锂离子蓄电池正极材料LiVxFe1-xPO4的制备和性能

为提高锂离子蓄电池正极材料LiFePO4的充放电性能,用V对LiFePO4进行掺杂。研究了V掺杂量对LiFePO4性能的影响,在LiVxFe1!xPO4(x=0.00,0.01,0.03,0.05,0.10)材料中,LiV0.05Fe0.95PO4具有比LiFePO4更好的电化学性能,用80mA/g的电流进行充放电时,首次放电容量为130.429mAh/g,循环20次后为131.196mAh/g。     

新型正极材料LiFePO4的电化学性能的改进

为解决锂离子蓄电池新型正极材料LiFePO4的低导电率的问题,采用高温固相法合成出包覆碳并掺杂了少量Mg2 的LiFePO4样品。采用X射线衍射、充放电测试、交流阻抗和循环伏安测试方法,深入研究了包覆碳后Mg2 掺杂对LiFePO4结构和电化学性能的影响。研究结果表明,包覆碳后掺杂少量的Mg2 能进一步提高LiFePO4的导电性,从而提高材料的比容量和循环性能。不同的Mg2 离子掺杂量(x=0.02、0.04、0.06、0.08)里,Li0.94Mg0.06FePO4的电化学性能最佳,以0.1C充放电,首次放电比容量为141.9mAh/g,充放电效率为93.1%;循环50次后,容量几乎没有衰减。     

Mn掺杂对LiFePO4材料电化学性能的影响

为改进锂离子电池正极材料LiFePO4的高倍率充放电性能,采用Mn对LiFePO4进行掺杂,研究了Mn掺杂量对LiFePO4性能的影响.通过对Li(MnyFe1-y)PO4(y=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)材料的研究,我们发现LiMn0.2Fe0.8PO4与LiFePO4材料相比有更好的电化学性能,当采用160 mA/g的电流进行充放电时,比容量可达92 mAh/g.     

金属氧化物掺杂改善LiFePO4电化学性能

采用氧化物前驱体对磷酸铁锂(LiFePO4)进行少量金属离子掺杂,用X射线衍射、电子扫描显微镜、循环伏安法和恒电流充放电对掺杂的LiFePO4进行了研究.结果表明,少量的掺杂离子在很大程度上提高了LiFePO4的电化学性能,特别是大电流放电性能中1.0%(摩尔分数)的Nb5 掺杂LiFePO4的1 C放电比容量约130 mAh/g.掺杂后的电化学性能与掺杂离子的半径、价态密切相关,半径合适、价态高的离子对提高LiFePO4的电化学性能有利.     

Mg~(2+)掺杂LiFePO_4/C的结构及电化学性能

用固相法合成了LiFePO4/C、LiFe0.95Mg0.05PO4/C和LiFe0.9Mg0.1PO4/C.Mg2+的掺杂可提高放电比容量和循环性能,LiFe0.95Mg0.05PO4/C的0.2 C首次放电比容量为155 mAh/g;LiFe0.9Mg0.1PO4/C以10.0 C循环20次,放电容量几乎无衰减.     

Re3+（Re=La、Nd、Y）掺杂LiFePO4/C的结构及电化学性能

利用固相法,采用Re3+(R e=La、Nd、Y)三种不同的稀土金属离子对LiFePO4/C进行掺杂。用XRD、SEM、电子电导率测试和电化学测试对材料的结构和性能进行分析表征。研究结果表明:少量掺杂后未影响到LiFePO4的晶体结构。三种掺杂试样中以掺杂Y3+的电化学性能最好,在0.1 C倍率下,第三次循环的放电比容量为142.09 m Ah/g,充放电效率为99.02%,在0.5 C和1 C倍率下放电比容量仍有133.38、116.91 m Ah/g。引入稀土离子掺杂是提高LiFePO 4正极材料电化学性能的有效方法。     

LiFePO4掺镍的改性研究

采用固相反应法制备了锂离子电池正极材料LiFe1-xNixPO4(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40和0.50).Ni替代部分Fe,改变了LiFePO4的晶胞参数,获得了完全连续固溶的LiFe1-xNixPO4,掺杂后,样品的粒径变小.在低放电倍率(0.1 C)时,LiFeo.90Ni0.10PO4的首次放电容量最大,为140 mAh/g,较LiFePO4增加了12%;放电倍率为0.5 C时,其容量为114 mAh/g,较LiFePO4增加了32%.少量Ni掺杂可提高LiFePO4的放电容量,改善高倍率充放电性能.     

LiFePO4掺镍的改性研究

采用固相反应法制备了锂离子电池正极材料LiFe1-xNixPO4(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40和0.50).Ni替代部分Fe,改变了LiFePO4的晶胞参数,获得了完全连续固溶的LiFe1-xNixPO4,掺杂后,样品的粒径变小.在低放电倍率(0.1 C)时,LiFeo.90Ni0.10PO4的首次放电容量最大,为140 mAh/g,较LiFePO4增加了12%;放电倍率为0.5 C时,其容量为114 mAh/g,较LiFePO4增加了32%.少量Ni掺杂可提高LiFePO4的放电容量,改善高倍率充放电性能.     

掺杂Mg的LiFePO4电化学性能研究

通过高能球磨制备前驱体,采用煅烧法合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂(LiFePO4),采用充放电性能测试、XRD表征材料性能.实验证明:LiFcPO4具有3.45 V(vs.Li/Li )的放电电压平台.在相同的工艺条件下合成掺杂和来掺杂镁的LiFePO4样品,测试了它们的电化学性能,掺杂少量Mg2 后的LiFePO4晶体结构并未发生变化,且较未掺杂的LiFePO4具有更好的电化学性能.     

