废锂离子电池共沉淀法制备CoFe_2O_4纳米晶体

以废旧锂离子电池为原料,用硫酸溶解,采用共沉淀法制备出CoFe2O4纳米晶体。借助于XRD、IR和TEM等手段,考察了煅烧温度对产品晶态及颗粒形貌的影响。结果表明:共沉淀pH值为10.0。随煅烧温度升高,产品颗粒增大,适宜的煅烧温度为700℃;所得产物的晶粒度约为32.7nm。     

一种新型的锂离子电池负极材料

在固相合成的Li4Ti5O12中添加SnO2进行改性。用循环伏安、交流阻抗谱、恒流充放电技术研究了SnO2的添加对材料的电化学性能影响。试验显示,材料改性后,当以金属锂为对电极时,首次放电容量达400.02mAh·g–1,首次库仑效率为50%;当以LiCoO2为对电极时,首次放电容量为166.27mAh·g–1,经过15次循环后,容量衰减仅为3.3%。改性后的电极材料不但提高了容量,而且能够保持原有材料的高循环性能,可用作锂离子电池的负极材料。     

锂离子电池正极材料LiNi1-xCoxO2的合成及性能

以硝酸盐为原料,用sol-gel法合成锂离子电池正极材料LiNi1-xCoxO2,采用XRD、SEM和电化学测试等方法对材料的物理化学性质以及电化学性能进行表征。结果表明,经过Co掺杂后,材料具有较高的初始放电比容量和较好循环性能。在750℃下合成的LiNi0.8Co0.2O2,在3.0~4.2 V 0.2 C下经恒电流充放电测试,其首次放电容量为170.40mAh.g–1,经过30次充放电循环后放电容量为149.86 mAh.g–1,可逆容量的保持率为89.95%。     

锂离子电池三元正极材料发展概述

综述了三元正极材料最近几年的发展状况,介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的结构特征,重点探讨了不同制备方法以及离子掺杂、表面包覆等改性手段对材料的影响,最后对未来几年三元正极材料的发展提出了建议。     

锂离子蓄电池正极材料LiFePO_4研究进展

锂离子电池正极材料正在向着高比能量、长寿命、低成本、环境友好的方向发展,LiFePO4正极材料以其结构稳定、成本低、无污染等优点成为21世纪研究重点。综述了LiFePO4的研究进展。系统地阐述了其晶体结构特征及性能,以及合成方法、掺杂导电材料和控制晶体生长制备纳米粉体等对材料性能的影响。提出了下一步可能的研究方向。     

超声辅助共沉淀法制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4及其电化学性能研究

采用超声辅助共沉淀法合成了锂离子电池用LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,借用XRD、SEM及电化学性能测试对其进行表征,研究了超声辅助对LiNi0.5Mn1.5O4的微观结构、形貌及电化学性能的影响。研究结果表明,采用超声辅助能够消除LixNi1–xO杂相,获得粒径更为均匀的纯相尖晶石结构的LiNi0.5Mn1.5O4。超声辅助能够提高LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能,在2C倍率下放电20次循环后未超声和超声辅助样品的容量保持率分别为95.05%和97.42%。     

超声辅助处理回收锂离子电池正极材料

采用超声辅助分离的方法,选取适当的有机溶剂,调整超声作用时间及超声作用后溶液静置的时间,使锂离子电池正极涂层从铝箔上溶解下来。此方法可以直接回收铝箔,与铝箔分离的含钴酸锂的涂层可以作为钴化工产品的原料。当超声波作用时间不少于20 min,超声作用后溶液静置时间不少于60 min时,100 mL的强极性溶剂DMAc可以分离14.6 g正极材料。用过的有机溶剂可以通过蒸馏回收再利用,目前其回收率约为78%。     

锂离子电池混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4电化学性能研究

采用湿法球磨制备了锂离子电池用混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电测试、循环伏安测试(CV)和电化学阻抗谱测试(EIS)方法研究了混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的电化学性能。结果表明：混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4的晶体结构完好,碳包覆的纳米LiFePO4颗粒较好地包覆在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2表面。含质量分数15% LiFePO4的混合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/LiFePO4电化学性能优良,0.2C首次充放电比容量为181.40 mAh?g–1,首次充放电效率为90.79%;1.0C循环50次后放电比容量为169.89 mAh?g–1,容量保持率为97.80%;3.0C循环5次后的放电比容量为162.22 mAh?g–1,容量保持率仍有89.43%;60 ℃高温存储7 d后,容量保持率和容量恢复率分别为86.48%和97.32%。     

锂离子二次电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的研究进展

介绍了近年来国内外LiNi0.8Co0.2O2正极材料的研究进展;重点对LiNi0.8Co0.2O2正极材料的主要合成方法、掺杂与包覆改性的研究现状和进展进行了评述;提出了目前LiNi0.8Co0.2O2正极材料尚存在的一些问题,同时对LiNi0.8Co0.2O2正极材料的发展前景进行了展望。     

