冷等静压法制备Li_7La_3Zr_2O_(12)固体电解质

通过冷等静压法制备了Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)固体电解质隔膜,采用XRD、SEM、交流阻抗谱、Hebb-Wagner直流恒压法和循环伏安扫描等,对晶体结构、表面形貌及电化学性能进行分析。烧结温度达1 150℃时,得到的样品为纯立方相,表面致密、无明显气孔存在;30℃下的总离子导电率为1.07×10~(-4)S/cm,电子导电率为2.39×10~(-8)S/cm,表现为良好的离子导体、电子绝缘体;电化学稳定窗口宽,0~7 V(vs.Li~+/Li)内无氧化还原反应发生。     

Al~(3+)掺杂立方相Li_7La_3Zr_2O_(12)的制备及性能表征

采用一种柠檬酸辅助聚合的溶胶-凝胶法制备了掺杂2%(摩尔分数)Al3+的立方相结构的Li7La3Zr2O12固体电解质,同时,采用高温固相法尝试合成不掺杂Al3+的Li7La3Zr2O12作为对比。分析结果表明:热处理温度超过1 000℃时Li7La3Zr2O12易发生分解;而掺杂2%(摩尔分数)Al3+的Li7La3Zr2O12能在900℃时保持稳定立方相结构,在1 000℃下烧结6 h后得到高致密度的烧结体。该法制备的Li7La3Zr2O12样品表现出高离子电导率:298 K时为4.5×10-5 S/cm,523K时达到3.6×10-3 S/cm。Li+迁移活化能大约为25.1 k J/mol。上述结果表明,作为全固态电池电解质,Al3+掺杂的Li7La3Zr2O12有较好的应用前景。     

尖晶石Li_4Ti_5O_(12)负极材料表面改性研究进展

"零应变"Li4Ti5O12负极材料由于具有非常稳定的结构和优秀的倍率循环性能,因而受到广泛关注。本文综述了近年来国内外Li4Ti5O12负极材料的掺杂改性的研究现状,并探讨和总结了改性后材料的电化学性能,最后对Li4Ti5O12负极材料的应用前景进行了展望。     

Cr_2O_3修饰Li_4Ti_5O_(12)的制备及电化学性能

采用湿法球磨工艺和热处理制备三氧化二铬(Cr2O3)修饰钛酸锂(Li4Ti5O12)材料。Cr2O3修饰后,Li4Ti5O12的XRD图中没有出现杂质峰。Cr2O3修饰可提高Li4Ti5O12在高倍率下的容量保持率和循环性能。Li4Ti5O12-1.5%Cr2O3材料的倍率性能和循环性能最好,以5.0 C在1.0~2.5 V充放电,第500次循环的放电比容量为122.8 m Ah/g,容量保持率为96.2%;纯相Li4Ti5O12分别为48.3 m Ah/g、81.1%。Cr2O3修饰降低了Li4Ti5O12的电荷转移阻抗,提高了材料的电化学活性。     

Li_4Ti_5O_(12)材料的制备及碳改性研究

以LiOH为锂源,C_(16)H_(36)O_4Ti为钛源,采用液相法制备Li_4Ti_5O_(12)样品,并考察了烧结温度及热处理时间对材料的影响。为提高Li_4Ti_5O_(12)的导电性,实验选取PVA为碳源以制备Li_4Ti_5O_(12)/C材料。结果表明,Li_4Ti_5O_(12)经5%及10%质量分数的PVA热解处理后,所得Li_4Ti_5O_(12)/C的常温循环稳定性、倍率性能得到显著改善。5C倍率下60次充放电循环后,5%、10%质量分数Li_4Ti_5O_(12)/C材料分别可保持123mAh/g、125mAh/g的放电容量。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)研究进展

尖晶石型结构的钛酸锂是一种"零应变"材料,循环性能优良,充放电电压稳定,是最有应用价值的锂离子电池负极材料之一。介绍了钛酸锂材料的研究发展历程,晶体结构特点;综述了钛酸锂的几种制备方法,并对钛酸锂的掺杂改性进行了探讨和概述,提出了目前存在的问题并对其前景进行了展望。     

