铁氰化钾/碳用作锂二次电池正极材料

用SEM、循环伏安和充放电测试对用作锂二次电池正极的铁氰化钾[K3Fe(CN)6]/碳(C)复合材料进行分析.在充放电过程中,复合材料在3.05 V/2.95 V经历液相电化学过程,在3.64 V/3.55 V经历固相电化学过程.复合材料在2.0～4.0V充放电,0.5C倍率时的可逆比容量为71.4 mAh/g;10.0 C倍率时的放电容量保持率为73％;2.0 C倍率循环700次的容量保持率在80％以上,容量的衰减主要发生在固态电化学过程.     

纳米SnO2和SnO的制备及其电化学性能

用流变相法制备了锂离子电池负极材料纳米SnO2和SnO.用恒流充放电和慢扫描循环伏安等方法考察了试样的电化学性能,结果表明:试样的循环性能和贮锂容量对充放电电压区间很敏感;当充放电电压区间在0.01～1.20 V时,Li/SnO2(SnO)电池的首次贮锂容量都超过了600 mAh/g,循环20次后的容量保持率分别可达90%和83%.     

高电压锂离子电池正极材料的制备和性能

以50%Mn(NO3)2溶液、Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3、NH4HCO3和LiOH·H2O为反应物质,采用湿化学法制备了材料LiNi0.5Mn1.5O4和LiFe0.5Mn1.5O4.它们为尖晶石结构,晶胞参数a分别为0.816 5 nm和0.824 6 nm.在电流密度为0.3 mA/cm2,充放电电压为3.5～5.0 V条件下,LiM0.5Mn1.5O4(M=Ni,Fe)的充放电曲线在4.7 V以上都出现了一个充放电平台,首次放电容量分别为140mAh/g和105 mAh/g;循环50次后,容量保持率分别为95.7%和90.5%.     

氧化还原溶胶-凝胶法制备LiCoO2

首次采用氧化还原溶胶 -凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiCoO2 ,并采用电化学测试 ,XRD ,TEM ,SEM和BET对其进行了表征。考察了Li/Co摩尔比对材料首次充放电容量的影响 ,比较了不同合成方法对材料比表面积的影响。结果表明 :Li/Co摩尔比应不小于 1。由本方法制备的LiCoO2 正极材料具有较高的首次充放电比容量和可逆放电容量 ,完整而稳定的层状结构 ,均匀的粒径分布和较小的平均粒径 (3 5 0nm )以及较大的比表面积。在充放电速率不大于 0 .5C和电压在 3 0～ 4 2 5V范围内时 ,材料具有良好的循环性能。循环 10 0次后 ,容量保持率高达 96 3 %。     

微波合成法制备LiFePO4及其电化学性能

分别以草酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为锂源、铁源和磷源,苯蒽二元共聚物为还原剂合成前驱体,采用微波合成的方法制备了锂离子电池正极材料LiFePO4。采用扫描电镜(SEM)对产物进行物相表征,并采用恒流充放电的方法考察了样品作为锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明,650℃下制备的样品为纯橄榄石结构的LiFePO4,颗粒粒度为1～2μm;在2.5～4.2V电压范围内以0.2C倍率充放电时,首次放电比容量达到158.3mAh/g,经过20次充放电循环容量仍保持为157.9mAh/g,具有较好的倍率放电性能和容量保持能力。     

锂离子蓄电池材料LiNi0.7Co0.2Mn0.1O2的制备与性能

采用共沉淀-高温固相合成工艺,将20%(质量分数)的Co和10%(质量分数)的Mn同时掺入,成功地在空气气氛中合成出了层状结构的多元正极材料LiNi0.7Co0.2Mn0.1O2.循环伏安曲线的测试结果表明,Co和Mn的同时掺入抑制了LiNiO2充放电过程中的相变,提高了材料的循环性能.在0.2 C倍率下2.8～4.3 V电压区间内进行充放电测试,结果表明,850℃下处理得到的样品前10次容量几乎没有衰减,均在150 mAh/g左右,循环50次后容量仍然保持在140 mAh/g以上.将充电截止电位提高至4.4 V后,前10次的放电比容量可达170 mAh/g.     

