不同碳源掺杂磷酸亚铁锂正极材料电化学性能研究

采用液相共沉淀-固相焙烧合成了橄榄石型磷酸亚铁锂(LiFePO4)正极材料,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒流充放电测试等方法对产物物相结构、表观形貌和电化学性能进行了表征和分析.纯相材料首次放电比容量达到90.6 mA·h/g,循环5次后,放电比容量为75.94 mA·h/g.为解决首次放电比容量低下以及材料循环性能差的问题,采取不同碳源掺杂对材料进行改进,最后得到LiFePO4/C复合正极材料,0.05 C首次放电比容量达到158.8 mA·h/g.     

磷酸铁锂改性制备工艺的研究

以柠檬酸作为分散剂,采用胶凝胶法制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂,采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)和电化学手段对目标材料进行了结构表征和性能测试。考察了碳改性过程中蔗糖加入量、后期煅烧时间及金属离子Zr4+掺杂改性对合成材料充放电性能的影响。结果表明,合成产物为橄榄石型磷酸亚铁锂,碳改性和Zr4+离子能有效控制颗粒长大,提升材料的电化学性能;加入60%蔗糖,掺杂锆离子,650℃烧结18 h制备的磷酸亚铁锂的可逆性好,0.2C放电比容量达到162 mAh·g-1。     

球形、纳米和多孔磷酸亚铁锂的研究进展

橄榄石结构的磷酸亚铁锂,因其具有相对高的理论容量和工作电压而成为最有前途的锂电池候选正极材料之一.球形磷酸亚铁锂活性粒子与其他形貌的活性粒子相比,具有振实密度高,体积能量密度大,易于涂敷等诸多优点;纳米、多孔磷酸亚铁锂都能够极大地提高活性粒子的表面积,增大活性粒子的有效电化学接触面积,继而提高活性粒子的电子传导率和离子传导率,所以通过制备球形、纳米、多孔磷酸亚铁锂活性粒子来改善其电化学性能成为磷酸亚铁锂正极材料的研究热点之一.从制备方法、碳包覆模型、锂离子扩散模型、颗粒半径与有效电化学接触点对磷酸亚铁锂正极材料的电化学性能的影响等方面,对球形、纳米和多孔磷酸亚铁锂近年来在国内外的研究情况进行了综述.     

钠离子电池正极材料碳包覆磷酸钒钠的合成及电化学性能研究

磷酸钒钠材料是钠离子电池的理想正极材料,但其较低的电子导电率导致了较差的倍率性能和长循环性能。采用EDTA作为碳源,溶胶凝胶法合成碳包覆的磷酸钒钠复合材料。XRD和FTIR测试表明合成的磷酸钒钠晶相纯度较高;扫描和透射电镜分析结果表明合成的材料颗粒尺寸为微米级,碳主要包覆在磷酸钒钠颗粒的表面;当电压为2.3～2.8V、EDTA与磷酸钒钠物质的量之比为3∶3时,样品表现出较好的电化学性能,0.1 C下的初始容量为108.1 m A·h/g,接近理论容量。在1 C下循环600周后容量为93.2 mA·h/g;10 C下循环500周后的容量79.1 m A·h/g,容量保持率为91.23%。     

磷酸亚铁锂的高效液相制备工艺研究

采用前驱体液相共沉淀法制备出橄榄石结构的磷酸亚铁锂样品。工艺条件相对宽松,便于材料的制备和产品品质一致性的控制。通过对实验样品进行X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜（SEM）观察、电化学性能测试,表明制备的磷酸亚铁锂样品为纯相橄榄石结构,微观形貌为直径为1~2 μm的球形,在室温下首次放电比容量在135 mA•h/g左右,20次循环后容量保持率为96.3%。     

锰酸锂掺杂磷酸亚铁锂电芯性能研究

对锂与锰酸锂复合正极材料的合成和电化学性能进行了研究。将磷酸亚铁锂与镍钴锰酸锂按照一定质量比混合后得到复合正极材料。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试等方法对复合正极材料进行了表征。发现该复合材料结合了磷酸亚铁锂和锰酸锂的优点,表现出优异的电化学性能。     

