反应温度对LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2组织结构及电化学性能的影响

在共沉淀法合成Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2的基础上制备了锂离子电池正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2.通过XRD,SEM和电化学测试对不同反应温度下LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2正极材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征.测试表明随着反应温度的提高,c/a和I(003)/I(104)值也在增加,表明温度的升高可以减少锂镍离子的混排,使层状结构更加完整,进而电化学性能也更优异.900℃下反应所得到的样品,以0.2C放电,其首次放电容量为148.3mAh/g,库伦效率最高可达9.8%.循环40个周期后容量保持率为93.9%,具有较好的电化学性能.     

水热法制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4及其电化学性能的研究

以LiOH·H2O、MnSO4·H2O和NiSO4·6H2O等为原料,采用水热法合成尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料.利用扫描电子显微镜、粉末X-射线衍射仪、电化学测试分别对材料形貌、结构和电化学性能进行表征.研究加入不同锂量和热处理对尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料的初始容量、放电平台以及循环性能的影响.结果表明:经过850℃热处理所合成的材料分布均匀、结晶和电化学性能良好.当LiOH溶液为0.162 g·mL-1时,尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料在1 C倍率电流(140 mAh g-1)条件下,首次放电比容量为111.0 mAh·g-1.且该样品的循环性能优越:经150充放电循环后的容量衰减率仅为4.5%.     

正极材料LiNi_（0.4）Mn_（0.4）Co_（0.2）O_2的制备和性能

采用草酸共沉淀法合成了锂离子正极材料LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2。用XRD、SEM和充放电实验对合成产物的结构、形貌和电化学性能进行了表征;用DSC对合成产物在不同充电状态下的热稳定性进行了研究。结果表明,采用草酸共沉淀法合成的正极材料LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2具有α-NaFeO2型层状结构,阳离子有序度高,粒度均匀适中,电化学性能良好,首次放电比容量达到158.7 mAh/g,30次循环后放电比容量还有144.8 mAh/g;过充电状态下具有良好的热稳定性。     

陈化过程对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2组织结构及电化学性能的影响

采用共沉淀法制得的不同陈化时间前驱体均由α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2两相混合组成.随着前驱体中α-Ni(OH)2相对含量增大,对应烧结产物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的峰强比I(003)/I(104)越大,层状结构越完整,阳离子混排度越小,说明α-Ni(OH)2相的存在可以抑制阳离子混排.陈化12 h前驱体制得的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2峰强比I(003)/I(104)=1.27,其首次放电容量121.9 mA·h/g,30次循环后放电容量113.1 mA·h/g,容量保持率92.8%,其质量比容量大,循环性能好.     

ZrO_2包覆对LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2结构和性能的影响

为提高锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的综合电化学性能,采用高温固相法对其表面进行ZrO_2包覆。以X射线衍射、扫描电子显微镜、电化学阻抗和电化学充放电等方法对材料进行表征。结果显示,ZrO_2可均匀分布在LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2表面而不影响其晶体结构,但对电化学性能影响明显,即首次放电容量略有降低,由168.25 mAh/g降到157.43 mAh/g;1C、2C倍率性能有较大改善,循环性能的提高尤其突出,在100周循环内,LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的容量保持率从90.68%提高到97.70%。其原因是:(1)包覆层有效避免了电解液与正极材料直接接触、抑制副反应的发生;(2)包覆过程中生成的Li_2ZrO_3提高了材料的离子导电性。该研究结果为改善锂离子电池正极材料综合电化学性能提供了简便、有效的方法。     

Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2正极材料的制备及其电化学性能

采用一步草酸盐法制备Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2富锂层状正极材料,采用X射线衍射、感应耦合等离子炬(ICP)发射光谱仪、场发射扫描电镜、透射电镜和电化学分析技术对材料的组成、结构和电化学性能进行表征与分析。结果表明:制得的富锂层状正极材料呈不规则棒状,长度为2~4 mm,直径约200 nm;其化学计量精确、层状结构发育良好、阳离子分布混合度较低;在电流密度为20 m A/g条件下,其首次放电比容量为242.4 m A·h·g-1,首次库仑效率为74.9%;当电流密度增大到1 000 m A/g时,放电容量仍可高达98.8 m A·h·g-1;在电流密度为200 m A/g充放电100个循环后,其容量保持率为76.8%。     

SOC状态对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧合成法,制备5 V级高电位的镍锰酸锂正极材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)进行表征测试,电化学工作站测试材料的电化学性能,研究尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料在不同SOC状态下对电极交流阻抗谱特征的影响.结果表明,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料是尖晶石结构,样品微观形态为八面体的结构,粒径分布均匀.CV测试表明:LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料放电平台在4.6 V和3.9 V,在SOC为60%~80%时,电池的组合电阻呈现相对比较低的状态,得到放电过程电化学特征与SOC的关系.     

