的性能

比较了硝酸盐-氨基乙酸燃烧(GNC)法和溶胶-凝胶(SG)法合成的锂离子电池电极材料Li Mn1.9Al0.05Mg0.05O3.9F0.1的电化学性能。不同的合成方法,导致材料的晶相结构、形貌、比表面积及电化学性能上的差异。与SG法相比,GNC法合成的样品电化学性能更好,在25℃、55℃时,第20次循环的容量保持率分别为98.1%、93.1%。     

煅烧温度对Li[Li_(0.2)Ni_(0.15)Mn_(0.55)Co_(0.1)]O_2的影响

用溶胶-凝胶法合成锂离子电池用富锂正极材料Li[Li_(0.2)Ni_(0.15)Mn_(0.55)Co_(0.1)]O_2,通过XRD、SEM、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和电化学性能测试考察煅烧温度对合成材料结构和性能的影响。900℃下制备的材料具有典型的α-Na Fe O2层状结构、较好的晶型结构及良好的电化学性能。在2.0~4.8 V充放电,20℃下的0.10 C首次放电比容量为235.4 m Ah/g,库仑效率为78.5%;依次以0.10 C、0.20 C、0.50 C、0.75 C和1.00 C循环10次,再以0.20 C放电,首次1.00 C放电比容量为149.7 m Ah/g,最后一次0.20 C放电比容量为首次0.10 C放电比容量的85.9%。     

包覆二氧化钛的三氧化二铬的电化学性能

用溶胶-凝胶法和高温固相法合成了三氧化二铬(Cr2O3)/二氧化钛(TiO2)复合材料,用XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)测试,分析了产物的结构、形貌和电化学性能.溶胶-凝胶法合成的复合材料具有更好的充放电性能,以20 mA/g的电流在0～3V充放电,第20次循环的放电比容量为625.4 mAh/g,放电容量保持率达61.9％.TiO2对Cr2O3的包覆,抑制了复合材料在充放电过程中的体积膨胀,稳定了固体电解质相界面(SEI)膜的结构,提高了电子电导率.     

高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的制备及其倍率性能

采用溶胶凝胶法制备尖晶石型高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4,并掺杂F-与之对比。分别采用X射线衍射仪、电子扫描显微镜、热重分析仪、电化学工作站和充放电测试仪对合成材料的物相、形貌和电化学性能进行表征。结果表明,0.5C倍率下LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4首次放电比容量高达141.6 mAh/g,接近于理论比容量146.7 mAh/g。提高倍率40次循环后,5C比容量仍有111.8 mAh/g,而F-掺杂样品仅有92 mAh/g。然后从5C返回到1C,比容量为129.9 mAh/g,与1C初始容量相比,容量保持率高达96.4%,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4显示出更加优异的倍率循环性能。     

双络合剂对LiNi_(0.7)Co_(0.3)O_2的制备和性能影响

采用改性的溶胶凝胶法(柠檬酸-EDTA作为联合络合剂)制备了锂离子电池正极材料LiNi_(0.7)Co_(0.3)O_2,通过XRD和S EM对材料进行结构表征,并组装成半电池研究了其电化学性能。实验结果表明,使用双络合剂制备的材料具有较好的电化学性能。在0.1 C充放电电流密度和2.7~4.3 V电压范围的实验条件下,首次充放电比容量分别为211.0和172.4 mAh/g,库仑效率为81.7%,经过30次循环之后容量保持率为89%。电化学性能的改善与正极材料微观结构的调变密切相关。     

LiCoO2改性LiMn2-xCrxO4的结构与性能

采用溶胶-凝胶法合成了LiCoO2包覆改性的尖晶石型LiMn2-xCrxO4(x=0,0.05,0.1)正极材料.XRD表征改性材料均具有良好的尖晶石型结构;扫描电子显微镜(SEM)显示改性样品具有更好的颗粒分散度和表面形貌;充放电表明改性样品的循环性能均具有不同程度的提高,其中样品5%LiCoO2-LiMn1.95Cr0.05O4与未改性或仅掺杂Cr的材料相比较,更好地抑制了可逆容量在循环充放电中的衰减,50次循环充放电容量(122.3～112.4 mAh/g)仍保持在91.9%以上.循环伏安和电化学阻抗测试也表明该材料具有良好的充放电可逆性和较小的阻抗.     

