原位掺杂的高镍正极材料LiNi0.92Co0.039Mn0.038Zr0.003O2的烧结工艺与性能

采用共沉淀-固相烧结法成功制备了锆离子原位掺杂的高镍正极LiNi_0.92Co_0.039Mn_0.038Zr_0.003O₂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)和恒流充放电测试等探究了不同烧结温度、烧结时间以及锂配比对高镍正极材料的结构及电化学性能的影响。结果表明：当烧结温度为720℃、烧结时间为18 h、锂配比为1∶1.02时，烧结得到的材料具有最佳的电化学性能。在30℃、0.1 C的测试条件下，其首次放电比容量为234.5 mAh·g^-1,首次库伦效率为89.9%;其在1 C倍率下循环100次后容量保持率为98.6%。     

石墨烯/钛酸锂复合材料制备研究

采用易于工业化的固相法合成Li4Ti5O12以及Hummers法制备氧化石墨烯,并以N2H4·H2O为还原剂制备石墨烯材料,在此基础上高能球磨合成Li4Ti5O12/Grephene复合材料。借助X射线衍射、扫描电镜、能谱分析对合成的样品进行结构和形貌表征,并采用恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等测试方法检测其电化学性能。充放电结果表明:复合前后材料形貌不发生变化,石墨烯均匀地附着在Li4Ti5O12表面。由于石墨烯具有良好的导电性,材料的倍率性能得到大幅提高。在充放电倍率为20 C时,复合材料的比容量约为120.2 m Ah·g-1,而纯相钛酸锂的比容量只有61mAh·g-1。     

废旧磷酸铁锂电池高值回收制备磷酸铁锂材料

针对传统湿法冶金回收废旧磷酸铁锂电池存在含磷废水排放量大、产品附加值低等问题，提出一种还原酸浸-沉淀-固相再生回收废旧磷酸铁锂正极材料的新方法。区别于传统氧化酸浸，本研究在浸出过程中加入有机还原剂，将铁元素以Fe²⁺的形式浸出到溶液中；然后，通过控制pH值制备Fe₃(PO₄)₂·8H₂O，以此作为再生LiFePO₄正极材料的前驱体，避免了后续混锂烧结过程中Fe³⁺还原不彻底、再生磷酸铁锂纯度低等问题。结果表明：通过控制浸出条件，Li⁺和Fe²⁺的浸出率分别达到98.15%和98.10%。利用氨水调控浸出液pH值，沉淀出形貌为一次片状簇拥成团状结构的Fe₃(PO₄)₂·8H₂O前驱体；最后，将Fe₃(PO₄)₂·8H₂O...     

高氯酸掺杂聚苯胺复合阴极的制备及性能研究

目的 为提高聚苯胺海水电池正极的导电性和放电性能,研究各种制备工艺条件对电极性能的影响。方法 采用电化学的方法,以石墨纸为载体,在高氯酸体系中制备聚苯胺（PANI）/二氧化锰（MnO₂）/氧化石墨烯（GO）复合电极,研究复合电极制备的最优条件。采用X射线衍射仪、红外光谱仪和扫描电镜表征复合电极,采用交流阻抗法、循环伏安法和极化曲线研究电极的电化学性能。结果 石墨纸在室温下经30 mA/cm²的电流密度氧化60min后,在磺基水杨酸（SSA）质量浓度为15g/L,硫酸锰浓度为0.2mol/L的苯胺-高氯酸溶液里以电流密度18mA/cm²聚合20min,可制备出较优的PMGO复合电极,它与镁合金组成海水电池,以200 mA/g恒流放电至1 V,其比能量可达600 W·h/kg。PMGO复合电极的表面微观形貌是由纳米线组成的三维立体网状结构,聚苯胺与二氧化锰成功复合到氧化石墨烯表面。结论 高氯酸体系掺杂的聚苯胺导电性增强,氧化使石墨纸表面形成大量的氧化石墨烯,为苯胺聚合、复合提供大量活性点,复合后电极比表面积增大,与电解液充分...     

