LiFePO_4锂离子电池容量的衰减机制

为探讨LiFePO4锂离子电池容量衰减、电池循环性能失效的原因,对LiFePO4锂离子电池进行循环性能测试,通过拆解电池,采用X射线衍射、扫描电子显微镜结构测试手段,对多次充、放电循环前后锂离子电池LiFePO4正极材料和石墨负极材料的物理性能进行表征。结果表明,石墨负极在200次循环后,衍射峰的位置略微右移,晶体粒径结构几乎没变化,但是LiFePO4正极材料的晶体结构却发生不可逆变化,晶粒从3.73 nm减小到2.75 nm;在0.25 C倍率下循环200次,容量衰减11.6%;随着循环次数的增加,LiFePO4正极材料微观结构和晶粒度细化造成Li+传输阻力增大,是造成LiFePO4锂离子电池容量衰减的主要原因。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的改性研究

新一代锂离子电池正极材料LiFePO4因其比容量大、价格低廉、结构稳定等优点受到广泛研究.基于密度泛函理论,采用平面波赝势方法计算了正极材料LiFePO4的电子结构,分析了其能带结构、电子态密度等相关性质;从理论上分别探讨了LiFePO4作为锂离子电池正极材料的充放电机理及其存在的问题,并对各种改进方法进行了综述.     

锂离子电池Li2MSiO4系正极材料研究进展

硅酸盐体系锂离子电池材料是新一代高性能锂离子电池正极材料选择之一,是值得研发的先进电池材料。综述了锂离子电池Li2MSiO4(M=Fe,Mn)系列正极材料的国内外最新研究进展。重点对该系列正极材料的合成方法、结构特点及电化学性能进行了总结和探讨。     

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.     

纳米磷酸铁锂的研究进展

锂离子电池磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应、对环境友好等突出优点,但LiFePO4本身低的电子电导率和锂离子扩散系数阻碍了其在生产生活中的大规模应用,而制备纳米LiFePO4作为电极材料并进行改性可以改善其电化学性能。本文主要综述了国内外合成纳米LiFePO4的不同方法及其电化学性能,并介绍了当前LiFePO4发展所遇到的问题,指出了锂离子电池今后发展的主要方向。     

环境友好型锂离子电池正极材料 LiFePO4的制备方法

橄榄石型磷酸铁锂( LiFePO4)由于价格低廉、热稳定性好、比容量高、循环寿命长、环境友好等优点被公认为最具发展潜力的锂离子电池正极材料.介绍了锂离子电池正极材料LiFePO4的晶体结构和工作原理,概述了LiFePO4的制备方法.最后,分析了国内外LiFePO4的生产现状,指出了正极材料LiFePO4在发展过程中存在的问题,并展望了其应用前景.     

锂离子电池负极材料产业及技术发展概况

1985年,研究人员发现碳材料可以作为锂充电电池的负极材料,使用具有石墨结构的碳材料取代金属锂负极,正极则可以采用锂与过渡金属的复合氧化物,这个发现造就了现在的锂离子电池。碳负极材料的最大优势就是资源丰富、价格低廉、无毒、电极电位低(<1.0Vvs.Li/Li+)、循环效率高(>95%),安全和循环寿命方面的性能相对不错,因此得到了大规模应用。     

锂离子电池产业链发展研究

<正>1前言现在俗称的"锂电池",准确的叫法是"锂离子电池",它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动进行工作:充电时,锂离子从正极脱嵌,在电解液中游动穿过隔膜嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。这个过程中的相关材料——正极材料、负极材料、电解液(液态电解质)和隔膜被称为"锂离子电池4大关键材料"。除此之外,制造锂离子电池所需的其他材料还有铝箔(粘接正极材料的载体)、铜箔(粘接负极材料的载体)、粘     

橄榄石型结构LiFePO4锂电池正极材料实用化的障碍和途径

橄榄石型结构LiFePO4因其结构特征和潜在的低成本而有望成为下一代锂离子电池正极材料.但是要使LiFePO4商业化必须开发出适于规模化生产高性能LiFePO4正极材料的工艺.本文在综合分析LiFePO4制备方法、导电性改善及填充密度提高途径的基础上,认为可借鉴Ni-MH电池正极材料球形Ni(OH)2制备技术发展经验,从理论上深入研究LiFePO4的形成过程,通过控制橄榄石型结构LiFePO4材料的结晶度、晶粒大小及形貌、元素分布、界面结构来满足高容量、大比功率及长循环寿命的要求.     

