Al掺杂对LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2三元材料性能的影响

采用共沉淀法制备了Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2前驱体,再通过高温固相法制备了不同Al掺杂量(0,1％,2％和3％)(摩尔分数)的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)三元材料.通过XRD、SEM和恒流充放电测试等对NCM622三元材料的物相结构、微观形貌和电化学性能等进行了分析.结果表明,所...     

Li1.104Mn0.56Ni0.24O2富锂锰基材料Al3+掺杂研究

针对富锂锰基材料容量保持率不高,倍率性能不好等问题,以Al2O3作为Al源,通过高温固相法制备A13+掺杂的Li1.104-3xAlxMn0.56Ni0.24O2（0≤x≤0.01）正极材料。XRD结果表明掺杂的Al3+成功代替部分Li+进入到富锂锰基正极材料的晶格中。电化学性能测试表明A13+掺杂抑制了Li1.104Mn0.56Ni0.24O2材料在循环过程中电压衰减,同时提高了它的循环性能和倍率性能。Li1.0965Al0.0025Mn0.56Ni0.24O2材料在0.2 C电流密度下循环100次后,放电比容量为234.42 mA·h/g,其容量保持率高达86.32%,而未掺杂的Li1.104Mn0.56Ni0.24O2材料容量保持率仅为67.27%。     

锂离子电池正极材料Li1.07Ni0.4Mn0.53O2的合成及电化学性能

采用氢氧化物共沉淀法制备出Ni0.43Mn0.57(OH)2前驱体,与Li2CO3混合制备了锂离子电池正极材料Li1.07Ni0.4Mn0.53O2,利用SEM、XRD对所得试样的形貌和晶体结构进行了表征,并研究了材料的电化学性能。结果表明:950℃下保温16h所得Li1.07Ni0.4Mn0.53O2具有良好的倍率性能和循环稳定性,2.75~4.2V、90mA/g(0.5C)下Li1.07Ni0.4Mn0.53O2的首次放电比容量达到127.11mAh/g,100次循环后容量保持率为98.99%。     

富锂型锂离子电池正极材料的合成及性能研究

以LiAc·2H2O、Mn(Ac)2·4H2O、Ni(Ac)2·4H2O为原料,采用水溶液法合成锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2和Li1.2Ni0.3Mn0.5O2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所得样品的结构和形貌进行表征,并测试了该材料的电化学性能。结果表明,样品LiNi0.5Mn0.5O2首次放电比容量能达到125.6mAh/g,经过30周循环以后,放电比容量为111.2mAh/g,容量保持率为96.2%;而富锂样品Li1.2Ni0.3Mn0.5O2首次放电比容量能达到187.2mAh/g,经过30周循环以后放电比容量为184.5mAh/g,容量保持率为98.6%,远高于富锂前样品。另外,富锂后的样品Li1.2Ni0.3Mn0.5O2倍率性能优于富锂前。     

类单晶正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2的制备与表征

采用共沉淀-高温固相法制备了类单晶正极材料镍钴锰酸锂(LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)。通过XRD、SEM、恒流充放电测试等对合成样品的结构、形貌及电化学性能进行了测试与表征。结果表明,该样品具有良好的α-NaFeO2层状结构,形貌为类单晶,并显示出良好的电化学性能。在3.0~4.2V电压区间内,软包全电池0.2C的放电比容量可达162.2mAh/g;45℃下1C倍率循环412周后,其容量保持率仍有83.84%。     

新型三元锂离子正极材料Li_2Ru_(1/3)Co_(1/3)M_(1/3)O_3的合成及其电化学性能

利用高温固相反应法制备了新型三元锂离子电池正极材料Li2Ru1/3Co1/3M1/3O3(M=Mn、Ni、Fe)。通过X射线衍射技术和电化学性能测试对Li2Ru1/3Co1/3M1/3O3的微观结构及其电化学性能进行了表征。研究结果表明,Li2Ru1/3Co1/3Ni1/3O3和Li2Ru1/3Co1/3Fe1/3O3为六方层状结构,空间群为R-3M,而Li2Ru1/3Co1/3Mn1/3O3保持了单斜结构;电化学性能测试表明Li2Ru1/3Co1/3Mn1/3O3的电化学性能优于掺杂Fe和Ni的三元材料,该材料具有良好的循环性能,在电流密度为16 m A/g情况下,首次充电容量达到190 m Ah/g,首次放电容量为171 m Ah/g,50次循环后容量保持率为98%。     

高密度正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.44)Ni_(0.18)Co_(0.18)]O_2的制备及其结构与性能

