LiFePO4前驱体FePO4的制备及性能

以FeSO4、H3PO4和H2O2为原料,通过控制反应温度、pH值、FeSO4与H3PO4的物质的量比等反应条件,合成了前驱体FePO4.在氩气气氛中煅烧FePO4、Li2CO3和葡萄糖的混合物,制备了LiFePO4.充放电测试表明:LiFePO4样品具有3.4 V的放电电压平台,在0.1 C倍率下的首次充放电比容量分别为154.1 mAh/g和146.5 mAh/g.     

多孔前驱体渗碳制备LiFePO4/C

用控制结晶法制备了多孔前驱体FePO4·xH2O,将葡萄糖和Li2CO3渗入到前驱体中,然后通过碳热还原反应合成LiFePO4/C.采用XRD、SEM、恒流充放电和交流阻抗等方法对样品进行了研究.反应剩余的碳分布在LiFePO4颗粒的内部及表面,提高了材料的电化学性能.在620℃下合成的LiFePO4/C的0.1C、0.5C和1C首次放电比容量分别为156mAh/g、139mAh/g和136mAh/g,循环30次后的容量衰减率仅为0.64%、2.16%和4.41%.该样品虽然含碳9.74%,但振实密度仍有1.20g/cm3.     

NH4FePO4·H2O半固相法制备LiFePO4/C

制备了NH4FePO4·H2O,再用半固相法制得LiFePO4/C.用XRD、SEM、恒流充放电测试及交流阻抗谱等方法,研究了样品的结构、形貌及电化学性能.样品的结晶度高、粒径均匀,含碳量为1.09%;0.2 C循环的最高放电比容量为139.5mAh/g,放电平台为3.2 V,循环性能良好.增大极化电压(2.7～4.1V),正极反应由扩散控制逐渐转向动力学控制.     

FePO4为铁源时合成时间对LiFePO4/C性能的影响

以FeSO4.7H2O,H3PO4,H2O2和NH3.H2O为原料合成纳米化的FePO4.1.5H2O,并将Li2CO3、FePO4.1.5H2O和葡萄糖混合球磨,在800℃下通过碳热还原合成LiFePO4/C。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试研究了相同温度下,不同合成时间LiFePO4/C样品的结构、形貌及电化学性能。结果表明:在800℃12 h下合成的样品具有最佳的电化学性能,在0.2C(1C=150mAh/g)倍率下放电,首次放电比容量为142.7mAh/g,经过20次充放电循环后容量基本保持不变。     

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.     

蜂窝结构球形LiFePO4/C的制备及性能

以FeSO4·7H2O、H3PO4和氨水为原料,采用控制结晶法制备前驱体NH4FePO4·H2O,然后与LiCO3、葡萄糖混合,通过高温(800℃)烧结18 h,合成锂离子电池正极材料球形LiFePO4/C.LiFePO4/C二次颗粒为球形蜂窝状结构,具有3.0 V左右的放电电压平台.样品的碳含量为5%,在0.1 C下的首次充、放电比容量分别为163 mAh/g和153 mAh/g,100次循环后的放电比容量为123 mAh/g.     

高密度球形LiFePO4的合成及性能

通过控制结晶法制备球形前驱体FePO_4·xH_2O,经过预烧得到高密度的FePO_4,与Li_2CO_3和葡萄糖均匀混合,采用碳热还原法合成锂离子蓄电池正极材料球形磷酸铁锂(LiFePO_4)。用X光衍射和扫描电镜分析对FePO_4和LiFePO_4的结构进行了表征。充放电测试表明LiFePO_4具有3.4V放电电压平台,在0.1mA/cm2电流密度条件下,首次充电比容量为146.9mAh/g,放电比容量为129.7mAh/g。该球形LiFePO4粉末的振实密度高达1.8g/cm3,首次放电比容量高达233.5mAh/cm3,远高于一般非球形LiFePO_4正极材料。     

LiFePO4-LiMn2O4混合正极材料对电池性能的影响

通过微波反应合成具有亚微米尺寸的LiFePO4/C复合材料,并将LiFePO4/C和通过高温固相法合成的LiMn2O4按照一定的质量比均匀混合用作锂离子电池正极材料.电池充放电测试表明电池的循环性能随着LiFePO4量的增加逐渐变好,当LiFePO4与LiMn2O4的质量比在3∶2时电池具有较好的循环性能和较高的比功率.交流阻抗测试表明二者混合试用可以有效地降低电极过程的电荷传递电阻.最后分析了循环性能提高的原因.     

