反应温度对LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2组织结构及电化学性能的影响

在共沉淀法合成Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2的基础上制备了锂离子电池正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2.通过XRD,SEM和电化学测试对不同反应温度下LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2正极材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征.测试表明随着反应温度的提高,c/a和I(003)/I(104)值也在增加,表明温度的升高可以减少锂镍离子的混排,使层状结构更加完整,进而电化学性能也更优异.900℃下反应所得到的样品,以0.2C放电,其首次放电容量为148.3mAh/g,库伦效率最高可达9.8%.循环40个周期后容量保持率为93.9%,具有较好的电化学性能.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)的掺杂改性研究

采用共沉淀法和成LiNi0.8Co0.2O2,探讨影响锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2电化学性能及结构的因素.为了提高材料的电化学性能,对材料进行了掺杂改性的研究,分别掺入Al、Mn、Mg和Fe四种元素.通过在2.8～4.2V范围内的充放电测试分析,掺入Mn的正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2具有最高的放电比容量以及最低的容量损失,其首次放电容量为168.84 mAh/g,十次循环后的放电容量为166.9 mAh/g.     

稳定化α-Ni(OH)_2电化学性能的研究

为了得到比能量高、晶型稳定的α—Ni(OH ) 2 ,使用恒流放电方法 ,研究了添加剂Al,Co对α—Ni(OH) 2 电化学性能的影响 .实验表明 ,添加Al的α—Ni(OH) 2 比容量高于 β Ni(OH) 2 的理论比容量 .Al,Co的添加对α—Ni(OH) 2 的比容量和放电电压有影响 .Al含量的增加提高了α—Ni(OH)的放电电压 .Al含量为2 0 %的α -Ni(OH) 2 比容量最高     

共沉淀法制备LaF_3表面修饰LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2及性能研究

以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为正极材料,采用共沉淀合成方法制备LaF3表面修饰LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明:经过LaF3表面修饰的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料保持了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2层状结构,其中LaF3表面修饰量为0.59%时,在电压为2.75～4.50V范围内,以0.3mA/cm2电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为172.7mAh/g,经过50周充放电循环后放电比容量为163.5mAh/g,表现出较高的初始放电比容量和良好的抗过充电性能。     

稳定化α—Ni（OH）2电化学性能的研究

为了得到比能量高,晶型稳定的α-Ni(OH)2,使用恒流放电方法,研究了添加剂Al,Co对α-Ni(OH)2电化学性能的影响,实验表明,添加Al的α－Ni(OH)2比容量高于β－Ni(OH)2的理论比容量,Al,Co的添加对αNi(OH)2的比容量和放电电压有影响,Al含量的增加提高了α－Ni(OH)的放电电压,Al含量为20％的α－Ni(OH)2的比容最高。     

纳米级β-氢氧化镍和氧化镍掺杂Co(OH)2复合电极的电化学性能

通过采用NiC2O4*2H2O和NaOH进行固相反应,制备出10～20 nm的β-Ni(OH)2和20～30 nmNiO粉体,样品按一定的比例掺杂Co(OH)2和石墨粉制备复合电极,研究其电化学性能.结果表明掺杂Co(OH)2的纳米Ni(OH)2和NiO复合电极其电化学性能有明显的改善,其电极结构稳定,充电效率高,开路电位达2.4 V,电极经10 mA/cm2恒电流充电3 h后,以0.9 mA/cm2进行恒流放电,放电时间达到16h以上,放电容量明显增大,放电电位平稳.     

LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2材料的制备及其Nb2O5包覆改性

高镍层状LiNixCoyMn1-x-yO2（x≥0.6）三元材料具有较高的能量密度,但因锂镍混排、结构稳定性不佳等问题限制了其在锂离子电池中的应用。因此,采用Nb2O5包覆对三元材料LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2（NCM613）进行改性,并考察了不同包覆量对NCM613的形貌结构和电化学性能的影响,得出了最佳工艺条件的包覆量为0.75%。首先,采用共沉淀法制备了前驱体Ni0.6Co0.1Mn0.3(OH)2;然后利用高温固相法制备了裸样LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2（NCM613）;最后加入不同物质的量的Nb2O5粉末,通过球磨后高温烧结回火法制备了不同比例包覆量的Nb2O5@NCM613样品。XRD分析结果表明,各包覆样品与裸样NCM613的晶体结构相似,都具有完整的α-NaFeO2层状结构,阳离子混排程度较低;SEM分析结果表明,包覆样品和裸样NCM613均为1.0~1.5 μm的类球状粒子,且Ni、Co、Mn和Nb元素均匀分布在类球状材料表面;TEM分析结果表明,0.75Nb2O5@NCM613样品的Nb2O5包覆层厚度约为10~20 nm;材料电化学性能研究结果表明,在2.7~4.3 V、0.2C的电流密度条件下NCM613和0.75Nb2O5@NCM613的首圈放电比容量分别为208.11, 237.39 mA·h/g,1.0C循环100圈后,0.75Nb2O5@NCM613的放电比容量为176.43 mA·h/g,容量保持率高达86%。与裸样相比,在100圈循环后0.75Nb2O5@NCM613的阻抗明显降低,电化学极化降低,可逆性增强,这是因为Nb2O5包覆能提高材料的结构稳定性和电化学性能。可见,Nb2O5包覆高镍三元材料有利于推动高镍层状正极材料的工业化生产。     