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.     

锂离子电池纳米正极材料的研究进展

综述了近年来纳米技术在锂离子电池正极材料中应用的最新进展,重点阐述了纳米LiCoO2、LiMn2O4及LiFePO4等正极材料的制备及其性能.纳米正极材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、共沉淀法、模板法及水热法等,电极材料的纳微米化对锂离子电池的电化学性能和循环性能的改善有着显著的意义.     

不同温度下锂离子电池正极材料LiCoO2的第一性原理研究

对电极材料在固定温度下热力学性质的评价,有助于准确描述锂离子电池(LIBs)的性能。为了全面了解层状锂LiMO_2(M=Co、Ni、Mn)的特性,大量理论计算被用来预测该类材料的各种物理、化学性质,包括嵌入电压、Li空位有序化、Li扩散、复杂过渡金属有序化以及电子迁移路径等。然而,在高功率下,电池由于高速运转产生了更多的热量,导致一系列热力学问题出现。目前,大多数基于密度泛函理论(DFT)的研究只考虑了0K下的热力学性能,而忽略了高温下晶格振动对性能的影响。基于此,在DFT的基础上,通过精确地模拟Li、LiCoO_2及Li_□CoO_2声子谱和晶格振动等热力学参数,计算并绘制了关于Li、LiCoO_2及Li_□CoO_2的温度与赫姆霍兹自由能的关系图;并根据不同温度的相关影响对脱锂电势进行了修正处理,发现随着温度的不断升高,晶格振动会进一步造成脱锂电势的逐步降低,从而导致正极材料的容量减小。     

产综研合成LiFePO4超微粒子

产业技术综合研究所和日本学术振兴会利用包覆有碳膜、有望作锂离子电池正极材料的橄榄石（结晶结构的一种）LiFePO4（磷酸铁锂）,成功合成了纳米级超微粒子。LiFePO4因价格低,作为电动汽车大型锂离子电池的正极材料备受关注,但使用这种材料的电池存在如果高倍率（短时间内通过大电流）充放电,其容量就会急剧下降的问题。     

纳米结构磷酸铁锂/石墨烯/碳复合材料的电学性能研究

随着环境问题的日益突出,电动汽车的研究与发展势在必行。作为电动汽车的动力源,锂离子电池具有高比能量、高比功率以及环境友好的特点,被公认为是最能满足电动汽车中远期发展目标的二次电池体系。对于锂离子电池来说,正极材料是决定其循环性能和安全性能的关键因素,1997年Padhi等人开创性地发现了磷酸铁锂(LiFePO4)(图1)可作为锂离子电池的正极材料[1],LiFePO4具     

Ti离子掺杂对LiFePO4材料性能的影响

采用固相法合成了锂离子电池正极材料LiFePO4.为了提高LiFePO4的电化学性能,用Ti4 对LiFePO4进行掺杂.通过X射线衍射分析及电化学测试,研究了Ti掺杂对材料的结构和电化学性能的影响.以Li3PO4为锂源,(C4H9O)4Ti为掺杂源,合成了单一相Li1-xTixFePO4(x=0.005、0.01、0.02和0.03).实验研究表明,掺入少量的Ti4 ,可以减小晶胞体积,有效地提高了LiFePO4的循环性能和比容量.当(C4H9O)4Ti的掺入量为1 mol%时,在50mA/g的充放电电流下,首次放电比容量为123 mAh/g;经过60次循环后,容量基本上无衰减.     

