高性能锂离子电池正极材料LiFePO_4/C的制备及表征

采用喷雾干燥-高温固相法合成Li Fe1-xMgxPO4-yFy/C(x=0.02;y=0,0.02)正极材料,并进行了物理性质和电化学性能测试。结果表明,掺杂后的样品均为橄榄石结构,粉末颗粒形貌为多孔状球形。Li Fe_(0.98)Mg_(0.02)PO_(3.98)F_(0.02)/C表现出最好的电化学性能,0.1C首次放电比容量和库伦效率分别为158.9m Ah/g和93.5%;1C放电比容量为145m Ah/g,循环50次后容量保持率为98.9%。与LiFePO_4/C和Li Fe_(0.98)Mg_(0.02)PO_4/C相比,Li Fe0.98Mg_(0.02)PO_(3.98)F_(0.02)/C具有更高的比容量、更稳定的循环性能和更好的倍率性能。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

通过分析LiFePO4的橄榄石结构特点,介绍了近年来的各种制备方法及其改进途径,其中优化工艺、包覆和掺杂是提高材料性能的主要方法。认为LiFePO4目前还存在批次稳定性的产业化瓶颈,其作为动力型锂离子电池正极材料具有最广阔的应用前景。     

溶胶凝胶法锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备及表征

研究了以氢氧化锂和醋酸锰为原料 ,用溶胶—凝胶法制备作为锂离子二次电池的正极材料的Liy Crx Mn2 -x O4 ( x=0 .0 5,0 .0 8,0 .1 2 ;y=1 .0 0 ,1 .0 5,1 .1 0 )。用 X射线衍射法对样品进行分析 ,证实其结构仍然是尖晶石结构。实验结果显示 ,对于尖晶石 Li1.0 5Cr0 .0 5Mn1.95O4 的最佳热合成温度是750℃ ,而合成 Liy Crx Mn2 -x O4 样品的晶体学参数和电化学性能在很大程度上受锂和铬的含量的影响。综合考虑循环寿命和容量密度 ,Li1.0 5Cr0 .0 5Mn1.95O4 的性能最好。循环性能的改善主要是因为掺杂后结构更稳定。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备

对制备橄榄石型锂离子电池正极材料LiFePO4进行了实验研究,采用固相合成法合成了LiFePO4和掺杂碳的LiFePO4正极材料。分析测试结果表明:掺杂碳的LiFePO4作为正极材料具有良好的电化学性能,在0.1C倍率下放电,其室温初始放电容量为130mA·h/g,循环10次后几乎没有衰减。     

静电纺丝法制备高性能富锂锰基正极材料

为解决富锂锰基材料首圈效率低,倍率性能差的缺陷,采用静电纺丝法制备了Li_(1.2)[Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2富锂锰基正极材料。实验结果表明,通过静电纺丝法制备的纳米纤维材料具有三维立体结构和更大的比表面积,提高反应活性并降低了锂离子传导阻抗,从而使得材料的倍率性能和放电容量得到了改善。在5 C倍率下,纺丝纤维放电比容量为175 mA·h/g,而沉淀颗粒仅为154 mA·h/g。此外,首圈效率和放电容量也得到了提升,从72.87%提升至81.93%,以上表明静电纺丝法制备的富锂锰基材料具有更优异的性能。     

两步碳包覆工艺制备锂离子电池正极复合材料LiFePO_4/C

以FePO4·2H2O和葡萄糖为原料,进行初次碳包覆合成Fe2P2O7/C,然后将Fe2P2O7/C和Li2CO3按比例混合,加入一定量的葡萄糖,于氩气气氛炉中升温到一定温度下保温,制得LiFePO4/C复合材料。文章详细考察了合成条件对LiFePO4/C材料晶体结构、物理和电化学性能的影响,结果表明优化工艺条件为:温度为650℃,合成时间为8h以及第二次碳源添加量为1.5g。在最优条件下LiFePO4/C在0.1C倍率下首次放电比容量有157.4mAh/g,0.2C、0.5C、1C和2C倍率下放电比容量分别为153.7mAh/g、147.2mAh/g、140.0mAh/g、128.0mAh/g,具有良好的电化学性能。     