钛酸锂/石墨烯复合材料及电化学性能

通过固相法制备出钛酸锂(LTO)样品,再将LTO和氧化石墨烯通过水热法制得钛酸锂/还原石墨烯复合材料(LTO-RGO)。通过XRD、SEM、TEM对材料的结构、形貌进行表征,并进行充放电性能测试、交流阻抗测试来检测其电化学性能。结果表明,石墨烯对钛酸锂进行包覆处理不影响钛酸锂材料的晶型结构、无杂相出现。钛酸锂/石墨烯复合材料表现出了比钛酸锂材料更为优异的电化学性能,0.2C倍率下的放电比容量为208.7mA·h/g,50次循环后容量保持率为98.10%;20C倍率下的放电比容量为136.1mA·h/g。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂制备方法研究进展

单斜结构的磷酸钒锂[Li₃V₂（PO₄）₃]材料与其他锂离子电池正极材料相比具有较高的工作电压（3.0~4.8 V）、良好的离子迁移率和优良的热稳定性,是一种具有竞争优势和发展前景的大功率锂离子电池正极材料,成为了近年来研究的热点。综述了锂离子电池正极材料磷酸钒锂的结构特点及其充放电机理。磷酸钒锂的常用合成方法有碳热还原法、水热法、溶胶-凝胶法及流变相法等,着重阐述了磷酸钒锂的不同合成方法对所制备样品的形貌和电化学性能的影响。分析总结了不同合成方法的改进方法,以改善磷酸钒锂正极材料电子导电性和锂离子扩散系数较低的问题。最后,针对磷酸钒锂正极材料在锂离子电池的应用中所存在的问题展望了该材料未来可能的发展方向和研究热点。指出需要优化材料的制备方法以改善材料的颗粒形貌、提高电子导电率和扩散系数等,进而改善材料的循环性能、倍率性能和充放电性能等;需要改进制备流程、提高实验的安全性、简化反应流程和减少制备成本等,以实现磷酸钒锂正极材料的工业化应用。     

锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的改性进展

橄榄石型结构的磷酸亚铁锂(L iFePO4)作为一种新型的锂离子电池正极材料,具有材料来源广泛、价格便宜、理论比容量高(约170 mA.h/g)、热稳定性好、无吸湿性、对环境友好等优点,可望成为新一代首选的可替代钴酸锂(L iCoO2)的锂离子二次电池正极材料。分析了锂离子电池正极材料橄榄石型磷酸亚铁锂的结构特点和锂离子在充放电时的脱嵌模型,评述了近年来国内外对于改善磷酸亚铁锂的电化学性能所进行的改性研究,重点介绍了优化合成工艺、提高离子扩散效率、添加导电材料等方法对锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的影响,并对其发展方向作了展望。     

共沉淀法合成磷酸亚铁锂正极材料及性能研究

采用共沉淀法合成了橄榄石型磷酸亚铁锂正极材料。利用X射线衍射，扫描电子显微镜，振实密度测定以及电化学测试等方法对该材料进行了结构表征和性能测试。结果表明：在较宽的温度范围内，都能形成单一的橄榄石型晶体结构，并具有较高的振实密度。其中，在650℃下合成的产物结构完整，表面形貌较好，粒径分布均匀，振实密度高达1．67g／cm^3。在室温及0．05C倍率下，该材料的首次放电容量为133．6mA·h／g，循环20次后，未见明显衰减。     