还原-插锂和碳包覆同步制备磷酸铁锂/碳复合材料及其性能

以聚丙烯酸为碳源,用低温还原-插锂与聚合物高温分解相结合的方法制备LiFePO4/C复合正极材料;FePO4被还原插锂与含碳聚合物化学包覆同时进行,简化了制备工艺,降低了制备成本。经X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及恒电流充/放电测试,研究了不同焙烧温度对合成产物的物相、晶胞参数、表面形貌及电化学性能的影响。研究发现,焙烧温度为600℃时,合成产物的0.1 C倍率放电具有最高的放电容量和最好的循环稳定性。在0.1 C下LiFePO4/C复合材料的首次放电容量高达141.3 mAh/g,库伦效率为98.0%,100次循环后,其容量保持率为108.3%。     

聚苯胺纳米线复合材料的制备与储能性分析

针对软、硬模板法制备纳米线的缺陷,提出一种步骤简单、快速且低成本的方法来获得直径均匀的PANI纳米线复合材料,并对所制备出的PANI纳米线复合材料进行表征和电化学性能研究。首先,采用阳极氧化剥离法,分别在硝酸体系、磷酸还原体系及硫酸体系中对表面光滑的石墨板进行电化学剥离处理。随后,在经过电化学剥离后的粗糙石墨表面上进行电聚合,从而得到PANI纳米线复合材料。表征分析发现,经电化学剥离处理的石墨纸表面分别生成具有大量活性点的石墨烯和氧化石墨烯,与PANI结合显著提高了PANI的导电性。其中硝酸体系制备的聚苯胺复合材料(PANI/GO)微观为纳米线组成的三维网状结构;磷酸还原体系制备的聚苯胺复合材料(PANI/GR1)微观是纳米线和纳米片层混合结构;硫酸体系制备的聚苯胺复合材料(PANI/GR2)的微观结构介于二者之间。以镁合金和上述三种PANI复合材料为电极,制备出简易的海水电池。使其在电流密度为3.75 m A·cm^-2下放电至0.9 V时止。三种电池的比能量分别为540、228和363 m Wh·g^-1,结果表明PANI/GO的储能性最优。...     

PEG固相还原制备LiFePO4及材料的电池性能

本文首次采用PEG固相还原Fez0。成功地制备了LiFePO。锂电池用正极材料。通过XRD、SEM表征了材料的相态和形貌,采用恒电流充放电法研究了材料的电化学性能。SEM图上可观测到材料呈现出微米球形团簇结构和蜂窝状的表面;XRD结果表明,晶相为橄榄石型磷酸铁锂。对电池的电化学测试表明,制备的LiFeP0。材料表现出优良倍率性能和循环稳定性,在0．1C和O．3C下,放电比容量分别为139．9mAh／g和127．5mAh／g,30次循环后比容量没有衰减。这种以廉价铁盐Fe2O3的PEG固相还原制备,为锂电池正极材料LiFePO4低成本制备提供了新的方法。     

磷酸铁锂/石墨烯复合材料的低温微波水热法制备及性能

采用喷雾干燥结合低温微波水热法制备了石墨烯/LiFePO₄复合正极材料,利用SEM、XRD、DLS等对其微观形貌、结构、粒度分布进行了表征,并利用恒流充放电、CV、EIS等测试研究了复合正极材料的电化学性能和电极动力学过程。结果表明,与未包覆的样品相比,石墨烯包覆的LiFePO₄具有优异的倍率性能(5C放电比容量为125.4 mAh?g_-1)和循环稳定性(1C条件下100次充放电后容量保持率在95%左右)。包覆石墨烯后LiFePO₄正极材料的电荷迁移电阻减小,电化学可逆性增强,从而提高了材料的倍率性能。本文提供了一条提高磷酸铁锂正极材料电化学性能的简便途径,具有良好的应用前景。     

