锂离子电池负极材料多孔Li4Ti5O12/C的制备与表征

将钛源、锂源和碳源三种化合物一起球磨湿混成均匀浆料,再依次经过喷雾干燥和高温煅烧制得晶粒表面包覆纳米碳层的多孔球形钛酸锂(Li4Ti5O12)材料.通过XRD、SEM、TEM、BET和电化学性能测试等分析手段表明,合成出的Li4Ti5O12/C材料为纳米一次粒子(晶粒)组成的球形二次粒子(颗粒),具有较大的比表面积,达到39.5 m2/g;在0.1C、1.0C和5.0C倍率下的首次放电比容量分别达到172.2、168.2和153.6 mAh/g,并表现出优良的循环性能.晶粒表面包覆碳的多孔Li4Ti5O12材料具有明显的高倍率性能和循环稳定性优势.     

非对称电化学电容器用新型Li4Ti5O12的制备与研究

采用新的溶胶凝胶工艺,即在溶胶中加入活性炭与柠檬酸、聚乙烯醇和聚乙二醇等添加剂,制得具有尖晶石结构的新型准纳米晶Li4Ti5O12.测试表明,加入活性炭和聚乙二醇制备出的材料性能最优异,首次嵌脱锂效率可达99.2%,20mA/g电流条件下的可逆嵌锂容量为122.1mAh/g,嵌脱锂平台非常稳定.将其制成嵌锂电极后与活性炭电极构成新型的Li4Ti5O12/AC非对称电化学电容器.电化学测试表明,在20mA/g电流条件下,其Li4Ti5O12电极比电容量为103.5mAh/g,充放电效率达96%,充放电曲线的对称性、线性保持较好,电容器内阻小,大电流充放电性能突出.     

石墨掺杂钛酸锂负极材料的合成及性能研究

以钛酸锂,二氧化钛,石墨为原料采用固相烧结法制备了Li4Ti5O12/graphite复合材料。采用X-射线衍射、扫描电镜和电化学测试等对合成产物进行了表征。结果表明制得的Li4Ti5O12/graphite复合材料的首次可逆容量达到152mAh/g;在0.2C倍率下,经160次循环后,容量仍能保持111.5mAh/g。与纯Li4Ti5O12相比,Li4Ti5O12/graphite复合材料具有更高的可逆容量,表现出较好的循环性能,是一种优良的锂离子电池负极材料。     

精细化砂磨制备纳米Li_4Ti_5O_(12)电极材料及其电化学性能研究

在固相法合成纳米Li4Ti5O12电极材料的过程中采用精细化砂磨技术,研究发现砂磨处理时间是影响纳米Li4Ti5O12微观结构和电化学性能的关键因素,XRD表明砂磨处理后Li4Ti5O12仍为尖晶石结构,粒度分布和SEM照片显示经过精细化砂磨处理后,Li4Ti5O12颗粒平均粒径由500 nm减小为370 nm,粒径分布也更加均匀;电化学性能评价结果显示,砂磨处理可使Li4Ti5O12电极材料倍率比容量增大约10~20 mAh/g,高倍率下增幅较低倍率更大,100次循环容量基本无衰减,稳定性很好。     

锂离子电池负极材料球形钛酸锂的合成及性能

以3.98mol/L的四氯化钛为前驱体溶液,采用内凝胶法制备了具有尖晶石结构的球形钛酸锂(Li4Ti5O12)粉末。通过XRD、SEM及电化学性能测试等分析手段表明,合成的Li4Ti5O12材料均为纳米一次粒子(晶粒)组成的球形二次粒子(颗粒),且具有较大的比表面积。以这种流动性好、粒径分布均匀、结晶度好的球形钛酸锂为正极材料和Li片为负极材料组成的锂离子电池具有平稳的充放电电压平台和优异的循环性能。在1.0~2.5V充放电,其首次放电容量为173.8mAh/g,经30次充放电循环后,其放电比容量仍有170.2mAh/g。     