溶胶-凝胶法合成正极材料LiFePO4

以Fe3 盐为铁源,采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiFePO4,用XRD、SEM、恒流充放电和交流阻抗方法研究了样品的结构、形貌和电化学性能。样品0.1C首次放电容量达到131 mAh/g,经10次循环后,容量保持率为96%。采用溶胶-凝胶法合成的LiFePO4,抑制了循环过程中电化学反应阻抗的增加。     

Dy2O3掺杂LiDyxMn2-xO4的合成及性能

采用类似溶胶-凝胶法合成稀土金属氧化物Dy2O3掺杂LiDyxMn2-xO4(x=0,0.01,0.02,0.05).通过XRD和恒流充放电测试了稀土金属元素Dy的掺杂对正极材料的结构以及电化学性能的影响.研究结果表明:当掺杂量x=0.02时,材料LiDy0.02Mn1.98O4具有较高的初始比容量(109mAh/g)和循环性能,50次循环后,容量保持率为95%.     

Dy2O3掺杂LiDyxMn2-xO4的合成及性能

采用类似溶胶-凝胶法合成稀土金属氧化物Dy2O3掺杂LiDyxMn2-xO4(x=0,0.01,0.02,0.05).通过XRD和恒流充放电测试了稀土金属元素Dy的掺杂对正极材料的结构以及电化学性能的影响.研究结果表明当掺杂量x=0.02时,材料LiDy0.02Mn1.98O4具有较高的初始比容量(109mAh/g)和循环性能,50次循环后,容量保持率为95%.     

Sol-gel法合成Li3V2(PO4)3及其性能研究

利用LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,H2O2和柠檬酸作为原材料,通过sol-gel(溶胶-凝胶)法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。研究了预烧、不同合成温度、柠檬酸用量对产物结构、电化学性能的影响。结果表明,在预烧条件下,合成温度为700℃,柠檬酸用量为nV∶n柠檬酸=2∶2时,材料具有比较好的性能。充放电电压范围控制在2.7~4.5 V,在0.05 C倍率下,其首次放电比容量高达148mAh/g,0.1 C倍率下循环,首次放电比容量为138 mAh/g,20次循环后放电比容量为130 mAh/g。     

不同充放电电压对Li_(1.133)Ni_(0.3)Mn_(0.567)O_2结构的分析

通过共沉淀法合成前驱体和高温固相反应,实现Ni、Mn的固溶合成Li_(1.133)Ni_(0.3)Mn_(0.567)O_2富锂锰基正极材料,分别在不同的电压下进行50次充放电循环,然后采用X射线衍射光谱法(XRD)表征在不同电压充放电循环后的正极材料,并对其进行结构精修。研究发现,随着充放电电压的升高,充放电比容量提高,但循环性能迅速下降。另外,XRD测试也表明,充放电电压递升,相应的正极材料的(003)峰的位置逐渐向小角度偏移,此外4.6 V电压充放电后的正极材料的结构变化最大。     

正极材料Li_3V_(2-x)Cr_x(PO_4)_3/C的制备及性能

用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2-xCrx(PO4)3/C(x=0,0.05、0.10和0.20).用XRD、SEM、充放电、循环伏安和电导率测试等方法,研究了Cr掺杂对样品的影响.样品均为单相,尽管在低倍率(0.2 C)下的初始比容量随着x的增加而下降,但适量的Cr掺杂可改善循环及倍率性能.Li3V1.90Cr0.10(PO4)3/C以0.2 C和4.0 C充放电的首次放电比容量分别为171.4 mAh/g和130.2 mAh/g,第100次循环时的容量保持率分别为78.6%和88.9%.     