LiFe_(0.8)Mn_(0.2)PO_4的制备、表征及电化学性能研究

使用共沉淀法分别制备了纯相磷酸亚铁锂(LiFePO4)和磷酸亚铁锂掺锰材料LiFe0.8Mn0.2PO4,以期在不降低体积比容量的前提下提高磷酸亚铁锂材料的导电性。通过对产品的X射线衍射(XRD)分析,证实掺杂Mn2+并未改变磷酸亚铁锂的正交橄榄石型晶体结构;扫描电镜(SEM)显示LiFe0.8Mn0.2PO4比纯相磷酸亚铁锂具有更小的粒径,从而有利于Li+的扩散,进而有助于提高其电化学活性;通过对产品的电化学性能测试比较,掺杂Mn2+后的材料,无论是放电容量或是高倍率下的循环性能都优于纯相磷酸亚铁锂。     

一次粒径和二次粒径对LiFePO4性能的影响

研究了一次粒径和二次粒径对磷酸亚铁锂性能的影响。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪等分析了材料的一次粒径和二次粒径。将材料装配成扣式电池进行一系列的电化学特性测试,分析磷酸亚铁锂材料的充放电循环性能、氧化还原电位、阻抗等性能。研究发现一次粒径主要影响磷酸亚铁锂材料的放电容量、放电电位和阻抗,对材料的振实密度影响视其团聚程度而定;二次粒径对磷酸亚铁锂材料的振实密度影响很大。     

二维碳纳米片的设计合成及锂硫电池性能测试

本文设计合成了一种类沸石咪唑酯骨架衍生二维碳纳米片,并将其作为锂硫电池正极材料,测试电化学性能。产物采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2等温吸附脱附曲线、以及热重分析(TGA)进行表征。电化学测试结果表明,当制得二维碳纳米片包覆适量钴纳米颗粒,实测的锂硫电池的性能最佳,在0.5 C倍率下首圈放电比容量为1170 mAh·g~(-1),循环200圈后,比容量仍然有503.8 mAh·g~(-1)。因此,用该方法制备的二维硫/碳复合材料对于锂硫电池正极材料的研究具有重要意义。     

固液结合法制备LiFePO4正极材料及其性能研究

采用固液结合法制备了LiFePO4正极材料。首先以共沉淀法制得了FePO4前驱体,再以葡萄糖作为碳源通过固相碳还原法制得目标产物LiFePO4。运用XRD和SEM对材料进行物理表征,恒流充放电和循环伏安测试对材料的电化学性能进行分析。结果表明,以固液结合法制备的材料结构单一,颗粒微细,粒径分布均匀,振实密度约为1.40g·cm-3,在室温0.1C下材料的放电比容量为156.8mAh·g-1,1.0C下放电比容量为126.2mAh·g-1,样品在1.0C下经过20次循环后,容量为120.4mAh·g-1,其容量保持率为95.4%。该法制备的材料既实现了液相法制备材料形貌可控的优点,又具备了碳还原与碳包覆同时作用的特点,材料的形貌,振实密度,和电化学性能均得到显著改善。     

制备方法对Li1.2Ni0.17Co0.07Mn0.56O2富锂正极材料电化学性能的影响

采用喷雾干燥法、共沉淀法、固相法3种方法制备化学计量式为Li1.2Ni0.17Co0.07Mn0.56O2的锂离子电池富锂正极材料。电化学测试表明,喷雾干燥法制备的材料电化学性能最好,0.1 C充放电首圈脱锂和嵌锂容量分别为283.9 mA/(h?g)和231.7 mA/(h?g)。与共沉淀法和固相法相比较,喷雾干燥法制备的材料1 C倍率充放电时表现出良好的循环稳定性,50次循环后容量没有衰减,仍为153.4 mA/(h?g),共沉淀法和固相法制备的材料50次循环放电容量分别为133.5 mA/(h?g)和123.6 mA/(h?g)。ICP分析结果指出,喷雾干燥法制备的电极材料元素比例最符合初始的Li1.2Ni0.17Co0.07Mn0.56O2设计配比。而且喷雾干燥法制备的材料颗粒更为细小均匀,有利于提高材料的电化学性能。     

水热法合成聚苯胺掺杂的锂离子电池正极材料磷酸钒锂

以水热法合成了聚苯胺掺杂的磷酸钒锂正极材料,通过红外光谱、X射线衍射和电性能测试研究了反应条件、原料比例对产物结构和性能的影响.结果表明,在温度高于250℃时,可以用水热法合成出纯相的磷酸钒锂,聚苯胺在其中起到了良好的导电介质作用,产物在0.1 C倍率下,初始放电容量达到170 mAh/g,循环50周后容量保持率在95...     