204468型LiCoO_2/Li_4Ti_5O_(12)电池性能研究

以钴酸锂(LiCoO2)为正极活性物质、钛酸锂(Li4Ti5O12)为负极活性物质,制备204468型锂离子电池。该电池在2.7~1.5 V循环,3.00 C放电容量可达0.50 C时的92.9%;以0.50 C、2.00 C、3.00 C循环1 200次,容量保持率均在99%以上。电池以3.00 C倍率过充到15 V,没有爆炸、起火,表面最高温度不超过120℃;经短路实验后,没有出现漏液、爆炸和起火现象,表面最高温度不超过65℃;经针刺测试后,没有爆炸、起火,表面最高温度不超过30℃。     

固体电解质La_2Mo_(2-x)Al_xO_(9-δ)的制备及性能

采用固相法制备电解质材料La_2Mo_(2-x)Al_xO_(9-δ)(x=0、0.2、0.4和0.6),通过SEM、XRD、电化学阻抗谱(EIS)等方法对样品进行分析。制备的电解质样品均已抑制了相变;在950℃烧结,能得到孔隙率低于5%的陶瓷烧结体;随着铝掺杂量x的增加,氧离子电导率σ呈现逐渐变小的趋势;当温度为800℃、x=0.2时,σ为22.47 mS/cm,活化能Ea为1.053 eV。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究进展

锂离子电池具有高的功率密度和能量密度,是最有前景的电动汽车和便携式电器设备的电源之一。而提高锂离子电池电极材料的安全性和电化学性能是目前所面临的挑战之一。Li_4Ti_5O_(12)负极材料具有较高的锂离子扩散系数和安全性,可在大电流下快速充放电,被认为是有可能取代石墨的新型锂离子电池负极材料。但是,Li_4Ti_5O_(12)材料电子电导率低,导电性能差,限制了其在实际生产中的应用。介绍了目前在Li_4Ti_5O_(12)材料改性过程中所采用的方法,包括合成方法、掺杂、表面修饰,以及Li_4Ti_5O_(12)材料的应用和理论计算,分析了Li_4Ti_5O_(12)的研究方向和发展趋势。     

Ce_(0.9)La_(0.1)O_(2-δ)电解质粉末的制备与性能

用溶胶-凝胶法制备了La掺杂的CeO2(Ce0.9La0.1O2-δ)的前驱体.在900℃下煅烧2 h制备的Ce0.9La0.1O2-δ粉末为单一的立方萤石结构,晶胞参数a为0.549 65 nm;该粉末在200 MPa下压制后在1400℃下烧结3 h得到的电解质,相对密度为95.1%,在690℃时的电导率为0.66 S/cm.     

Li_4Ti_5O_(12)负极材料的制备及应用研究进展

概述了高温固相合成、熔盐工艺、溶胶-凝胶工艺、水热工艺等钛酸锂负极材料的制备技术,分析了钛酸锂电池在储能、高铁辅助蓄电、新能源汽车领域的应用及发展前景,同时对钛酸锂行业所面临的问题与挑战进行归纳总结。     

18650型Li_4Ti_5O_(12)/LiCoO_2电池失效模式分析

采用参比电极确定18650型钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))/钴酸锂(LiCoO_2)电池在45℃下循环失效后的限容电极,对限容电极进行形貌、结构、交流阻抗及循环伏安等分析。电池失效后,充放电限容电极均为LiCoO_2正极;该电极失效的主要原因是活性物质结构被破坏,LiCoO_2的晶粒细化且内部微观应变较大,导致极片的界面性能下降及嵌脱锂动力学严重降低。     

高安全长寿命LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2/Li_4Ti_5O_(12)电池的制备

研制以Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2、钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))分别为正、负极活性物质,25μm厚的聚乙烯为隔膜的方形(245 mm×160 mm×6 mm)12 Ah铝塑膜软包装锂离子电池。筛选电极材料、电解液配方,并通过优化工艺制作的电池在1.5~2.7 V充放电,在常温(25℃)下以4.00 C循环6 000次的容量保持率大于98%,且不胀气;以0.50 C放电,在高温(55℃)下的容量为常温时的108.2%;最高脉冲放电比功率为2 232 W/kg。5只100%SOC电池串联进行针刺测试,不起火、不爆炸。     