用共沉淀法结合高温固相法制备了Li[Li0.2Mn0.44Ni0.18Co0.18]O2锂离子电池用富锂正极材料。用XRD结合Rietveld精修、SEM和电化学测试等对材料的结构和性能进行了研究。结果表明:该材料具有良好的α-NaFeO2型层状结构,其中,Li和Ni、Co、Mn共同随机占据3b位;3a位的Li+和3b位的Ni 2+约3%发生混排,互相占位;该材料的振实密度高、比表面积小;首次放电容量可达187.3mAh/g,0.5C倍率下,经20次循环后材料的容量保持率为72%。     

草酸盐共沉淀法制备Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2-xFx正极材料及电化学性能

采用草酸盐共沉淀法合成了锂离子电池用Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2-xFx(x=0,0.03,0.05,0.1)粉末材料,考察了掺杂氟对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2结构与性能的影响。采用XRD、SEM和电池充放电循环测试方法等表征了Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2-xFx材料的结构与性能。结构表明,950℃焙烧10h制备的Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O1.97F0.03材料具有较好的层状结构与综合电化学性能,阳离子混合度小、六角晶格有序性高,颗粒的平均粒径为2～3μm。I003/I104为1.29,R值为0.42,首次放电容量为141.7mA·h/g(2.8～4.2V,0.2C倍率),首次充放电容量效率为82.4%,0.2C倍率循环30次后的放电容量为首次放电容量的95.6%。     

富锂材料0.6Li[Li_(1/3)Mn_(2/3)]O_2-0.4LiMO_2的制备及其电化学性能

通过共沉淀法制备得到不同钴镍锰比例的M(OH)2(M=Ni,Mn,Co)前驱体,经配锂焙烧合成富锂锰基锂离子电池正极材料0.6Li[Li1/3Mn2/3]O2-0.4LiMO2。XRD测试结果表明材料具有α-NaFeO2层状晶体结构,SEM结果显示材料粒径在200~400nm。当Ni∶Mn∶Co=5∶2∶3,得到的富锂锰基氧化物0.6Li[Li1/3Mn2/3]O2-0.4Li(Ni0.5Mn0.2Co0.3)O2材料在2.0~4.6V范围内,表现出优良的循环性能,循环30次后,容量保持率为92.8%。     

层状Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2材料的合成及性能研究

以Li2CO3,Ni(OH)2,MnCO3,TiO2为原料,采用高温固相合成法制备了层状Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2.通过X射线衍射确定了不同钛掺杂量样品的相组成.用扫描电镜对组织形貌进行了观测.对用所制样品组装的电池的充放电和循环性能进行了测试.实验结果得出:所制备的Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2的结构为α-NaFeO2型层状结构,当x=0.02时,Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2的首次放电容量为161 mA·h/g,25次循环后容量仍保持在144 mA·h/g,具有较高的比容量和良好的循环性.     

氢氧化物共沉淀法合成LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2及其性能研究

以氢氧化物共沉淀法合成了Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2前驱体,然后以Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2和LiOH为原料,合成出了层状结构的锂离子电池正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2.通过XRD、SEM和电化学测试对LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征.结果表明,800℃烧结12h合成的样品粒度大小分布比较均匀,以0.2C充放电,其首次放电容量为148mAh·g-1,循环30次后容量为136mAh·g-1.     

掺杂Fe3+对高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4结构和性能的影响

以Li2CO3、MnO2、NiO、FeC2O4·2H2O为原料,用高温固相法合成了尖晶石结构的LiNi0.5Mn1.5O4/LiNi0.5Mn1.45Fe0.05O4锂离子电池正极材料;并对合成的样品进行XRD、SEM及电化学性能测试。结果表明:引入Fe3+可以提高材料的结构稳定性,并且改善了材料的导电性,一定程度上减缓材料的容量衰减,LiNi0.5Mn1.45Fe0.05O4表现出较好的电化学性能,0.2C倍率下经20次充放电循环,未掺杂样品与掺杂样品的放电比容量分别为115.4mAh/g和120.1mAh/g,容量保持率由92.1%提高到96.5%。     

锂离子电池正极材料Li(Ni,Co,Mn)O_2的研究进展

Li(Ni,Co,Mn)O2作为锂离子电池正极材料成为目前国内外研究热点。综述了Li(Ni,Co,Mn)O2正极材料的结构特点,以及近几年国内的研究现状,包括材料的制备与合成方法和表面修饰与掺杂改性。并展望了Li(Ni,Co,Mn)O2正极材料的应用前景。     

