以Fe2O3为铁源制备LiFePO4/C及其电化学性能

以Fe2O3和LiH2PO4为原料,聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法制备了LiFePO4/C复合正极材料,研究了不同温度对合成材料电化学性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒电流充放电测试研究了材料的电化学性能。结果表明:于700℃下制备的LiFePO4/C复合材料在0.1、1、5C倍率下的首次放电比容量分别为160.4、143.0、108.3 mAh/g。在1 C和5 C经100次循环后,放电比容量分别为138.5 mAh/g和100.2 mAh/g,表现出良好的高倍率循环性能。     

以PEG为模板剂和碳源制备Li4Ti5O12/C复合材料

采用聚乙二醇作为模板剂和碳源制备Li4Ti5O12/C复合材料。利用粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试手段研究了模板剂的用量对材料结构和形貌的影响。不同PEG用量时,所制备的样品均为尖晶石型纯相结构,随着PEG用量的增加,材料颗粒粒径逐渐减小,形貌趋于类球形。在1.0～2.5 V的电压范围内测试了材料的恒流充放电性能及倍率循环性能,结果显示,模板剂的用量为8%时,制备的Li4Ti5O12/C复合材料具有最佳的电化学性能。0.2 C时充放电比容量分别是153.5 mAh/g和154.5 mAh/g,在5 C条件下循环40次,复合材料的容量保留率为95.2%。     

P123辅助合成的Li3V2（PO4）3/C的电化学性能

以CH3COOLi、V2O5、H3PO4、草酸以及表面活性剂P123(EO20PO70EO20)为原料,采用液相法合成了亚微米级的Li3V2(PO4)3/C,通过XRD、SEM和电化学性能分析,研究了煅烧温度对产物的影响。用P123辅助合成的Li3V2(PO4)3/C粒径减小,电化学性能提高。在850℃下煅烧合成的Li3V2(PO4)3/C,晶体生长完善,可逆性最好,电荷转移阻抗最小。在3.0~4.3 V循环,0.1C首次放电比容量为128.7 mAh/g,5.0C放电比容量为104.3 mAh/g,容量保持率为81%。     

LiFePO4纳米棒的合成与电化学性能

采用水热-固相二步法合成了纳米棒状磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料,并对晶体结构、形貌和性能进行了XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和恒流充放电分析。利用水热法可合成纳米棒状磷酸亚铁[Fe3(PO4)2.H2O]前驱体,固相法可得到纯相LiFePO4纳米棒。在2.5~4.2 V充放电,产物的1.0C、5.0C放电比容量分别为125 mAh/g和104mAh/g,具有良好的高倍率性能。     

微波合成法制备LiFePO4及其电化学性能

分别以草酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为锂源、铁源和磷源,苯蒽二元共聚物为还原剂合成前驱体,采用微波合成的方法制备了锂离子电池正极材料LiFePO4。采用扫描电镜(SEM)对产物进行物相表征,并采用恒流充放电的方法考察了样品作为锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明,650℃下制备的样品为纯橄榄石结构的LiFePO4,颗粒粒度为1～2μm;在2.5～4.2 V电压范围内以0.2 C充放电时,首次放电比容量达到158.3 mAh/g,经过20次充放电循环容量仍保持为157.9 mAh/g,具有较好的倍率放电性能和容量保持能力。     

富硫共聚物的电化学性能研究

聚合物硫电极能够对多硫化物"穿梭效应"起到化学限域作用,明显改善锂硫电池硫电极的循环稳定性,但较差的导电性限制了其使用.通过扫描电镜分析不同涂覆厚度下的电极表面形貌;通过循环伏安(CV)和交流阻抗法(EIS)分析不同厚度聚合物硫电极的化学反应动力学和电池电化学性能;对比聚合物硫电极在不同涂覆厚度下,形成的不同硫负载量的锂硫电池硫电极的循环稳定性和倍率特性.实验结果表明涂覆厚度较小的富硫共聚物电极负载活性物质少,故电极内部电子能够快速转移到集流体并对外电路做功,在大电流充放电过程中,避免了电极的极化;相反,涂覆厚度较大的电极在小电流充放电过程中能存储更多电能,更适合做储能电池.     