Sr~(2+)掺杂对LiFePO_4电化学性能的影响

采用XRD、ICP、SEM和电化学方法,研究了Sr2+掺杂对正极材料LiFePO4的结构、形貌和电化学性能的影响.掺杂适量的Sr2+不会改变LiFePO4的橄榄石结构,可提高电导率,抑制在充放电时的极化.在室温下,LiSr0.012Fe0.988PO4/C以0.2 C循环的初始比容量为142 mAh/g,循环50次,比容量未衰减;以3.0 C循环时,LiSr0.012Fe0.988PO4/C仍有较高的比容量和较好的循环性能;在60 ℃下以0.5 C循环,LiSr0.012Fe0.988PO4/C第60次循环的比容量为147 mAh/g.     

微波法合成LiFePO4的研究

采用机械球磨结合微波辐射工艺,合成了锂离子电池正极材料LiFePO4。通过XRD、SEM和恒流充放电测试,研究了微波辐射时间对于样品结构、形貌和电化学性能的影响。微波法可以快速合成纯相的LiFePO4正极材料;在微波功率700 W、时间8 min的条件下合成的样品,具有较好的电化学性能。在室温下以20 mA/g进行充放电,首次放电容量为123.8 mAh/g,10次循环后为116.4 mAh/g。     

LiFePO4/C的微波法制备和性能

用微波法制备了LiFePO4和LiFePO4/C材料。分析了不同的微波烧结时间与材料结构和性能的关系。材料经微波烧结3 min,XRD图谱中出现了Fe2O3杂质,时间更长时则不出现Fe2O3杂质。充放电测试结果表明:烧结8 min的LiFe-PO4/C材料0.1C的首次放电比容量达140.0 mAh/g,但高倍率放电比容量衰减严重;烧结5 min的材料在1.0C放电倍率下,比容量超过了95.0 mAh/g。     

嵌Ag的LiFePO_4/C的制备及性能

以Li_2CO_3为锂源,用水热法制得了类菱形、嵌Ag的LiFePO_4/C.用XRD、SEM、恒流充放电测试、循环伏安和交流阻抗法,对样品进行了研究.样品的结晶完整、粒径均匀;以1 C循环600次,容量没有衰减,第600次循环的放电比容量为130.2 mAh/g;以15 C循环800次,容量保持率为96.4%.     

LiFePO4的水热法制备及改性研究

采用水热法合成了LiFePO4,并通过掺碳得到了LiFePO4/C.XRD和SEM的结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C样品具有纯度高、粒径小、形貌规则等优点;以0.1 C倍率放电,它们的首次放电比容量分别为132.9 mAh/g和150.3 mAh/g;循环50次后,平均每次衰减分别为0.478 mAh/g和0.212 mAh/g.     

PEG对LiFePO4/C结构与性能的影响

以PEG为碳源,采用共沉淀法合成了LiFePO4/C复合正极材料。采用热重和示差扫描量热分析(TG-DSC)分析了前驱体的热分解过程;通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜仪(SEM)和恒电流充放电测试等手段对材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征。考察了PEG的分解速率和添加量对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:当PEG分解温度区间的升温速率为6℃/min、n(PEG)∶n(LFP)=0.5∶1时,合成的正极材料具有较好的电化学性能,0.1C倍率下首次放电比容量达到164.7mAh/g,循环30次后,比容量衰减率为4.75%。     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.95V0.05PO4/C的电化学性能

通过高温固相法合成锂离子电池正极材料Li0.98M0.02Fe0.95V0.05PO4/C(M=Mg、Ti、Al、Ni、Zr、Mo和Mn),用XRD、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等方法研究了产物的性能.金属掺杂后的材料,首次充放电比容量均高于未掺杂的纯相材料.在室温下,掺杂Mg的材料在4.2～2.4 V充放电,0.1C首次放电比容量可达154.1 mAh/g,且高倍率充放电比容量高于纯相材料,循环性能稳定,具有较好的电化学性能.     

LiMn0.6Fe0.4PO4掺碳改性的研究

采用高温固相法,制备了锂离子电池用的纯LiMno0.6Fe0.4PO4和LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合正极材料.利用酸溶解法、XRD、扫描电镜及充放电测试等,对样品的碳含量、晶体结构、形貌以及电性能等进行了研究.所得LiMn0.6Fe0.4PO4和LiMn0.6Fe0.4P04/C均为纯橄榄石型晶体结构,其中以蔗糖为碳添加剂的LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合材料具有良好的循环性能和高倍率性能:以0.1C充放电,首次放电比容量为122.3 mAh/g,循环15次之后,容量保持率为99.3%;以0.5 C和1.5 C充放电,首次放电比容量分别为121.4 mAh/g和110.2 mAh/g.     

LiFePO4的Pechini法合成及电化学性能研究

采用Pechini法制备前驱体并合成LiFePO4。对LiFePO4前驱体进行热重和示差扫描量热分析(TG-DSC),采用X射线衍射(XRD)对试样的微观结构进行表征,并对试样进行电化学性能测试。结果表明:600℃合成的试样具有适中的晶胞体积、晶粒尺寸及最佳的电化学性能。采用0.1C倍率充放电,第三循环放电容量为158.55mAh/g,平台比容量及平台率分别为144.94mAh/g、91.42%,在1C倍率下充放电,其放电比容量大于130mAh/g。