烧结工艺对Li_4Ti_5O_(12)改性材料电性能及综合性能影响

采用Mg~(2+)离子掺杂和碳包覆对Li_4Ti_5O_(12)(LTO)锂离子电池负极材料进行改性,研究了不同烧结温度对LTO导电性及综合性能的影响。采用XRD、SEM和循环伏安等测试手段,表征了不同掺杂和不同烧结温度对LTO结构和电化学性能的影响。结果表明:掺杂3%的Mg~(2+)同时加入质量分数为0.5%的无机碳源和10%的有机碳源时,材料在800℃下烧结12 h性能最佳;改性后明显降低了LTO的电荷转移阻抗,与纯相的LTO相比,改性后的材料倍率性能及其他综合性能都有很大的提高。0.2 C倍率条件下首次放电比容量为173 mAh/g,10 C倍率条件下放电比容量为104 mAh/g。     

球形Li_4Ti_5O_(12)/NC复合材料的制备及性能

以CH_3COOLi为锂源、Ti(OC_4H_9)_4为钛源、聚乙二醇(PEG)1000为碳源、CO(NH_2)_2为氮源,采用溶胶-凝胶法制备球形氮修饰碳(NC)包覆钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))复合材料。用XRD、X射线光电子能谱(XPS)和热重测试分析材料的晶型及元素组成,用SEM和透射电子显微镜测试分析结构。制备的材料呈球形,NC包覆未改变Li_4Ti_5O_(12)的晶型,但会导致烧结过程中部分Ti~(4+)还原成Ti~(3+)。恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试表明:NC包覆,可提高Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能,当NC包覆量为4.11%时,复合材料的循环性能最好,以1 C在0.8~2.5 V循环100次,仍保持103.5 mAh/g的比容量。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)研究进展

尖晶石型结构的钛酸锂是一种"零应变"材料,循环性能优良,充放电电压稳定,是最有应用价值的锂离子电池负极材料之一。介绍了钛酸锂材料的研究发展历程,晶体结构特点;综述了钛酸锂的几种制备方法,并对钛酸锂的掺杂改性进行了探讨和概述,提出了目前存在的问题并对其前景进行了展望。     

FePO_4包覆改善LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料高温循环性能

采用喷雾干燥法制备Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料,通过沉淀法在Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料表面包覆Fe PO4以改善Li Ni0.5Mn1.5O4材料的高温循环性能。制备了质量分数1%Fe PO4、3%Fe PO4、5%Fe PO4三种不同包覆比例的Li Ni0.5Mn1.5O4/Fe PO4材料,电化学测试结果显示质量分数1%Fe PO4包覆效果最好。X射线衍射光谱法(XRD)数据表明,Fe PO4表面包覆处理并没有影响Li Ni0.5Mn1.5O4的晶型,材料仍为尖晶石结构。电化学性能测试表明,质量分数1%Fe PO4包覆材料的高温下循环稳定性得到显著的提升,其充放电100次后比容量为120 m Ah/g,为初始比容量的96.7%,远高于未包覆材料的89.99%的容量保持率。扫描电子显微镜法(SEM)观察显示,质量分数1%Fe PO4包覆的材料中Li Ni0.5Mn1.5O4颗粒被Fe PO4均匀包覆。ICP数据表明,Fe PO4的包覆减少了Li Ni0.5Mn1.5O4材料在高温循环时锰元素和镍元素的溶解,从而提高材料的循环稳定性。     

中空Li_4Ti_5O_(12)纳米材料的合成及电化学性能

运用碳模板法制备单分散性的钛酸锂(Li4Ti5O12),采用XRD、透射电镜(TEM)和恒流充放电测试对样品的物相、形貌和电化学性能进行分析。样品是平均粒径为480 nm的尖晶石型Li4Ti5O12纯相,为中空微球。在1.0~2.5 V充放电,0.2 C的首次和第100次循环的放电比容量分别为174 m Ah/g、129 m Ah/g;依次以0.2 C、1.0 C和2.0 C在各倍率均循环20次,第60次循环的放电比容量仍有127 m Ah/g。     