水热法一步合成磷酸铁锂及其性能研究

为优化液相法一步制备磷酸铁锂（LiFePO₄）技术,以七水合硫酸亚铁、磷酸二氢铵、一水合氢氧化锂为原料,通过添加十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为表面活性剂,采用液相水热法合成技术,一步合成了LiFePO₄正极材料。研究了水热法一步合成技术对LiFePO₄材料的组成、结构、形貌、粒度等的影响,通过电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、粒度分析仪等对材料进行了表征分析,并测试了材料的电化学性能。研究结果表明,合成得到的LiFePO₄材料为微米级球形颗粒形貌的正交晶系非化学计量比的Li_1.02Fe_0.994PO₄材料。电化学性能测试结果表明,在0.1C倍率下首次充、放电比容量分别为162.0、159.9 mA·h/g,库伦效率达到98.7%、倍率性能（以1C/0.1C保持率计）为92.3%,0.1C倍率循环100次容量保持率为96.4%,展现出良好的电化学性能。     

钛酸锂/石墨烯复合负极材料的制备及电化学性能

以Li₂CO₃、锐钛矿TiO₂和石墨烯为原料，采用固相球磨及喷雾干燥相结合的方法制备钛酸锂和钛酸锂/石墨烯复合负极材料。用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）表征了样品的晶体结构及形貌。通过恒流充放电测试样品的电化学性能，考察不同石墨烯添加量对钛酸锂材料电化学性能的影响。当石墨烯添加量质量分数为1%时，钛酸锂/石墨烯复合负极材料（LTO-G-2）具有优异的倍率性能及循环稳定性。在0.2C、0.5C、1C、3C、5C和10C倍率下的充电比容量为172.9mA·h/g、165.7mA·h/g、163.5mA·h/g、157.4mA·h/g、154.0mA·h/g和143.5mA·h/g。5C倍率下经历200次循环，容量保持率为94.8%。循环伏安测试(CV)表明LTO-G-2样品的极化程度是最小的。交流阻抗测试（EIS）结果显示LTO-G-2的电荷转移阻抗（69.6Ω）小于纯的钛酸锂的电荷转移阻抗（140.5Ω）。     

球形多孔钛酸锂／导电碳复合材料的制备及其作为锂离子电池负极材料的倍率性能研究

采用喷雾干燥法分别制备了球形多孔钛酸锂／导电碳以及钛酸锂／碳复合材料,进行了XRD、SEM等材料表征,并作为负极材料组装成锂离子电池对比二者的电化学性能、循环稳定性以及倍率性能的变化,结果表明以导电碳替代有机物热裂解碳可以避免球形颗粒膨胀,自身结构更加致密,倍率性能提高,特别是大电流条件下提高幅度明显,20C时钛酯锂／导电碳仍能保持120mAh／g的可逆容量,而传统的钛酸锂／碳颗粒只有97mAh／g。     

钾离子电池K3V2(PO4)3/C正极材料的合成及性能

以琼脂糖为碳源,磷酸二氢钾和偏钒酸铵为原料,通过固相反应法制备K3V2(PO4)3/C复合材料。研究材料的结晶性、颗粒形貌尺寸和电化学性能。结果表明,材料具有较高的结晶度,一次颗粒尺寸约100～300 nm,存在颗粒团聚现象。K3V2(PO4)3/C用作钾离子电池正极材料,表现出较好的嵌脱钾可逆性,在20 mA·g-1电流密度下的放电比容量为65 mAh·g-1,循环130次后容量保持率达到86%,表现出较好的循环稳定性。