水热法合成钛酸锂纳米片材料及其锂离子电池性能研究

以钛酸丁酯、氢氧化锂为原料,通过水热法一步合成钛酸锂纳米片,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构和形貌进行了表征,并对其锂离子电池性能进行了测试。结果表明,通过该法得到的产品呈片状形貌,是尖晶石型钛酸锂Li4Ti5O12,表现出良好的电池性能。室温下,以0.2 C的电流密度进行充放电,其首次充放电容量达169 mA·h/g,且具有较好的循环稳定性,20次循环后容量保持率达98%。     

AC+Li（NiCoMn）O2/Li4Ti5O12+MWCNTs混合型电容器EI北大核心CSCD

以钛酸锂(Li 4Ti 5O 12)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料为负极、活性炭(AC)/镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O 2)复合材料为正极,组装成混合型电容器并研究其电化学性能。利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),拉曼光谱仪(Raman),热重分析仪(TGA)对电极材料进行分析,通过恒流充放电(GCD)和交流阻抗谱(EIS)研究混合型电容器的电化学性能。结果表明:掺杂适量MWCNTs和镍钴锰酸锂可提高电容器的电化学性能。当MWCNTs质量分数为5%时,在电流密度为0.1 A/g下恒流充放电时比容量达161.5 mAh/g。在0.1~1 A/g时,最大功率密度和最大能量密度分别为993.2 W/kg和52.2 Wh/kg。5000周次恒流充放电循环后,容量保持率在92.2%左右,库仑效率仍有99.1%,展现出较高的能量密度和功率密度,并具有优异的循环性能。     

高分散纳米晶Li_4Ti_5O_(12)电极材料的制备及电化学性能的研究

以月桂酸为分散剂,采用无水溶胶-凝胶法合成了高分散的Li4Ti5O12纳米晶.采用XRD、SEM、TG-DSC、激光粒度分析仪、交流阻抗以及恒流充放电测试,对材料的形貌、结构和电化学性能进行表征.结果表明,煅烧温度对Li4Ti5O12的结晶度、微观形貌及其电化学性能有显著的影响.800℃下热处理10h后的产物,颗粒尺寸细小均匀,约在120~275nm之间,显示出优异的电化学性能.在0.5和1C倍率下,首次放电比容量分别可达174.7和163.3mAh/g,经过50次放电循环后,放电容量循环性能优异.研究表明该高分散纳米颗粒的合成方法是适合制备高电化学性能的Li4Ti5O12材料的工艺方法.     

溶胶-凝胶法合成纳米Li4Ti5O12负极材料及其电化学性能研究

以醋酸锂、钛酸四丁酯为原材料,聚乙二醇6000为分散剂,通过溶胶-凝胶法合成Li4Ti5O12前驱体,考察了烧结温度与保温时间对材料电化学性能的影响。实验结果表明烧结制度对Li4Ti5O12的结晶度、微观形貌及电化学性能有显著的影响,以聚乙二醇为表面活性剂,前驱体在700℃的较低温度下保温10h即可得到纯净尖晶石型Li4Ti5O12相,产物颗粒细小均匀,结晶度好,尺寸在100～380nm之间,并显示出良好的电化学性能和倍率性能：在0.1以及5C下首次放电比容量达到164和127mAh/g,经50次循环后仍保持在162和120mAh/g,表现出了优异的循环性能。     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的结构和性能

合成了锂离子电池负极材料钛酸锂(Li4TisO12),并将结构单一、组成较纯的钛酸锂负极材料组装成电池,研究了合成温度对钛酸锂结构及物种的影响.结果表明,合成温度低于650℃时生成两种结构的TiO2,严重影响了钛酸锂的结构,合成温度高于650℃时TiO2逐渐消失,在800℃保温24 h之后得到单相Li4Ti5O12,电化学性能良好.     