正极材料LiFePO4/C的制备与性能

通过机械活化、高温固相反应,合成了LiFePO4/C复合正极材料.XRD、粒度分布和SEM表明:材料为纯相的橄榄石型,碳包覆使材料的二次颗粒尺寸有所减小.电化学性能测试结果表明:碳包覆能有效降低材料的电化学极化.在2.6～4.5 V的充放电范围内,LiFePO4/C以0.2 C放电的首次可逆容量为135.41 mAh/...     

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。     

Co掺杂对LiFePO4结构及电化学性能的影响

采用两段加热高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiFe1-xCoxPO4(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08),采用XRD、SEM、四探针法和恒电流充放电等方法研究了材料的结构和电化学性能,结果表明:LiFe1-xCoxPO4样品具有与LiFePO4相同的橄榄石结构;相对LiFePO4,LiFe1-xCoxPO4样品的充放电平台没有明显变化,电导率可提高4～6个数量级.LiFe0.94Co0.06PO4样品的性能较好,0.1 C下的首次放电比容量可达到137 mAh/g,30次循环后的容量保持率为87.6%.     

LiFePO4正极材料的合成与电化学性能研究

采用固相反应合成了LiFePO4正极材料,研究了抑制Fe2 氧化以及产物粒径长大对产物充放电性能的影响。制备样品分别用XRD、FT-IR、SEM进行表征。在添加20%乙炔黑、纯氮气氛下、600℃烧结24h可制得单一物相的LiFePO4粉末。在2.5～4.3V(vs.Li)范围内,测量了不同扫描速度(0.06、0.1、0.2mV/s)对循环伏安的影响。结果表明制备材料有良好的Li 脱嵌性能、LiFePO4中的Fe2 /Fe3 氧化还原反应是一个准可逆体系。在2.7～4.0V(vs.Li)范围内,以15mA/g电流密度放电,首次放电比容量可达到147mAh/g,且电压平台好,放电反应表现出典型的两相行为。     

以炭黑为碳源制备多孔球形LiFePO4／C材料

以炭黑为碳源,采用喷雾干燥一碳热还原法（SDCTM）制备了多孔隙球形LiFePO4／C正极材料。研究了不同炭黑加入量对LiFePO4／C结晶性能、颗粒形貌、放电比容量和循环稳定性等性能的影响。结果表明：炭黑含量的增加有利于优化一次颗粒形貌,促进LiFePO4的结晶,提高其放电比容量、首次放电效率及容量保持率等电化学性能。当炭黑加入量X=2．5时,球形LiFePO4／C正极材料粒径在10μm左右,其一次颗粒粒径平均在200n／n左右,比表面积达4．15m2／g,碳含量12．0％wt。在室温下,0．1C充放电下,放电比容量为131．7mAh／g,首次放电效率为90．8％,30次循环后容量保持率为96．2％。在4C充放电下,仍有65．7mAh／g的可逆比容量,且显示了良好的充放电性能。     

Mg掺杂对LiFePO4材料电化学性能的影响

采用固相反应法合成了锂离子蓄电池正极材料LiFePO_4。为了改进LiFePO_4的高倍率充放电性能,我们采用Mg对其进行了体掺杂。通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)分析以及电化学测试等手段,研究了Mg掺杂对材料的结构和电化学性能的影响。研究结果表明,Mg的加入不仅会提高材料的比容量,而且还降低了材料在充放电过程中的极化电位。但在Mg替代Fe的同时,材料的晶胞体积减小,可能会造成离子导电的降低。研究发现,当Mg的掺杂量为10%(摩尔百分数)时,材料表现出较优的电化学性能,比容量可以提高到129mAh/g。当Mg掺杂量达到20%时,比容量下降到108mAh/g,且高倍率性能较差。     

几种LiFePO_4正极材料的表征及电化学性能研究

利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等测试方法研究了三种磷酸铁锂样品(三个厂家提供)的结晶度、形貌、粒径和电化学性能的关系。结果表明,磷酸铁锂的结晶度、形貌和粒径大小对其放电容量、循环寿命、倍率特性有较大影响。样品1的结晶性好,由纳米级的一次粒子团聚而成的二次粒子的大小适宜,因此用样品1制备的18650型电池具有放电容量高、循环稳定性好、8 C放电时的容量保持率高的性能特点。     

LiFePO_4/C正极材料的制备及电化学性能

以甘氨酸为络合剂,蔗糖为碳源,采用溶胶-凝胶法制备了LiFePO4、LiFePO4/C正极材料。利用TG、XRD、SEM测试技术对材料的热稳定性、物相结构、形貌进行表征。结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C都具有单一的橄榄石型晶体结构,与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更小的颗粒粒径和更好的电化学性能,以0.1 C、0.5 C倍率放电,首次放电比容量分别为157.5、140.7 mAh/g,循环20次后容量保持为152.4、130.2 mAh/g。