LiCoO_2包覆LiNi_(0.78)Co_(0.2)Zn_(0.02)O_2锂离子电池正极材料

采用共沉淀法制备了LiCoO2包覆LiNi0.78Co0.2Zn0.02O2锂离子电池正极材料,对材料进行XRD、SEM的分析结果表明,该材料具类α-NaFeO2(R-3 m)结构,而且微观颗粒大小均匀.电化学测试结果表明,用LiCoO2进行表面包覆后比未包覆材料的初期放电比容量略有降低,但是材料的循环性能明显提高.包覆材料的首次恒流(60 mA.cm2,3.0~4.2 V,vs.Li /Li)充、放电比容量分别为243.63 mAh.g-1和204.58 mAh.g-1,首次循环效率为83.97%,200次循环后比容量仍为197.06 mAh.g-1,不可逆容量损失仅为7.52 mAh.g-1,容量保持率达到96.0%以上,具有很好的循环性能.     

纳米钙钛矿负载型催化剂La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(0.8)Mn_(0.2)O_3/γ-Al_2O_3的制备与评价

研制了一种替代净化机动车尾气所用贵金属催化剂的纳米钙钛矿型催化剂 .采用溶胶 -凝胶法制备了B位掺杂的纳米钙钛矿型复合氧化物La0 .8Sr0 .2 Co0 .8Mn0 .2 O3,并将其负载于自制的γ -Al2 O3上 ,于微反在线色谱装置上考察了负载后催化剂对丙烯腈合成反应释放气中的丙烷、CO和丙烯的氧化程度及工艺条件 .确定的最佳工艺条件为 :反应温度为 3 5 5℃ ,氧气体积分数为 89%～ 91% ,空速为 1.3× 10 3h- 1 ;在较宽松的反应条件下 ,丙烷、CO及丙烯的转化率均可达90 %以上 .结果表明 ,催化剂La0 .8Sr0 .2 Co0 .8Mn0 .2 O3/γ -Al2 O3被用于完全氧化反应具有很好的催化氧化活性 .     

Li、Al、Mg掺杂对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料晶格结构和电化学性能的影响

采用共沉淀高温固相反应法合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2(811),通过掺入Li、Mg和Al元素,并采用SEM、XRD、电化学测试,研究掺杂对材料晶体结构和电化学性能影响规律.实验结果表明:共沉淀过程中三价金属离子(Mn~(3+)、Al~(3+))出现会促使少量α-Ni(OH)2形成,而Li~+、Mg~(2+)和Al~(3+)均溶入晶格无杂相析出.高温融锂反应中,三种掺杂元素显著削弱Ni~(2+)出现数量,抑制Ni~(2+)混排进入Li~+格位,大幅提升811基体可逆容量;Mg~(2+)、Al~(3+)掺杂进一步增强基体晶格稳定性,改善其循环性能;Li~+-Al~(3+)共掺杂使之达到最佳:首次充电效率ICE超过90%,0.2C倍率下50次循环容量达195.8 m Ah/g、容量保持率为96.2%.     

花状Co_3O_4纳米材料的制备及其电化学性能

采用水热法,以硝酸钴、尿素为原料,结合后续热煅烧工艺,成功制备了纳米棒自组装的花状结构Co_3O_4,并将其作为超级电容器的电极材料.采用XRD、SEM、TEM、BET等对样品进行了形貌与结构表征.结果表明,当水热反应温度为180℃、水热反应时间为12h时,可以制备形貌均一的花状结构Co_3O_4.电化学测试结果表明,所制备的超级电容器电极材料在不同扫速下电极发生了快速、可逆氧化还原反应,并表现出较好的法拉第电容特性.因此,该花状Co_3O_4作为超级电容器电极材料具有广阔的应用前景.     

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的γ-Al_2O_3包覆及其性能

以氢氧化铝溶胶为前驱体在Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料表面制备尖晶石结构γ-Al2O3包覆层,借助XRD、SEM、TEM及电化学方法对电极材料的主要性能进行了研究。结果表明:Li Ni0.5Mn1.5O4表面γ-Al2O3包覆层形成条件为600℃下煅烧0.5 h,较佳包覆量约为3%(摩尔比);γ-Al2O3包覆层形貌完整,厚度约为5~10 nm,(311)晶面间距约0.24 nm;γ-Al2O3包覆的Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料30周充放电循环(0.2 C)后的比容量为112.1 m Ah/g,4 C倍率下的比容量为82.0 m Ah/g,容量保持率较基体分别提高了约10%和17.2%。因此,γ-Al2O3包覆层减小了Li Ni0.5Mn1.5O4与电解液的接触,有效抑制了基体与电解液之间的副反应,其电化学反应可逆性、循环稳定性及倍率性能得到了提高,有望用作动力锂离子电池正极材料。     

共沉淀法制备LaF_3表面修饰LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2及性能研究

以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为正极材料,采用共沉淀合成方法制备LaF3表面修饰LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明:经过LaF3表面修饰的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料保持了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2层状结构,其中LaF3表面修饰量为0.59%时,在电压为2.75～4.50V范围内,以0.3mA/cm2电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为172.7mAh/g,经过50周充放电循环后放电比容量为163.5mAh/g,表现出较高的初始放电比容量和良好的抗过充电性能。     