Li4Ti5O12／C复合负极材料的一步固相合成及不同碳源的影响

采用固相合成的方法，以Li2CO3，TiO2为原料，分别以葡萄糖、柠檬酸、聚丙烯及三者的混合物作为碳源一步烧结合成了亚微米级的Li4Ti5O12／c复合负极材料,XRD结果显示其具有理想的尖晶石结构。研究结果表明，以葡萄糖作为碳源制备的Li4Ti5O12／c材料的性能最佳，其碳含量最高，为2．07％，0.5c和1c倍率下的放电容量分别达到了220和191mAh／g。     

Preparation and electrochemical performance of hyper-networked Li4Ti5O12/carbon hybrid nanofiber sheets for a battery-supercapacitor hybrid system

Hyper-networked Li(4)Ti(5)O(12)/carbon hybrid nanofiber sheets that contain both a faradaically rechargeable battery-type component, namely Li(4)Ti(5)O(12), and a non-faradaically rechargeable supercapacitor-type component, namely N-enriched carbon, are prepared by electrospinning and their dual function as a negative electrode of lithium-ion batteries (LIBs) and a capacitor is tested for a new class of hybrid energy storage (denoted BatCap). An aqueous solution composed of polyvinylpyrrolidone, lithium hydroxide, titanium(IV) bis(ammonium-lactato)dihydroxide and ammonium persulfate is electrospun to obtain hyper-networked nanofiber sheets. Next, the sheets are exposed to pyrrole monomer vapor to prepare the polypyrrole-coated nanofiber sheets (PPy-HNS). The hyper-networked Li(4)Ti(5)O(12)/N-enriched carbon hybrid nanofiber sheets (LTO/C-HNS) are then obtained by a stepwise heat treatment of the PPy-HNS. The LTO/C-HNS deliver a specific capacity of 135 mAh g(-1) at 4000 mA g(-1) as a negative electrode for LIBs. In addition, potentiodynamic experiments are performed using a full cell with activated carbon (AC) as the positive electrode and LTO/C-HNS as the negative electrode to estimate the capacitance properties. This new asymmetric electrode system exhibits a high energy density of 91 W kg(-1) and 22 W kg(-1) at power densities of 50 W kg(-1) and 4000 W kg(-1), respectively, which are superior to the values observed for the AC [symbol: see text] AC symmetric electrode system.     

钛离子掺杂对LiFePO4结构和性能的影响

为提高LiFePO4的充放电性能，用Ti（Ⅳ）对LiFePO4进行掺杂．用电化学方法测量了Li1-xTixFePO4的充放电性能，用X射线衍射和里特沃尔特方法表征了掺杂LiFePO4的晶体结构．固相反应可以制备单相Li1-xTixFePO4（x=0．00、0．01、0．02、0．03、0．05和0．07，摩尔分数），其中Li0．98Ti0．02FePO4具有更好的电化学性能，在80mA／g的充放电电流下，第2次的放电比容量为136．606mAh／g，循环20次后为128．388mAh／g．研究表明，少量钛离子掺杂不仅改变了原子间距和位置、引起晶胞收缩，而且增加了LiFePO4中Fe^3＋／Fe^2＋共存态的浓度，提高了材料的导电能力，从而能有效地提高LiFePO4的比容量和循环性能．     

表面活性剂对溶胶-凝胶法合成LiFePO4电化学性能的影响

以不同锂盐与柠檬酸铁为原料,采用溶胶-凝胶法制备LiFePO4,并讨论在前躯体中加入表面活性剂对LiFePO4性能的影响.结合XRD、SEM和充放电测试等手段对材料性能进行表征.结果表明,表面活性剂可以抑制杂质相Li4P2O7的出现,得到颗粒尺寸较小的LiFePO4,在0.1C倍率下其首次放电比容量可达123.5mAh/g,循环10次后容量仅衰减2.4%.     