柠檬酸含量对纳米正极材料LiCo0.05Mn1.95O4的影响

在溶胶凝胶法中,螯合剂的含量对材料的性能有较大的影响。采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了尖晶石掺钴锰酸锂LiCo0.05Mn1.95O4粉末。利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、恒流充放电、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)等分析方法研究了柠檬酸含量对材料的结构和电化学性能的影响。充放电结果表明,当柠檬酸和总金属离子摩尔比为1∶1时制备出的材料具有良好的电化学性能;在3.0～4.3 V之间进行充放电,0.1 C下,材料首次放电比容量达到120.7 mAh/g,循环10次后保持在118.2 mAh/g,1 C下循环20次后放电比容量保持在80 mAh/g左右。SEM表明材料是纳米级别。     

梯度包覆镍钴锰酸锂材料Li[Ni_(0.83)Co_(0.07)Mn_(0.10)]O_2的合成

采用溶胶凝胶法在球形Ni(OH)2颗粒表面包覆钴、锰氧化物,作为镍钴锰氢氧化物浓度梯度包覆的复合前驱体,然后配锂高温焙烧,合成了梯度包覆的镍酸锂复合正极材料Li[Ni0.83Co0.07Mn0.10]O2。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表观形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,该材料具有良好的六方单相层状α-Na Fe O2结构,呈类球状。切面元素线扫描显示该材料的包覆壳层中锰金属元素呈梯度变化。同时该新型梯度包覆的镍钴锰酸锂复合正极材料表现出了优越的电化学性能:在25℃下,2.8~4.3 V充放电范围,0.5 C首次放电比容量可达190.5 m Ah/g,循环50次容量保持92.5%;55℃下,该材料首次放电比容量可达210.1 m Ah/g,循环50次容量仍能保持81.1%。     

Mg掺杂对LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2电化学性能的影响

通过溶胶-凝胶法合成正极材料LiNi0.5Mn0.5O2,为了提高材料LiNi0.5Mn0.5O2的高倍率放电性能,采用Mg进行掺杂。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电对材料的结构和形貌及电化学性能进行了研究。结果表明少量Mg的掺杂未影响到LiNi0.5Mn0.5O2的晶体结构,但改善了其电化学性能,其中,当Mg的掺杂量为5%(摩尔分数)时,材料具有更好的电化学性能,4 C放电时,首次放电比容量达到118 m Ah/g,且循环性能良好。     

F-掺杂锂钒氧化物的合成及其电化学性能

以LiF、LiOH和NH4VO3为原料.采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成了F掺杂锂钒氧化物LiV3F2xO8-x(x=0.01、0.025、0.05、0.1).利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗技术研究了材料的电化学性能.结果表明,所得样品的结晶性较好、结构完整.F的掺杂能有效提高锂钒氧化物的首次充放电容量,但如果掺杂量过多,则会损坏材料的循环充放电性能.在所有掺杂样品中,理论组成为LiV3F0.05O7.975的样品表现出较好的充放电循环性能.     

SiO_2气凝胶/Sn复合负极材料的制备及电化学行为

以工业水玻璃为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了Si O2气凝胶;以Sn Cl2为Sn源,采用水热合成法制备了Si O2气凝胶/Sn复合负极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征,采用恒电流充放电测试了材料的电化学性能。结果表明Si O2气凝胶/Sn复合材料为三维多孔网络结构,金属Sn颗粒均匀地钉扎在Si O2气凝胶表面,该结构不仅可以改善颗粒的团聚性能,还可以大大缓解在充放电过程中的体积膨胀。电化学性能测试结果表明,在100 m A/g的电流密度下,复合材料首次可逆比容量可达472.93 m Ah/g,首次充放电效率86.19%。30次循环后可逆比容量仍可维持在417.70 m Ah/g,容量保持率76.13%,充放电效率接近100%,具有较好的电化学性能。     

表面活性剂对溶胶-凝胶法合成Li3V2(PO4)3的影响

讨论了表面活性剂OP-10对溶胶-凝胶法合成正极材料单斜晶型Li3V2(PO4)3的影响.表面活性剂可降低微粒的表面张力,提高前驱体的Zeta(ζ)电位,防止原生粒子团聚,提高溶胶的稳定性.加入5%OP-10制备的样品以0.2 C在3.0～4.3 V循环,首次放电比容量为123.1 mAh/g,第30次循环的容量衰减率...