Co~(3+)掺杂对Li_4Ti_5O_(12)结构及性能的影响

以钛酸正丁酯、碳酸锂和三氧化二钴为原料,采用高能球磨辅助固相法及原位包覆技术合成了负极材料尖晶石型Li4Ti4.95Co0.05O12。通过XRD、SEM、充放电和循环伏安测试等,对材料进行分析。高能球磨辅助固相法及原位包覆技术可阻止Li4Ti5O12颗粒团聚、提升颗粒的分散度;Co3+掺杂不会改变晶体结构,但提高了材料的高倍率性能及循环稳定性。在1.0～3.0 V以2.0 C、5.0 C、10.0 C和20.0 C倍率充放电,Li4Ti4.95Co0.05O12的首次放电比容量分别为146.7 mAh/g、135.5mAh/g、113.5 mAh/g和67.2 mAh/g,经过100次循环,可逆容量基本未衰减。     

高安全长寿命LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2/Li_4Ti_5O_(12)电池的制备

研制以Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2、钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))分别为正、负极活性物质,25μm厚的聚乙烯为隔膜的方形(245 mm×160 mm×6 mm)12 Ah铝塑膜软包装锂离子电池。筛选电极材料、电解液配方,并通过优化工艺制作的电池在1.5~2.7 V充放电,在常温(25℃)下以4.00 C循环6 000次的容量保持率大于98%,且不胀气;以0.50 C放电,在高温(55℃)下的容量为常温时的108.2%;最高脉冲放电比功率为2 232 W/kg。5只100%SOC电池串联进行针刺测试,不起火、不爆炸。     

水分对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2/Li_4Ti_5O_(12)电池高温性能的影响

采用LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料匹配钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))负极材料,制备8 Ah软包装锂离子电池,注液前分别烘烤24 h和36 h,电芯水分约为0.030%和0.015%,研究水分对电池高温性能的影响。与水分0.015%的电池相比,水分0.030%的电池首次库仑效率较低,极化明显。在55℃下高温搁置7 d后,电池容量保持率和恢复率结果显示:水分0.030%的电池为98.5%和99.4%,而水分0.015%的电池为99.5%和100.1%,均高于0.030%水分的电池;55℃下3 C循环(1.5~2.7 V)第2 000次时,0.030%和0.015%水分的电池容量保持率分别为87.8%和89.4%。较低的水分可提高电池在高温下的搁置和循环性能。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成与性能

采用Sol-Gel法和共沉淀法成功合成了尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电化学测试对不同合成方法对材料性能的影响进行表征。结果表明制备方法对材料的结构、形貌以及电化学性能具有较为重要的影响。     

18650型Li_4Ti_5O_(12)/LiCoO_2电池失效模式分析

采用参比电极确定18650型钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))/钴酸锂(LiCoO_2)电池在45℃下循环失效后的限容电极,对限容电极进行形貌、结构、交流阻抗及循环伏安等分析。电池失效后,充放电限容电极均为LiCoO_2正极;该电极失效的主要原因是活性物质结构被破坏,LiCoO_2的晶粒细化且内部微观应变较大,导致极片的界面性能下降及嵌脱锂动力学严重降低。     

长寿命软包装钛酸锂/锰酸锂锂离子电池性能

以钛酸锂为负极、锰酸锂为正极制作了软包装锂离子电池,分析了钛酸锂/锰酸锂电池在充放电过程中产生的气体成分,研究了影响钛酸锂电池胀气的因素,如钛酸锂材料、电解质溶液酸度、电解质溶液添加剂等。进一步开发出性能优越的35 Ah软包装钛酸锂/锰酸锂电池,该电池常温1 C循环3 000次后容量保持87%,高温55℃、1 C、1 300次循环后仍能保持85%的初始容量,并具有良好的倍率性能和搁置性能。     