M型固体电解质电池(上)

Mont是一种含水的硅铝酸盐天然矿物,利用它的开放性层状结构特点,通过物理化学方法进行改性,制成性能优良的室温固体电解质,其交流电导率为10~(-4)～10~(-3)·cm~(-1)量级,活化能较低(0.25ev左右),应用改性Ment作为固体电解质组装了多种M型固态电池,如:扣式、卷式、迭层,大面积薄片一、二次电池,充放电性能良好,工作电压平稳,电池容量一般在几十～几百毫安时,具有开发应用前景。 本文综述近期我们对M型固体电解质电池的研究概况以及浅谈提高M型固态电池性能的某些探索。     

M型固体电解质电池(下)

4 M型固体电解质电池 4.1 扣式固态电池 电池的组装:将阳极(经过表面处理的金属片或金属粉)、MSSE及复合阴极依次装入模具内,在3—4t/cm~2压力下成型,然后装在不锈钢或有机玻璃壳体内,加上集电极,密封后即成实验电池。 电池结构:Me|MSSE|复合阴极|集电极 表4 几种扣式固态电池的规格性能     

水热法制备锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)研究进展

"零应变"材料Li4Ti5O12具有突出结构稳定性和高倍率电化学性能,是锂离子动力电池负极材料的理想材料之一。从锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的结构性能出发,介绍了近几年水热法制备Li4Ti5O12材料的研究进展,对水热法的制备工艺、掺杂及复合等改性研究进行了深入的讨论,并提出了目前存在的问题和今后的发展方向。     

Co_3O_4修饰Li_4Ti_5O_(12)的制备及电化学性能研究

通过简单的湿法球磨混合工艺,经过低温热处理得到Co3O4修饰Li4Ti5O12复合材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)、恒电流充放电测试、循环伏安(CV)以及交流阻抗(EIS)对材料的结构、形貌、组成及电化学性能进行表征。结果表明,Co3O4修饰没有改变Li4Ti5O12的尖晶石结构,以小颗粒的形式分布在材料中。Co3O4修饰增强了材料的电化学活性,减小了电极极化,使得材料的电化学性能得到提高。其中1%(质量分数)的Co3O4修饰Li4Ti5O12显示出较好的倍率性能和循环稳定性,0.2 C下的首次放电比容量为174 m Ah/g,2 C下循环300次后比容量为128.2 m Ah/g,容量保持率为95.6%。     

LaGaO3基固体电解质的研究进展

综述了具有较高氧离子电导率的掺杂钙钛矿型LaGaO3基固体电解质近年来的研究进展.总结了通过掺杂和制备工艺改进,提高电解质在离子导电性、机械性能和稳定性方面的新成果.     

LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备及Li_3PO_4的表面包覆改性研究

通过改进前驱体共沉淀工艺,促使Ni~(2+)、Co~(2+)和Al~(3+)的反应历程都包括络合和沉淀两种平衡,得到均质前驱体Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_(2.05);通过在LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2表面包覆质量分数1%Li_3PO_4,材料的循环性能得到较大改善,尤其是60℃下的高温循环性能,1 C循环50次后依然有88.4%的容量保持率;同时材料的倍率性能也得到较大改善,5 C/1 C85%;制备与改性方法适合商业化生产。     

Mg~(2+)掺杂及碳包覆共改性Li_4Ti_5O_(12)材料的制备及表征

以固相烧结的方法合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12,同时进行了Mg2+离子掺杂和碳包覆共改性以提高Li4Ti5O12的导电性及综合性能,从而实现其大倍率充放电条件下保持高的比容量。采用XRD、SEM和循环伏安等测试手段,考察了金属离子掺杂及复合碳源包覆共改性对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响。结果表明:掺杂3%的Mg2+同时加入质量分数为0.5%的无机碳源和10%的有机碳源对材料本身的结构没有影响,明显降低了Li4Ti5O12的电荷转移阻抗,使材料的电导率有了很大的提高。0.2 C倍率条件下首次放电比容量为173 m Ah/g,10 C倍率条件下放电比容量为104m Ah/g。与纯相的Li4Ti5O12相比,改性后的材料倍率性能及其他综合性能都有很大的提高。