Mn2+掺杂对V2O5纳米材料结构与电化学性能的影响

以V2O5粉末、H2O2和Mn(CH3COO)2·4H2O为原料,采用水热法制备了纳米结构的锂离子电池阴极材料Mnx V2O5。运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和扫描电镜(SEM)测试对制备的材料进行结构和形貌表征,并利用充放电测试和交流阻抗测试研究了样品的电化学性能。结果表明:随着锰掺杂量的增加,V2O5的正交晶型层状结构未发生改变,其层间距逐渐扩大,形貌由纳米短棒状向纳米带簇状变化。电化学测试表明:Mn2+掺杂提高了V2O5的电化学性能,其首次充放电效率由70.8%提高到90%以上;Mn0.01V2O5经过90次充放电循环后,其容量仍为192.2 mAh/g。Mn2+掺杂对V2O5电极材料的离子电导率有影响,Mn0.02V2O5离子电导率由未掺杂时的6.27×10-4S/cm提高到1.58×10-3S/cm。     

掺杂球形Li1+xV3O8的制备及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶和喷雾干燥相结合的方法合成了掺杂Mn和Co的球形Li1 xV3O8材料．选取Mn和Co作为掺杂元素，并且通过实验确定掺杂的量以1％为最佳．考察了不同热处理温度对掺杂Li1 xV3O8晶体结构与电化学性能的影响．对掺杂后的样品进行了XRD、SEM及电化学性能测试研究．结果表明，掺杂对样品的形貌和结构没有产生影响，350℃热处理温度下制备的掺杂Li1 xV3O8样品在常温下的循环性能有了较大的改善，其中掺CO后的样品性能改善最为显著．     

Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2@V_2O_5核壳复合材料的制备及其电化学性能

采用溶胶-凝胶技术在富锂锰基固溶体Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2表面包覆V2O5,制备了Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2@V2O5核壳复合材料。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察其形貌,X射线衍射(XRD)分析确定其结构。结果显示,结晶态的V2O5均匀包覆在类球形Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2颗粒表面,Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2材料的晶体结构在包覆前后保持不变。X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,该核壳复合材料首次充电时,锂离子嵌入V2O5包覆层。电化学测试结果表明,表面包覆15%V2O5的核壳复合材料具有最佳的电化学性能:0.1C倍率下放电比容量为276 mAh/g,首次充放电库仑效率达到94%,50次循环后容量保持率达89%。     

新型层状Li-Ni-Mn-O锂离子电池正极材料的研究

对近几年有关层状Li-Ni-Mn-O作为锂离子电池新型正极材料的研究进行了系统分析.比较了不同的合成方法及组成对材料性能的影响.对层状Li-Ni-Mn-O的结构研究及LixMnyNi1-yO2中Ni和Mn的价态研究做了系统分析与比较.其中LiNi1/2Mn1/2O2和LiNi0.2Li0.2Mn0.6O2是比较好的;超额Li对材料性能有利.对层状Li-Ni-Mn-O性能的改进提出了进一步改进的措施;认为应该发展低温合成方法及步骤尽量少的共沉淀法和简单燃烧法,优化和降低Ni的含量,掺杂一种或多种高价金属元素是很有前途的方法.     

铝掺杂的富锂正极材料Li[Li0.2Mn0.4Fe0.3Al0.1]O2的合成及电化学性能研究

用共沉淀法合成了用铝掺杂的铁部分取代锰的富锂正极材料Li[Li0.2Mn0.4Fe0.3Al0.1]O2。采用XRD、SEM、电化学测试等方法对样品进行表征。结果表明,与Li[Li0.2Mn0.45Fe0.35]O2相比,Li[Li0.2Mn0.4Fe0.3Al0.1]O2具有较好的电化学性能,其初始容量达到241mAh/g左右,经50次充放电循环后,容量衰减率在7%左右。     

层状正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13-xAlx]O2的合成及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成层状正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13-xAlx]O2(x=0,0.05,0.13)。用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)和充放电测试等手段对产物的结构及电化学性能进行了表征。结果表明:采用溶胶-凝胶法在900℃空气氛围下煅烧12h制备的Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.08Al0.05]O2晶型较好,具有α-NaFeO2型层状结构。室温,2.0～4.8V下,0.1C倍率下最高放电比容量达到268.3mAh/g,0.2C倍率下循环50次后比容量依然高达238.1mAh/g,具有良好的电化学性能。     

Al3+掺杂对Li1.02Mn2O4结构和电化学性能的影响

用固相法合成了Li1.02AlxMn2-xO4(x=0.0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.30)锂离子电池正极材料,研究了Al3+对尖晶石型Li1.02Mn2O4的结构及电化学性能的影响.结果表明,当掺杂量x小于0.2时,没有出现杂相,掺杂量为0.3时,出现杂相Al2O3;Al3+的掺入能稳定晶体结构,使材料在充放过程中很好地保持稳定,减弱Li+的能级分裂,改善材料的耐过充性能.当x=0.15时,初始最高容量为118.7 mAh·g-1,160次循环容量衰减至113.8 mAh·g-1,容量保持率为95.8%.Al3+的加入使材料的电导率降低,但材料结构更加稳定,循环性能变得更好.