微波合成法制备LiFePO4及其电化学性能

分别以草酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为锂源、铁源和磷源,苯蒽二元共聚物为还原剂合成前驱体,采用微波合成的方法制备了锂离子电池正极材料LiFePO4。采用扫描电镜(SEM)对产物进行物相表征,并采用恒流充放电的方法考察了样品作为锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明,650℃下制备的样品为纯橄榄石结构的LiFePO4,颗粒粒度为1～2μm;在2.5～4.2 V电压范围内以0.2 C充放电时,首次放电比容量达到158.3 mAh/g,经过20次充放电循环容量仍保持为157.9 mAh/g,具有较好的倍率放电性能和容量保持能力。     

高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成与电化学性能研究

采用高温固相法在不同条件下合成了一系列球形LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,并通过XRD、SEM、TEM、EDS等表征手段对其物相结构、形貌以及电化学性能进行了研究.结果表明,Li/Me(摩尔比)为1.07时合成的正极材料结晶良好,结构稳定,以0.2 C倍率在2.8～4.3 V电压范围内的首次放电比容量为200.4 mAh/g,首次充放电效率为86.7％,1 C放电比容量为189.5 mAh/g,50次循环之后的放电比容量为178.3 mAh/g,此时容量保持率高达94.1％.继续循环至100次比容量还有145.7 mAh/g,容量保持率为76.9％.     

锂离子蓄电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的合成

采用Pechini预燃烧法制备锂离子蓄电池正极材料尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4,将生成的聚合物前驱体在开放的空气中点燃,燃烧后的粉料在550～850℃中焙烧8h得到最终产物。研究了焙烧温度以及冷却速度对合成产物组成结构以及电化学性能的影响。结果表明在600℃焙烧8h,冷却速度为0.5℃/min,所得试样的电化学性能最好:在4.7V时,首次充放电容量为103mAh/g和100mAh/g,15次循环放电容量保持95.2%;在3.0V时,首次充放电容量为145mAh/g和134mAh/g,15次循环放电容量保持91.5%;2.6～4.9V范围内总的充放电容量为250mAh/g和242.5mAh/g,15次循环放电容量保持88.4%。     

终止电压对锂离子电池循环性能的影响

研究了充放电终止电压对磷酸铁锂(LiFePO4)正极锂离子电池循环性能的影响.将充电上限电压从3.65 V提高到4.00V,电池放电容量增加较少,对循环时容量衰减速率的影响也很小;将放电终止电压从2.50 V降低到2.00 V,电池放电容量增加,但循环时容量的衰减加快.将放电终止电压降低到2.00V,将增大电池内阻的增幅.LiFePO4正极锂离子电池组在串联使用时,单体电池充电电压允许提升至4.00 V,但必须控制放电时的终止电压,防止过放电.     

LiMn2O4/LiCoO2共混对锂离子电池性能的影响

将LiMn2O4和LiCoO2在强力混合机中混合均匀,获得均匀的共混正极材料。通过电化学测试研究了LiMn2O4/LiCoO2两种电极材料混合比例对锂离子电池循环性能的影响,并比较了LiMn2O4与LiCoO2混合前后在常温和高温环境下循环性能的差异。实验结果表明:在LiMn2O4与LiCoO2共混后制得的锂离子电池在常温和高温环境下都具有良好的循环性能。     

从不合格锂离子蓄电池中直接回收钴酸锂

研究了一种从不合格锂离子蓄电池正极片中直接回收钴酸锂的新工艺。先将LiCoO2从铝箔上分离开,然后再在高温下除去正极片中的聚偏氟乙烯(PVDF)和碳粉等杂质,得到最后的粉末样品,并运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析技术对最后得到的样品进行了微观形貌与晶相结构的研究。结果发现,最后得到的钴酸锂中只含有少量的Co3O4杂质,经分析碳和氟的含量分别为0.018%和0.021%。SEM表明,样品表面光滑,颗粒细小均匀。     