微波合成法制备LiFePO4及其电化学性能

分别以草酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为锂源、铁源和磷源,苯蒽二元共聚物为还原剂合成前驱体,采用微波合成的方法制备了锂离子电池正极材料LiFePO4。采用扫描电镜(SEM)对产物进行物相表征,并采用恒流充放电的方法考察了样品作为锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明,650℃下制备的样品为纯橄榄石结构的LiFePO4,颗粒粒度为1～2μm;在2.5～4.2V电压范围内以0.2C倍率充放电时,首次放电比容量达到158.3mAh/g,经过20次充放电循环容量仍保持为157.9mAh/g,具有较好的倍率放电性能和容量保持能力。     

多孔结构Li3V2（PO4）3/C正极材料的制备及电化学性能

以Li2CO3、NH4H2PO4、V2O5、草酸及淀粉为原料,采用高温固相法合成了具有多孔结构的Li3V2(PO4)3/C复合材料,研究了合成温度对材料结构和电化学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同温度下合成的Li3V2(PO4)3/C结构和形貌进行表征,并用恒电流充放电及交流阻抗检测方法研究材料的电化学性能。结果表明:800℃合成材料具有最佳的多孔结构及电化学性能。0.1 C初始放电比容量为130 mAh/g,经20次循环后,放电比容量仍然保留124.9 mAh/g,为初始放电比容量的96.1%。2 C下循环50次材料仍有91.5 mAh/g的放电比容量,比容量损失率仅为7%。对800℃下制备的多孔Li3V2(PO4)3/C复合材料具有最佳电化学性能的原因进行了初步研究。     

锂离子电池Li1.08Fe（PO4）1.08/C正极材料制备与电化学性能

以液相沉淀法制备的Li3PO4和NH4H2PO4均匀混合物为原料,合成了Fe2+空位的橄榄型锂离子电池Li1.08Fe-(PO4)1.08/C正极材料。X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)分析结果表明,采用Fe2+空位与碳包覆方法获得了较小晶胞体积和细小球形颗粒的Li1.08Fe(PO4)1.08/C粉末。0.2 C倍率电化学性能测试结果表明,纯Li1.08Fe-(PO4)1.08的首次放电比容量达142.4 mAh/g,而包覆9.23%C的Li1.08Fe(PO4)1.08的首次放电比容量达153.3 mAh/g、0.5 C倍率循环100次后的放电比容量为144.5 mAh/g。     

用于锂硫电池硫载体的SiO2/氮掺杂碳空心微球

锂硫电池以其高理论能量密度、低成本和环境友好等特征,正在引起越来越多科学家和产业界人士的关注。利用正硅酸四乙酯水解与多巴胺自聚合之间的相互促进作用,通过一步水热反应制备出具有空心结构的SiO₂/氮掺杂碳复合微球。破裂微球的扫描电镜照片证实了复合微球的空心结构,热重分析则明确了SiO₂/氮掺杂碳复合微球中的氮掺杂碳含量为74.1%。电化学测试结果表明,采用SiO₂/氮掺杂碳复合微球为载硫材料制备的锂硫电池在0.05 C时的首圈放电比容量为1 204 mAh/g,其在2 C时的放电比容量为677 mAh/g。因此,提供了一种SiO₂/氮掺杂碳复合微球载硫材料的通用有效的合成方法。     

锂离子蓄电池LiCuxMn2-xO4的相转移法合成及性能

用相转移法制备掺铜锰酸锂前驱体,然后在空气气氛中进行焙烧反应合成了LiCuxMn2-xO4活性粉体。XRD测试和SEM照片表明,样品粉体为尖晶石结构。考察了焙烧温度、焙烧时间、铜的掺杂量对其电化学性能的影响。当nLi∶nCu∶nMn=1∶0.05∶1.95(摩尔比)时,在750℃条件下烧结20h所合成的粉体,制备成锂离子蓄电池正极材料,以10mA/g的电流恒流充电,充电时间15h或充电电压到4.5V后,以10mA/g的电流恒流放电,终止电压3.0V,其首次放电比容量可达118mAh/g,放电平台稳定于3.9V,循环30次后,其放电容量仍可达116.3mAh/g,衰减率仅为1.4%,材料的稳定性和电化学循环性能较好。     

球形Li_2FeSiO_4/C正极材料的制备与性能研究

以正硅酸乙酯、草酸亚铁、碳酸锂为原料采用两步沉淀工艺制备了球形Li_2FeSiO_4/C正极材料。利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、交流阻抗分析(EIS)和恒流充放电测试方法对样品的结构、形貌和电化学性能进行了分析。结果表明:850℃下进行10 h处理的样品材料颗粒呈球形形貌,颗粒尺寸在400~600nm之间,分布较为均匀;并且在该条件下制备的样品具有较高的电导率(1.244×10-13 cm2/S),在0.1C放电下的首次充电比容量为162.2 m Ah/g,放电比容量为153.1 m Ah/g,具有较高的库仑效率(94.4%),经过50周循环后容量保持率仍为87.9%,说明该方法制备的球形Li_2FeSiO_4/C材料具有良好的电化学性能。     

锆离子掺杂对LiFePO4电化学性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电、交流阻抗等方法研究了锆离子掺杂对LiFePO4结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明,少量锆离子掺杂不会影响LiFePO4的结构,却显著地改善了LiFePO4的电化学性能。以0.1C电流放电,掺杂锆离子的LiFePO4样品其比容量达到147.2mAh·g-1,当放电倍率提高至1C时,放电比容量仍有132.1mAh·g-1。     