冷冻干燥法制备高性能电池级正极材料磷酸铁锂

以LiOH·H_2O为Li源,FeNO_3·9H_2O为Fe源,NH_4H_2PO_4提供磷酸根,柠檬酸作为碳源和螯合剂进行配料,采用简单的制备工艺冷冻干燥法合成了电池级正极材料磷酸铁锂粉末。通过XRD物相表征、电池充放电和循环伏安等测试手段探究了烧结工艺对碳包覆磷酸铁锂(LiFePO_4/C)正极材料的结晶性及电化学性能的影响。结果表明,煅烧温度为750℃时获得的正极材料LiFePO_4/C电化学性能表现最好,在不同电流密度下0.1C、0.2C、1C、2C和5C的放电比容量分别为150.5、142.2、128.1、117.8和105.4 mAh/g。     

LiFePO4／Cu复合正极材料的制备及电化学性能

将高温固相法制备的LiFePO4高度分散在含有KNaC4H4O6的CuSO4水溶液中,利用非电解沉积法还原出溶液中的金属Cu,制备出了LiFePO4/Cu复合正极材料。采用XRD、恒流充放电及交流阻抗对材料的晶体结构和电化学性能进行了研究。结果表明:LiFePO4/Cu复合材料保持了橄榄石型LiFePO4的晶体结构,其电化学性能大大优于纯相LiFePO4。0.5C和1.0C倍率下的首次放电比容量分别为118 mAh/g和113 mAh/g,远高于纯相LiFePO4的首次放电比容量,其电荷转移电阻比纯相LiFePO4减少了约26Ω。     

共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiFePO4

采用共沉淀法制备橄榄石结构的LiFePO4锂离子电池正极材料,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试等方法对其结构、表观形貌及电化学性能进行了分析研究.结果表明,该方法制备的LiFePO4为均一的橄榄石型晶体结构,颗粒微细;低倍率下充放电测试比容量可达126.3 mA·h/g;循环性能良好,充放电100次循环后,容量损失率仅为9.4%.     

Zn4Sb3高性能热电材料的制备

A "reaction-extrusion process" has been developed to prepare Zn4Sb3 bulk materials with high thermoelectric performance.The synthesis,densification,and shape-forming of Zn4Sb3 bulk materials were realized simultaneously in one hot-extrusion process,and the resulting extrudates had high density with single β-Zn4Sb3 phase.A large extrusion ratio and a small punch speed are advantageous to enhance thermoelectric performance.The extruded Zn4Sb3 materials exhibited excellent thermoelectric performance,for example,the dimensionless thermoelectric figure of merit is 1.77 at 623 K,which is 36% higher compared to conventional hot-pressed materials.On the other hand,the incorporation of 1% SiC nanosized particles into Zn4Sb3 matrix leads to improvements in both thermoelectric and mechanical properties.     

水热法制备V2O5作为高性能锂离子电池正极材料

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大等优点。目前,主流的正极材料如LiFePO4等存在理论容量低等问题,难以满足需求。V2O5具有层状结构,能够有效嵌锂,是一类新型的锂离子电池正极材料。但V2O5作为锂离子电池正极材料时循环稳定性较差,限制了其应用。采用水热法制备二维结构的V2O5纳米片材料,将其作为锂离子电池的正极材料,并与商业V2O5进行对比。测试表明,V2O5纳米片呈现片层状结构,粒径大小在130~280 nm,在循环伏安测试中有三对比较明显的氧化还原峰,经50次循环后V2O5纳米片可逆容量达到227 mAh/g,与第二圈的放电容量相比,容量保持率为89%,证明V2O5纳米片的储锂性能良好。     

微波法制备锂离子电池正极材料LiFePO4的研究

采用微波法制备锂离子电池正极材料LiFePO4，通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、循环伏安和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表观形貌及电化学性能进行表征，考察了葡萄糖、导电碳黑等不同碳源对目标材料性能的影响。结果表明，采用微波法能快速简便地制备出均相LiFePO4；于0．1C倍率下，以葡萄糖作为碳源的正极材料首次放电比容量可达131．1mA·h／g，充放电30次循环后，容量损失率为2．1％；以导电炭黑作为碳源的正极材料首次放电比容量为118．3mA·h／g，充放电30次循环后，容量损失率为5．2％。     