锂硫电池正极材料Al-ABTC/RGO@S的制备及电化学性能

通过溶剂热法制备了一种高比表面积的铝基金属有机框架（metal organic frameworks,MOFs）材料Al-ABTC。然后通过静电吸附法将Al-ABTC与氧化石墨烯（GO）复合,并载硫得到Al-ABTC/RGO@S复合材料用于锂硫电池。采用 X 射线衍射(XRD)分析了Al-ABTC的晶体结构,采用扫描电镜(SEM)对Al-ABTC、Al-ABTC/GO和Al-ABTC/RGO@S的八面体形貌进行表征,用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明,Al-ABTC/RGO@S复合电极在0.2 C电流密度下的首次放电容量达到1345.3 mAh g-1,经过200次的循环以后还能达到406.4 mAh g-1的比容量,其平均库伦效率为99.1%。此外电池即使在2 C下,首次放电比容量高达714.7 mAh g-1,经过300次循环以后容量保持在331 mAh g-1,表现出良好的长循环性能。     

超声辅助对共沉淀法制备富锂锰基正极材料Li[Li_0.144Ni_0.136Co_0.136Mn_0.544]O₂性能影响的研究

通过超声辅助共沉淀法成功制备了富锂锰基正极电极材料,研究了不同的超声时间对材料形貌、结构和电化学性能的影响。研究发现,超声辅助能够使材料颗粒更加均匀,结构更合理,有利于材料电化学性能的提升。当合成前躯体材料超声时间为8h时,复合材料的放电比容量最好,在0.1C的初始放电比容量为327.8 mAh g_-1,均高于未超声的复合材料的265.2 mAh g_-1,1C下循环50圈后放电容量为181.6 mAh g_-1,保持率为84.8%。通过循环伏安法测试和电化学交流阻抗测试,发现超声后的复合材料还原氧化峰电流更大,电荷转移阻抗更小,具有较好的倍率性能。     

Synthesis of LiFePO4/C composite electrode with enhanced electrochemical performance

1 INTRODUCTION The ever-growing demand for portable batter- ies with high energy density is exerting pressure for the development of advancedlithium-ion batter- ies . Commercial Li-ion batteries rely on the appli- cation of one of the well-known lithiuminsertion hosts ,i .e . LiCoO2, Li Mn2O4and Li Ni O2. How- ever the high cost of cobalt resource ,low specific capacity of Li Mn2O4and Li Ni O2is known to be difficult to synthesize and its multi-phase reaction during electrochemical …     

Lithium ion battery cathode material LiNiyCozMn1 -y-zO2

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｉｓａｎｅｗｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｒｅｃｈａｒｇｅｂａｔｔｅｒｙｆｏｌｌｏｗｉｎｇＣｄＮｉａｎｄＮｉＨ2ｂａｔｔｅｒｉｅｓ[1].Ｆｏｒｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅ,ｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙａｎｄｃｙｃｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ,ｏｎｅｏｆｔｈｅｈｏｔｓｐｏｔｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｃａｔｈｏｄｅｅｍｂｅｄｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｈｉｇｈ…     

Ni^2+掺杂对LiFePO_4正极材料电化学性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO4及其Ni^2＋掺杂正极材料,采用XRD,SEM和充放电等方法对目标材料进行了表征。XRD分析表明,掺杂少量Ni^2＋后的LiFePO4晶体结构并未发生变化;SEM观察发现,掺杂后,样品的粒径变小;充放电测试得出,比未掺杂的LiFePO4具有更好的电化学性能,首次放电比容量达145mAh·g^-1,高于纯的LiFePO4正极材料的容量90mAh·g^-1,经100次循环后掺杂Ni^2＋的LiFePO4和LiFePO4样品的容量保有率分别为91％和53％。     