锂离子电池Si_(1.81)Co_(0.6)Cr_(0.6)Zn_(0.2)/MGS复合负极材料的制备与性能

采用两步高能球磨法制备了一种新的锂离子电池硅基复合负极材料Si1.81Co0.6Cr0.6Zn0.2/MGS.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的组成和形貌结构.电化学测试表明,Si1.81Co0.6Cr0.6Zn0.2/MGS作锂离子电池负极材料有较好的电化学性能:首次可逆容量为561 mAh.g-1,50个循环后,可逆容量的保持率为91%.Si1.81Co0.6Cr0.6Zn0.2/MGS循环性能的改善归因于电极结构在循环过程中的稳定性.     

Li_(1.52)Ni_(0.30)Mn_(0.78)Co_(0.06)O_(2.00)正极材料的电化学性能

以Li2CO3、Ni(CH3COO)2·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过直接沉淀法制备了具有α-NaFeO2型层状结构的微米Li1.52Ni0.30Mn0.78Co0.06O2.00正极材料.通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电、交流阻抗、循环伏安法等方法研究了样品的结构和电化学性能.结果表明:充电截止电压4.6V时样品的充放电性能最佳.在电流200 mAh·g-1时,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为150.2 mAh·g-1、155.0 mAh·g-1;样品的电化学反应受电荷传递阻抗和和Li+扩散的共同控制.     

锂离子电池正极材料锰掺杂LiNi_（0.8）Co_（0.2）O_2的合成及其性能

采用共沉淀法对LiNi0.8Co0.2O2进行Mn元素的掺杂改性,考察不同掺杂量对LiNi0.8Co0.2O2材料的结构和电化学性能的影响,并对LiNi0.8-xMnxCo0.2O2（0≤x≤3）进行X射线衍射和扫描电镜分析以及循环伏安测试。充放电测试结果显示：未掺杂Mn的LiNi0.8Co0.2O2材料的初始放电比容量为164.32 mAh/g,50次循环以后为161.86 mAh/g。经掺Mn后LiNi0.8Co0.2O2材料的初始放电比容量为163.13 mAh/g,并且50次循环以后还能保持在162.33 mAh/g左右,效率达到99%以上。研究表明,掺Mn后的LiNi0.8Co0.2O2材料具有更加稳定的层状结构,并且其循环性能得到很大程度的提高。     

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2研究进展

评述了锂离子电池正极材料层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的最新研究进展,阐述其结构特征和存在的优缺点,介绍LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的制备方法,以及离子掺杂和包覆改性对该正极材料性能的影响,展望其发展方向.     

Al_2O_3包覆对富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2的电化学性能影响

采用水热法合成富锂三元正极材料,探究了最佳包覆比例下Al_2O_3包覆对材料的电化学性能影响.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了富锂三元正极材料的表面形貌和结构,通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)技术分析了材料电化学性的影响因素.结果表明,通过异丙醇铝水解制得了氧化铝包覆层,提高了材料的比容量,稳定了材料的结构.     

Nd_(0.6-x)BaxSr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)-30%Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合阴极材料的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶法制备了Nd0.6-xBaxSr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,NBSCF)粉体与电解质粉体Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC).利用X射线衍射仪、热膨胀仪分别对材料的晶体结构和烧结陶瓷体的热膨胀系数(TEC)进行表征.以不同组分的NBSCF-30%SDC为复合阴极,以SDC为电解质,用交流阻抗法测试了550～750℃范围内对称电极的极化电阻.结果表明,合成的NBSCF粉体均形成了单相正交钙钛矿结构.随着Ba含量的增加,材料的热膨胀系数增大,复合阴极的极化电阻减小.当x=0.20时,NBSCF-30%SDC复合阴极的极化电阻最小,750℃时为0.032Ω.cm2.     

LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2+LiMn_2O_4/软碳体系电池的研究

选用锰酸锂(Li Mn2O4)、复合镍钴锰酸锂(Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2)按不同比例混合作为正极,软碳作为负极材料,制备复合镍钴锰酸锂与锰酸锂混合型锂离子全电池(简称混合型锂离子全电池),选择质量分数为15%,35%的Li Mn2O4与Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2混合作为正极活性物质进行实验,研究Li Mn2O4对锂离子全电池充放电性能、安全性能、倍率放电性能、脉冲功率特性等的影响。结果表明:Li Mn2O4质量分数为35%时,既提升了锂离子全电池的电性能,又保证了其较高的安全性能;常温下电流为1I1(I1代表1 h率放电电流)充放电循环预计寿命可达到1 500周,55℃高温下电流为0.5I1充放电循环335周容量保持在92%以上;在放电深度(DOD)10%~80%内10 s脉冲充放电状态下,混合型锂离子全电池阻抗均在9 mΩ以下,50%DOD时的10 s放电比功率在700 W/kg以上。