镍钴酸锂的空气气氛下高温固相合成

通过改进马弗炉结构,在空气气氛下合成了LiNi0.7Co0.3O2锂离子二次电池正极材料。利用XRD、SEM和循环充放电测试等手段,研究了材料结构与电化学性能之间的关系。实验电池以C/3的电流倍率在2.7~4.2V进行恒流充放电循环,电池首次充电比容量与放电比容量分别为181mAh/g和157mAh/g,库仑效率为86.7%。经过15次循环后,放电比容量趋于稳定,库仑效率保持在98%以上。循环40次,放电比容量为122mAh/g。     

LiAl_(0.03)Mn_(1.97)O_4的流变相辅助微波合成及电化学性能

采用流变相辅助微波合成法,制备了结晶度好、纯度高的尖晶石相的锂离子电池正极材料LiAl0.03Mn1.97O4。对其进行了XRD分析和SEM研究,并与传统固相法制备的LiMn2O4和LiAl0.03Mn1.97O4进行了比较。结果表明,该合成法制备的LiAl0.03Mn1.97O4具有优良的电化学性能,用这种材料制造的电池具有比较高的首次放电容量(115 mAh/g)以及良好的可逆性和循环性能,25次循环后比容量几乎不变,保持在115 mAh/g左右。     

Structural Aspects of P2-Type Na0.67Mn0.6Ni0.2Li0.2O2 (MNL) Stabilization by Lithium Defects as a Cathode Material for Sodium-Ion Batteries

A known strategy for improving the properties of layered oxide electrodes in sodium-ion batteries is the partial substitution of transition metals by Li. Herein, the role of Li as a defect and its impact on sodium storage in P2-Na_0.67Mn_0.6Ni_0.2Li_0.2O₂ is discussed. In tandem with electrochemical studies, the electronic and atomic structure are studied using solid-state NMR, operando XRD, and density functional theory (DFT). For the as-synthesized material, Li is located in comparable amounts within the sodium and the transition metal oxide (TMO) layers. Desodiation leads to a redistribution of Li ions within the crystal lattice. During charging, Li ions from the Na layer first migrate to the TMO layer before reversing their course at low Na contents. There is little change in the lattice parameters during charging/discharging, indicating stabilization of the P2 structure. This leads to a solid-solution type storage mechanism (sloping voltage profile) and hence excellent cycle life with a capacity of 110 mAh g^-1 after 100 cycles. In contrast, the Li-free compositions Na_0.67Mn_0.6Ni_0.4O₂ and Na_0.67Mn_0.8Ni_0.2O₂ show phase transitions and a stair-case voltage profile. The capacity is found to originate from mainly Ni³⁺/Ni⁴⁺ and O^2-/O^2-δ redox processes by DFT, although a small contribution from Mn⁴⁺/Mn⁵⁺ to the capacity cannot be excluded.     

NTC热敏陶瓷用Mn0.43Ni0.9CuFe0.67O4的Pechini法合成及性能研究

采用Pechini法，成功制备了Mn0.43Ni0.9CuFe0.67O4纳米粉体。聚合前驱体在400-700℃下煅烧，采用热重-差热分析（TG-DTA）、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）、粒度分布和扫描电镜（SEM）对产物进行了表征。煅烧后，在900-1200℃烧结，测试了烧结陶瓷的电学性能参数：电阻率ρ和材料常数B。结果表明，粉体的分解温度为300℃，由无定形相开始结晶；晶体结构不同于传统NTC材料的单一尖晶体结构，而是尖晶石相和单斜CuO相组成的固溶体；单斜CuO相对陶瓷的电学性能有较大影响。烧结性质表明，最佳烧结温度为1100℃，致密度为96%，2ρ5℃为600Ω.cm，材料常数B25℃/50℃为2000。     

NTC热敏陶瓷用Mn_(0.43)Ni_(0.9)CuFe_(0.67)O_4的Pechini法合成及性能研究

采用Pechini法,成功制备了Mn0.43Ni0.9CuFe0.67O4纳米粉体。聚合前驱体在400~700℃下煅烧,采用热重-差热分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、粒度分布和扫描电镜(SEM)对产物进行了表征。煅烧后,在900~1200℃烧结,测试了烧结陶瓷的电学性能参数:电阻率ρ和材料常数B。结果表明,粉体的分解温度为300℃,由无定形相开始结晶;晶体结构不同于传统NTC材料的单一尖晶体结构,而是尖晶石相和单斜CuO相组成的固溶体;单斜CuO相对陶瓷的电学性能有较大影响。烧结性质表明,最佳烧结温度为1100℃,致密度为96%,2ρ5℃为600Ω.cm,材料常数B25℃/50℃为2000。     

MnNiCuFe系材料的聚合络合法制备及微波烧结

为了得到低B值(2100K)、高精度互换、均匀性好的NTC热敏电阻器,采用聚合络合法制备了Mn0.43Ni0.90CuFe0.67O4 NTC热敏材料的前驱体,在500℃进行热分解后获得氧化物,经不同温度微波煅烧,确定最佳温度后成型,分别进行微波烧结与常规烧结。采用TGA-DTA、FT-IR、XRD、粒度分析及SEM等手段,对材料进行表征。结果表明:微波煅烧最佳温度为650℃,陶瓷体由缺铜相和富铜相两相组成;微波烧结大大提高了元件的均匀性,成品率由常规烧结的30%提高至85%。