锂离子电池正极材料LiFePO4

一般意义上的电池是由三部分组成的:正极、负极与电解质。对于锂离子电池来讲,锂离子作为电荷载体,承担着传输电能的任务。当电池放电时,锂离子从负极通过电解质流向正极,而充电时则反向流回。如图1所示:锂离子有许多独特的性能,比如质轻、电极电动势低(比标准氢电极低3.04V)等。这些特性使得锂离子电池与其它电池相比具有高能量密度与高工作电压的优势。然而,由于金属锂与空气和水剧烈反应,因此锂离子电池中的电极材料是以将锂离子镶嵌在其它材料中的形式构成的。在晶体学中,客体原子或客体离子移入主晶体结构中的反应多被称作“插入”或…     

磷酸铁锂/石墨动力电池的高温衰减机制研究

制备了1.1Ah的18650型LiFePO_4/graphite动力电池并研究了温度对电池循环的作用机制。运用解体与非解体的研究手段系统地分析了电池在循环前后的容量以及正负极材料的形貌、结构与电极容量的变化。结果表明,在经过800周循环后55℃下电池的容量衰减显著,循环后电池的Rb与Rct有较为明显的增加。高温下电池的容量衰减主要来自于活性锂离子的损失。对于LiFePO4正极,长周期的循环并未对LiFePO_4的结构造成影响,同时电极的容量未见衰减。而对于石墨负极,容量在55℃下有12.60%的衰减。在高温循环后负极表面发现了铁元素的沉积。铁元素的沉积加速了石墨电极表面膜的增厚并对电池容量的衰退产生影响。     

高密度LiFePO4/C正极材料的合成其及电化学性能研究

以Li2CO3为锂源,葡萄糖为C源,与高密度前驱体FePO4混合,采用高温固相反应法合成高密度的锂离子电池正极材料LiFePO4/C复合材料.采用X射线衍射、电子扫描显微镜和恒电流充放电对制得的LiFPO4进行了研究.结果表明,合成材料结晶完整,为均一的橄榄石型结构.C的含量在很大程度上影响LiFePO4的密度,当C的含量为3.0%(质量分数)时,所制正极材料LiFePO4/C的振实密度可达到2.14g/cm3,0.1C放电容量为121.5mAh/g,体积比容量达到260.OmAh/V.     

冷冻干燥辅助法制备具有增强储锂性能的介孔NiMoO4纳米簇

采用一种简便、绿色的冷冻干燥法制备介孔NiMoO4纳米簇.作为锂离子电池负极材料,介孔NiMoO4纳米簇展现出较高的比容量和倍率性能,在0.2 A/g的电流密度下循环100圈,其可逆容量维持在1104.8 mAh/g,每圈容量损失仅0.09％.即使在1.0 A/g和2.0 A/g的电流密度下,其可逆容量依然能分别维持在664.7mAh/g和468.4 mAh/g.此外,以介孔NiMoO4纳米簇为负极、商用LiFePO4为正极组装所得的全电池,在0.1 C(1 C=170 mA/g)下,容量稳定在152.1 mAh/g.介孔NiMoO4纳米簇电化学性能的提高与其独特的介孔结构、较短的锂离子扩散途径密切相关.本工作为设计高储锂性能多孔电极材料提供一个新的视角.     

橄榄石型结构LiFePO4锂电池正极材料实用化的障碍和途径

橄榄石型结构LiFePO4因其结构特征和潜在的低成本而有望成为下一代锂离子电池正极材料。但是要使LiFePO4商业化必须开发出适于规模化生产高性能LiFePO4正极材料的工艺。本文在综合分析LiFePO4制备方法、导电性改善及填充密度提高途径的基础上，认为可借鉴Ni-MH电池正极材料球形Ni（OH）2制备技术发展经验，从理论上深入研究LiFePO4的形成过程，通过控制橄榄石型结构LiFePO4材料的结晶度、晶粒大小及形貌、元素分布、界面结构来满足高容量、大比功率及长循环寿命的要求。