锰掺杂对LiNi0.7Co0.3O2结构和电化学性能的影响

用溶胶-凝胶法制备了LiNi0.7Co0.3-xMnxO2(0≤x≤0.15)的前驱体.用XRD、XPS、SEM和恒流充放电法对最终产物的结构和电化学性能进行了研究.随着锰含量的增加,产物的晶胞参数变大,层状结构的有序性减弱.当0.02≤x≤0.07时,LiNi0.7Co0.3-xMnxO2的首次放电比容量(175～189 mAh/g)与30次循环后的容量保持率(》92%)均优于空白样品LiNi0.7Co0.3O2(170 mAh/g,86%).LiNi0.7Co0.25Mn0.05O2的首次放电比容量(189 mAh/g)最高,30次循环后的容量保持率为94%.实验结果表明,少量锰的掺杂能有效地提高材料的循环稳定性和可逆容量.     

正极材料LiFePO4/C的制备与性能

通过机械活化、高温固相反应,合成了LiFePO4/C复合正极材料.XRD、粒度分布和SEM表明:材料为纯相的橄榄石型,碳包覆使材料的二次颗粒尺寸有所减小.电化学性能测试结果表明:碳包覆能有效降低材料的电化学极化.在2.6～4.5 V的充放电范围内,LiFePO4/C以0.2 C放电的首次可逆容量为135.41 mAh/...     

镍离子掺杂对LiFePO_4/C电化学性能的影响

采用二步固相反应法合成了橄榄石型Li Fe0.98Ni0.02PO4/C复合正极材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、恒流充放电、循环伏安等手段表征了材料的物相结构及电化学性能。结果表明:Ni2+掺杂并未改变Li Fe PO4的晶体结构,但材料的颗粒尺寸减小(粒径约为200 nm),颗粒形貌近似球形;Li Fe0.98Ni0.02PO4/C材料具有良好的电化学性能,0.2 C下首次放电比容量可达143.7 m Ah/g,10 C下,放电比容量为106.9 m Ah/g。循环伏安测试表明Ni2+的掺杂提高了Li+在材料中脱嵌过程的可逆性。     

纳米SnO2-SiO2复合氧化物的制备与电化学性能

以SnCl2·5H2O和Si(OMe)4为原料,通过尿素控制反应的pH值,采用水热法制备出了细小的SnOy-SiO2复合物,使活性物质SnOy很好地分散于非活性相物质SiO2中,保持活性成分在原子或纳米尺度上均匀分散于非活性基质成分中。纳米SnO2-SiO2复合物作为锂离子电池负极材料,其首次放电容量达到1208mAh/g,首次可逆容量为756mAh/g,首次库仑效率达到62.6%,随后的库仑效率都保持在90%以上,20次内每次循环的容量衰减率只有0.9%。纳米SnO2-SiO2复合物电极具有较好的循环嵌脱锂性能,是有希望的锂离子电池负极材料。     

氧化锡的硝酸氧化法制备及其性能研究

介绍了采用硝酸氧化法制备锂离子电池负极材料氧化锡的方法以及对其进行硼酸掺杂改性的研究结果。用XRD对材料进行了表征,通过充放电循环实验、交流阻抗等对合成材料进行了电化学性能测试。结果表明,不同煅烧温度处理得到的材料,电化学性能差别很大;其中700℃煅烧得到的SnO2电化学性能最好,首次放电比容量达590mAhg/;硼掺杂后SnO2的循环性能有所提高。     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4掺钒的研究

采用低温液相碳酸盐法合成了掺杂钒的Li-Mn-O正极材料.X射线衍射分析表明当掺钒量小于20%,合成的电极材料Li-V-Mn-O仍能保持LiMn2O4的尖晶石结构,当掺钒量超过20%则合成产物中不含尖晶石结构的LiMn2O4.循环伏安和恒电流充放电实验证实掺杂钒可改善Li-Mn-O正极材料电化学反应的可逆性,并提高其比容量;掺钒量大于10%时,合成产物中出现杂质相导致电极材料电化学性能下降.     

掺杂Fe对正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

通过共沉淀法合成了掺杂Fe元素的锂离子电池正极材料Li[Ni_(1/3)Co_((1-x)/3)Mn_(1/3)Fe_(x/3)]O_2(x=0、0.1、0.3、0.5、0.7和0.9)。用循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等方法,研究铁、钴元素含量对材料电化学性能的影响。与三元材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2相比,少量Fe掺杂(x=0.1)的Li[Ni_(1/3)Co_(0.9/3)Mn_(1/3)Fe_(0.1/3)]O_2比容量更高,循环性能更好。以0.1 C在2.4~4.5 V恒流充放电,首次、第30次循环的放电比容量分别为168.2 mAh/g、139.1 mAh/g,容量保持率为86.02%。