锂离子蓄电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

对Li4Ti5O12 的结构与电化学性能的关系、制备方法、掺杂改性研究现状等进行了介绍。锂离子蓄电池负极材料锂钛复合氧化物———Li4Ti5O12 相对于锂电极的电位为 1.5 5V ,理论容量为 175mAh/ g ,实验容量为 15 0～ 160mAh/ g。在Li 嵌入和脱出的过程中 ,其晶型不发生改变 ,有很小的收缩和膨胀 ,体积变化小于 1% ,被称为“零应变”材料。以该材料为负极的锂离子蓄电池具有很好的循环性能 ,同时相对于石墨等碳负极 ,安全性和可靠性也得以大大改善 ,具有应用在电动汽车、储能电池等方面的优良前景 ,在全固态锂离子蓄电池的研究中也大多采用该活性材料作为负极     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究概况

对近10年来锂离子电池负极材料Li4 Ti5 O(12)研究概况如结构、合成方法、改性、应用等方面情况进行综述,以期在Li4Ti5012的商业化应用研究方面提供帮助,实现一些技术突破,为Li4Ti5O12早日应用于动力锂离子电池上做一些探索.     

Li4Ti5O12及其在锂离子动力电池中的应用前景

介绍了钦酸锂(Li4Ti5O12)的结构和特性,详细介绍了Li4Ti5O12的充放电特性、循环性能、倍率性能和低温性能.作为一种新型锂离子电池负极材料,尖晶石型Li4Ti5O12具有使用寿命长、低温性能好、安全性高等特点,适合在混合动力汽车和电动汽车上应用,但比容量、能量密度需要进一步提高,同时制作的成本需要进一步降低...     

C改性Li4Ti5O12的性能研究

采用固相法制备了C改性的Li4Ti5O12.用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了材料的结构和形貌特征.用循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电研究了材料的电化学性能.结果显示,C的加入抑制了颗粒的增大,材料晶胞产生了收缩,首次放电比容量为107.93 mAh·g-1,循环100次后容量衰减仅为3.01%.电化学阻抗表明,C的加入减小了Warburg扩散阻抗.     

负极材料Li4Ti5O12在锂离子电池中应用的进展

介绍了Li4Ti5O12的结构和电化学性能,对该材料与LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4和Li2Co0.4FeMn3.2O8等正极材料的匹配情况进行了评述。Li4Ti5O12可与上述正极材料良好地匹配,组成不同电压的锂离子电池。以Li4Ti5O12作负极材料的锂离子电池比传统锂离子电池的快速充放电性能、循环性能更好,安全性能更高,但成本有待进一步降低。     

锂离子电池负极材料钛酸锂的研究进展

介绍了锂离子电池负极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)的晶体结构、嵌锂特性、制备方法及掺杂改性的研究现状.Li4Ti5O12的电位为1.56 V(vs.Li),理论比容量为175 mAh/g,实际比容量约为165 mAh/g,在Li 嵌脱的过程中,结构几乎不发生改变.固相反应法和溶胶-凝胶法是目前主要的制备方法.通过掺杂,使材料的导电性有所改善,但不理想.振实密度低是商品化的主要障碍.     

电极材料Li_4Ti_5O_(12)制备方法研究进展

电极材料Li_4Ti_5O_(12)是一种具有"零应变"性质的负极材料,电化学性能十分优异,是锂离子电池负极材料的研究热点之一。制备Li_4Ti_5O_(12)材料的方法除了传统的高温固相合成法,还有溶胶-凝胶法、水热(溶剂热)法、高能球磨法、微波法和喷雾干燥法等。综述了近几年来Li_4Ti_5O_(12)制备方法的研究进展。     

钛酸锂材料蓄电池低温性能

采用纳米级钛酸锂材料作为负极材料,研究了不同导电剂对电极电导率的影响,并制备了10 Ah锂离子蓄电池,工作电压2.4 V,可以在低温-55℃1C放电,在-40℃1C充电,同时蓄电池显示出良好的倍率放电性能.相比传统的碳材料负极的锂离子蓄电池体系,低温放电性能更好,并且具有优良的低温充电特性.