中间相炭微球-LiCoO2锂离子蓄电池性能研究

通过对AA型中间相炭微球(MCMB)- LiCoO2锂离子蓄电池及以MCMB为负极、LiCoO2为正极、金属锂为参比电极的AA型三电极锂离子蓄电池的性能测试及正负极对锂参比电极的电位测试,并结合双电极模拟电池的交流阻抗实验,研究了MCMB- LiCoO2锂离子蓄电池的性能及其容量衰减的原因。结果表明:在室温条件下,电池的1 C放电容量达600 mAh,并具有较好的循环性能和倍率特性。电池的倍率特性和容量衰减主要受正极控制。     

LiCoO2样品的消解及溶液中钴含量的测定

研究了多种消解试剂对LiCoO2样品的消解情况。并通过电位返滴定和EDTA配位返滴定分析了消解后的溶液中钴的价态及含量。结果表明,用浓盐酸并加热至微沸能完全消解LiCoO2样品。消解机理主要是将LiCoO2还原为Co^2＋,离解成Co^2＋占次要地位。EDTA配位返滴定测得LiCoO2消解液中钴的回收率可达（99.40±3．96）％。     

锂二次电池正极材料的液相合成

研究了用液相法合成锂离子电池正极材料LiCoO2的制备工艺、结构和性能。研究表明,液相法合成的LiCoO2首次充电容量160mAh／g,放电容量145mAh／g,充放电效率为90．6％。另外,采用本工艺合成的LiCoO2正极活性材料性能稳定,工艺简单、操作方便,适合批量生产。     

锂离子二次电池正极材料的研制进展

综述了锂离子二次电池正极材料的研究进展,着重叙述了ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４及被修饰的ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４正极材料的合成方法。     

LiCoO2的TiO2包覆原理探索研究

文献中对LiCoO2材料的表面包覆已经进行大量的报道,清晰显示LiCoO2的表面改性对材料循环性能产生了重要正性效应。然而,材料的包覆原理和作用机制直到目前仍然模糊不清,没有一个确定统一定论。采用溶胶-凝胶法,结合TiO2与LiCoO2体相反应的研究结果,详细地研究了TiO2对LiCoO2的包覆效应,建议了可能包覆原理和作用机制。     

高性能LiCoO2的制备与性能表征

采用特殊共沉淀法制备出了类球形碱式碳酸钴,通过一系列煅烧工艺,最终制得高性能LiCoO2材料.同时与国内常规生产工艺,即以草酸钴为主要原料最终制得的LiCoO2材料进行了对比和分析.结果表明,以碱式碳酸钴为主要原料制备的LiCoO2材料:I003/I104、I006/I104和I006/I003值大、结晶度高、晶粒尺寸大、密度大、比表面积小、压实性能优良,具有较高的比容量和优异的循环稳定性.     

LiCoO2的电化学性能和过充特性研究

以两种具有不同粒径、比表面积和振实密度的LiCoO2为正极材料,组装053048型锂离子电池,研究其电化学性能、1.0 C/12 V过充特性及其过充机理.结果表明:LiCoO2比表面积对过充测试结果影响很大;比表面大、细颗粒多的LICoO2,过充测试时产生较多的活性反应位置,导致电池发生热失控、爆炸.正极材料的晶体结构和振实密度对过充特性也有影响.D50小的LiCoO2经过100次循环后,容量保持率＞95%,3.6 V平台＞82%,表现出良好的电化学性能.     

低热固相反应法制备纳米LiCoO 2的研究(Ⅱ)纳米LiCoO2的电化学性能

采用恒流充放、循环伏安及交流阻抗实验对低热固相反应法制备的纳米LiCoO2 的电化学性能进行了研究。发现纳米LiCoO2 初始放电性能不佳 ,但其循环稳定性较好 ,放电电压平台较高 (3.9V) ;纳米LiCoO2 以最佳配比(7.5 % )加入普通LiCoO2 中得到的混合样初始容量有所提高 ,放电电压平台较高 ,循环稳定性更好 ,适合作为锂离子电池正极材料。对纳米LiCoO2 样成分进行了分析 ,探讨了最佳混合样D2 电性能良好的机理