稀土Ce掺杂LiFePO_4正极材料的制备与电化学性能研究

采用水热法制备了掺杂稀土Ce的LiFe_(1-x)Ce_xPO_4/C(x=0,0.01,0.03,0.05)正极材料,并通过一系列系统的测试对所制备材料进行电化学性能研究。XRD图谱表明,掺杂稀土1%~5%Ce(摩尔分数)未改变LiFePO_4的橄榄石型晶体结构,但扩大了晶胞体积,有利于Li~+的脱嵌。SEM分析结果进一步表明,稀土Ce的掺杂具有细化晶粒的作用,可有效缩短Li~+的扩散和迁移途径。在2.0~4.0V电位范围内,随着稀土Ce掺杂量的增加,0.1C倍率下的LiFe_(1-x)Ce_xPO_4/C初始放电比容量先升高后下降,在x=0.03时达到最高,放电比容量为144.1mA·h/g,比未掺杂Ce的提高17.4%,且其循环50次后容量保持率为95.0%。EIS和CV测试结果表明,LiFe_(1-x)Ce_xPO_4/C(x=0.03)具有最低的电荷迁移电阻,且样品在0.1C倍率下循环50次后氧化还原峰明显,说明样品结构稳定,可逆反应特性良好。     

LnSrCoO4稀土复合催化材料制备与表征

首次采用聚乙二醇凝胶法制备了Co系类钙钛矿LnSrCoO4(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu) 复合氧化物,研究了稀土对催化剂的结构和催化性能的影响,考察了它们对 CO和C3H8 的氧化反应活性,并运用XRD、BET、TPD等方法对催化剂进行了表征.结果表明该类复合氧化物具有K2NiF4结构,它们的结构和催化性能随稀土不同而变化,其中以LaSrCoO4催化活性最好,这是由LaSrCoO4的晶格氧更易移动、Co3+离子含量更高,氧空位和反应时化学吸附氧更多所致.     

锂离子电池正极材料LiNiO2的制备及修饰

详细综述了锂离子电池正极材料锂镍氧的制备方法,探讨了不同离子对的掺杂改性作用和表面修饰对材料性能的影响.如果严格控制合成条件、优化合成工艺,可以合成近乎化学计量的LiNiO2.通过混合掺杂改性和表面修饰,可以制备出循环性能好、充放电容量大、热稳定性高的锂镍氧正极材料.     

锂离子电池正极材料LiMnPO4材料研究现状

4种橄榄石结构磷酸盐中,磷酸亚铁锂的研究比较多,目前其性能可以达到130mAh／g以上,工作电压是3．4V。虽然其容量比较高,但是和钴酸锂相比,优势不是很明显：苛刻的合成条件导致其成品价格很贵,能量密度也不具有优势。相比之下,磷酸锰锂不仅原材料成本低,合成条件也温和,电压平台是4．1V,和钴酸锂相同,使得其应用更具有潜力。     

纳米氧化锆喷涂材料的制备及表征

采用聚合物网络法制备了具有纳米结构的氧化锆粉体,将粉末进行了喷雾干燥球形化制粒及等离子致密化处理。结果表明采用该方法制备的纳米结构的氧化锆粉末松装密度高、流动性好,表面光亮,有利于提高涂层的综合性能。     

电池正极材料纳米氢氧化镍的制备新进展

综述了电池正极材料纳米氢氧化镍的几种制备方法及其工艺条件和主要特点，描述了纳米氢氧化镍的结构特征及电化学性能，探讨了转化温度、表面活性剂、反应物浓度以及硝酸根离子对形成纳米氢氧化镍颗粒尺寸与形貌的影响，指出纳米氢氧化镍作为电池正极材料具有光明的前景，但对生产技术还需进一步研究。     

锂离子电池正极材料的制备研究现状

叙述了锂离子电池正极材料LiC0O2、LiNiO2：LiMn2O4及锂钒氧化物的合成方法；概述了铝、镍、钛等某些掺杂元素对LiC0O2、LiNiO2、LiMn2O4、锂钒氧化物的容量和循环性能影响。通过对LiC0O2、LiNiO2、LiMn2O4及锂钒氧化物的结构、充放电容量等性能分析和合成原料成本的分析，认为LiMn2O4及锂钒氧化物有望成为新一代优良的锂离子电池正极材料。     

锂离子电池球形正极材料的制备研究进展

锂离子电池正极材料-LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4的粉末颗粒形貌直接影响到材料的电化学性能,由于球形粉体颗粒间的堆积空隙较少,粉体堆积密度较高,会使锂离子电池的电化学性能得到进一步的提高,因此球形化是锂离子电池正极材料的重要发展方向.本文主要介绍了锂离子电池球形LiCoO2、LiNiO2派生物、LiMn2O4正极材料的制备方法,并对这些球形正极材料的电化学性能同相应的非球形正极材料进行了比较,希望能够为锂离子电池材料的研究者提供借鉴.