Li_4Ti_5O_(12)的溶胶-凝胶合成及性能研究

研究了一种制备锂离子电池负极材料的Li4Ti5O12新工艺.以醋酸锂和钛酸丁酯为原料,异丙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备前驱体,再通过一定的热处理后制备了锂离子电池负极材料Li4Ti5O12采用XRD、SEM及电化学性能测试等分析手段考察了不同热处理温度对产品性能的影响.结果发现,经过850℃热处理24h后得到的产品粒径分布均匀、结晶度好;并且表现出较好的电化学性能,在1～2.5V之间充放电,0.1、1.0和2.0C首次放电比容量分别达到174.5、154.9和124.38mAh/g,并且大电流充放电时具有较好的循环性能.研究表明该方法是适合制备高活性的Li4Ti5O12工艺方法.     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12合成与改性的研究进展

钛酸锂(Li4Ti5O12)是一种“零应变”材料,在充放电过程中不会形成锂枝晶,消除了过充电对电池的安全隐患。本文系统的介绍了钛酸锂的制备方法和结构改性。在钛酸锂的合成方面固相法相对较为简单,生产效率高,较为适合工业中大批量生产,溶胶凝胶法则较为复杂,但得到的钛酸锂材料相对来说纯度、结晶度也比较高。在钛酸锂材料改性方面,纳米化、球化、多孔化都是以增大材料表面积提高材料的比容量;金属及离子掺杂改性主要是为了提高材料的导电性,其中不同的金属离子对材料的比容量有不同的影响。材料的表面复合改性是一种综合改性手段,是在提高材料比容量的同时提高材料导电性的一种改性手段。     

纳米Li2MnSiO4正极材料的高压水热法制备及其电化学特性

采用高压水热法制备锂离子电池正极材料Li 2MnSiO 4,研究压强、反应温度和前驱体浓度对合成Li 2MnSiO 4的影响,并进一步研究碳包覆前后Li 2MnSiO 4的电化学性能。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、充放电测试和交流阻抗等方法对样品的结构、形貌和电化学性能进行表征分析。结果表明:采用水热法在高压高温条件下可以合成高纯度的Li 2MnSiO 4材料,提高前驱体浓度有助于形成粒径较小的Li 2MnSiO 4纳米颗粒。电化学性能测试显示碳包覆后的 Li 2MnSiO 4/C比Li 2MnSiO 4具有更高的比容量,在0.1C (电流密度为33.3mA·g -1 )下首次放电比容量可达178.6mAh·g -1 ,循环50次后放电比容量为97.1mAh·g -1 ,容量保持率为54.4%。同时,Li 2MnSiO 4/C还具有比Li 2MnSiO 4更小的电荷转移阻抗和更高的锂离子扩散系数。     

Layered Li0.88[Li0.18Co0.33Mn0.49]O2 nanowires for fast and high capacity Li-Ion storage material

Layered Li0.88[Li0.18Co0.33Mn0.49]O2 nanowires are prepared using Co0.4Mn0.6O2 nanowires and lithium nitrate as precursors at 200 degrees C via a hydrothermal method for fast and high capacity Li-ion storage material. The obtained nanowires exhibit a reversible capacity of 230 mAh/g between 2 and 4.8 V, even at the high current rate of 3600 mA/g.     

机械活化辅助固相法合成LiFePO4-C材料及性能

为研究机械活化处理对原料形貌和终产物电化学性能的影响,通过机械化学活化辅助固相法,以碳酸锂(Li2CO3)、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)和草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)为原料,蔗糖为碳源,合成LiFePO4-C复合材料.利用X射线衍射、扫描电镜、LAND电池测试系统等对合成材料进行表征和电化学性能检测.结果表明,通过机械活化,原料达到微米级的均匀混合和充分接触,提高了反应活性,利于传质过程和高温固相反应,获得颗粒细小均匀、结晶良好的LiFePO4-C材料,放电比容量为146.93 mA·h/g(充放电倍率为0.2 C),40次循环后放电比容量为143.40 mA·h/g,容量保持率为97％.