锂一次电池正极材料CFx-Cu的高倍率性能研究

本文采用一种简单新颖的原位化学改性方法制备了锂电池用CF_x-Cu复合正极材料。采用XRD、SEM、EDS、TGA、EIS、CV和恒电流放电对正极材料的结构、形貌、反应机理和电化学性能进行了表征。CuO与分布在CF_x边缘或表面的非活性基团反应原位生成纳米铜,有效地提高了材料的电子导电性和锂离子扩散率,从而使改性材料显示出优异的比容量、倍率性能及功率密度。CF_x-Cu复合材料在5 C的高倍率下,其放电比容量高达546 mAh/g,最大功率密度为8393 w/kg,放电电压平台为2.0 V。     

SnS2 -SnO2 / 石墨烯复合材料的合成及其电化学储锂性能的研究

目的制备高容量和循环性能稳定的锂离子电池复合电极材料。方法通过L-半胱氨酸(Lcys)辅助水热法合成SnS2-SnO2/石墨烯复合纳米材料,采用XRD,SEM,TEM和HRTEM技术对其进行结构表征,并采用循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗技术研究了其电化学贮锂性能。结果随着水热溶液中L-cys的量增加,复合材料中少层数结构SnS2的含量也增加。当Sn4+/L-cys的物质的量之比为1∶4时,制得了SnS2/石墨烯复合纳米材料,而且石墨烯的存在在一定程度上抑制了SnS2沿c轴方向的生长,减少了层状SnS2的层数。结论由于二维层状结构的SnS2具有与石墨烯类似的微观结构和形貌,与石墨烯的复合具有更好的匹配性和相互协同效应,增强了SnS2/石墨烯复合材料的电化学贮锂性能,使其具有较高的可逆储锂容量、良好的循环性能和增强的倍率特性。     

Electrochemical performance of LiFePO4 cathode material for Li-ion battery

In the search for improved materials for rechargeable lithium batteries, LiFePO4 offers interesting possibilities because of its low raw materials cost, environmental friendliness and safety. The main drawback with using the material is its poor electronic conductivity and this limitation has to be overcome. Here Al-doped LiFePO4/C composite cathode materials were prepared by a polymer-network synthesis technique. Testing of X-ray diffraction, charge-discharge, and cyclic voltammetry were carried out for its performance. Results show that Al-doped LiFePO4/C composite cathode materials have a high initial capacity, good cycle stability and excellent low temperature performance. The electrical conductivity of LiFePO4 material can be obviously improved by doping Al. The better electrochemical performances of Al-doped LiFePO4/C composite cathode materials have a connection with its conductivity.     

Synthesis and characterization of LiFe0.9Mg0.1PO4/nano-carbon webs composite cathode

LiFe_0.9Mg_0.1PO₄/nano-carbon webs composite cathode material was synthesized from nanocrystalline Fe₃O₄ through sol–gel process, followed by carbothermal reduction reaction in the presence of LiOH·H₂O and NH₄H₂PO₄. Sucrose molecule was introduced through liquid phase and used to construct carbon webs structure. FE-SEM and HR-TEM observations show that decomposed carbon can form typical carbon webs structure to connect and wrap LiFe_0.9Mg_0.1PO₄ particles. Electrochemical tests indicated that the Mg-doping at 4c site of carbon-coated LiFePO₄ did not affect the olivine structure of the lithium iron phosphate but obviously improve its discharge capacity and rate capability, which would be ascribed to the increased electronic conductivity and/or the mobility of Li⁺ ion induced by the doping method.     

稀土镧掺杂LiFePO4正极材料的物理与电化学性能研究

利用固相法合成了镧离子掺杂的Li1-xLaxFePO4正极材料，采用XRD，SEM和充放电性能表征了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能。研究表明，少量La^3＋的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构，但显著改变了粉体的微观形貌，降低颗粒粒度至纳米级，改善了可逆容量和循环性能。得到的最佳配比正极材料Li0.99La0.01FePO4，在C／20的充放电速率下，其初始可逆放电容量达到理论容量的73％——123mAh/g，20次充放电循环后表现出良好的容量可循环性，容量没有衰减。引入稀土离子是提高磷酸铁锂新型锂离子正极材料电化学性能的有效方法。