锂离子电池正极材料锰掺杂LiNi_（0.8）Co_（0.2）O_2的合成及其性能

采用共沉淀法对LiNi0.8Co0.2O2进行Mn元素的掺杂改性,考察不同掺杂量对LiNi0.8Co0.2O2材料的结构和电化学性能的影响,并对LiNi0.8-xMnxCo0.2O2（0≤x≤3）进行X射线衍射和扫描电镜分析以及循环伏安测试。充放电测试结果显示：未掺杂Mn的LiNi0.8Co0.2O2材料的初始放电比容量为164.32 mAh/g,50次循环以后为161.86 mAh/g。经掺Mn后LiNi0.8Co0.2O2材料的初始放电比容量为163.13 mAh/g,并且50次循环以后还能保持在162.33 mAh/g左右,效率达到99%以上。研究表明,掺Mn后的LiNi0.8Co0.2O2材料具有更加稳定的层状结构,并且其循环性能得到很大程度的提高。     

球形正极材料LiNi0.8-xCo0.2AlxO2的合成与表征

以LiNO3、Al(NO3)3.9H2O、Co(NO3)2.6H2O和球形Ni(OH)2为原料,采用熔盐包裹法在空气中合成了LiNi0.8-xCo0.2AlxO2.采用XRD、SEM和电池性能测试仪研究了合成产物的结构、形貌和电化学性能.考察了合成温度、合成时间、掺铝量和锂过量对合成产物结构的影响.实验表明,采用熔盐包裹法在空气中合成的LiNi0.8-xCo0.2AlxO2具有α-NaFeO2型层状有序结构和球状形貌,并具有良好的电化学性能,其中LiNi0.7Co0.2Al0.1O2的最大放电比容量达到157.7 mAh/g.在空气中合成LiNi0.8-xCo0.2AlxO2的最佳工艺条件为合成温度750℃,合成时间16 h,锂过量10%(摩尔分数).     

α-Ni(OH)_2稳定性的研究

为了得到稳定化的α-Ni(OH) 2 ,使用X衍射法对添加Al或Co的α-Ni(OH) 2 的化学稳定性和电化学稳定性进行了研究 .实验表明 ,α-Ni(OH) 2 中Al,Co摩尔百分含量为 1 5 %时 ,晶型不稳定 .含Co 2 0 %的α-Ni(OH) 2 化学稳定性可达 3个月 ;含Al2 0 %的α-Ni(OH) 2 具有较好的化学稳定性和电化学稳定性 .在 7M的KOH中最少可稳定 6个月 ,充放电 1 0 0次晶型不改变 ,并且容量稳定 .     

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3-x)Nb_xCo_(1/3)Mn_(1/3)O_2的制备与表征

通过高温固相法制备了LiNi1/3-xNbxCo1/3Mn1/3O2正极材料。采用X射线衍射、扫描电镜分析以及电化学分析等手段对其微观结构、表面形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,当x=0.005时,高温固相法能得到结晶良好的LiNi1/3-xNbxCo1/3Mn1/3O2,颗粒分布均匀,有团聚现象发生,二次团聚粒径约为10μm左右。Nb5+的引入降低了材料的阳离子混排程度,完善了材料的层状结构,提高了材料的电化学性能。在2.8~4.2V、0.2C下的首次充放电比容量分别为211.3和152.4mA·h/g。50次循环后的充放电比容量分别为127.4和124.6mA·h/g,容量保持率为97.8%,具有较好的循环性能。     

Li、Al、Mg掺杂对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料晶格结构和电化学性能的影响

采用共沉淀高温固相反应法合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2(811),通过掺入Li、Mg和Al元素,并采用SEM、XRD、电化学测试,研究掺杂对材料晶体结构和电化学性能影响规律.实验结果表明:共沉淀过程中三价金属离子(Mn~(3+)、Al~(3+))出现会促使少量α-Ni(OH)2形成,而Li~+、Mg~(2+)和Al~(3+)均溶入晶格无杂相析出.高温融锂反应中,三种掺杂元素显著削弱Ni~(2+)出现数量,抑制Ni~(2+)混排进入Li~+格位,大幅提升811基体可逆容量;Mg~(2+)、Al~(3+)掺杂进一步增强基体晶格稳定性,改善其循环性能;Li~+-Al~(3+)共掺杂使之达到最佳:首次充电效率ICE超过90%,0.2C倍率下50次循环容量达195.8 m Ah/g、容量保持率为96.2%.     

正极材料LiNi_（0.4）Mn_（0.4）Co_（0.2）O_2的制备和性能

采用草酸共沉淀法合成了锂离子正极材料LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2。用XRD、SEM和充放电实验对合成产物的结构、形貌和电化学性能进行了表征;用DSC对合成产物在不同充电状态下的热稳定性进行了研究。结果表明,采用草酸共沉淀法合成的正极材料LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2具有α-NaFeO2型层状结构,阳离子有序度高,粒度均匀适中,电化学性能良好,首次放电比容量达到158.7 mAh/g,30次循环后放电比容量还有144.8 mAh/g;过充电状态下具有良好的热稳定性。     

复合掺杂Nd(Ⅲ)和Zn(Ⅱ)非晶态Ni(OH)_2电极活性材料的制备及其表征

以NiSO_4、ZnSO_4和Nd(NO_3)_3为原料, 采用共沉淀快速冷冻法制备出了复合掺杂稀土Nd(Ⅲ)和Zn(Ⅱ)的非晶态氢氧化镍粉体材料.测试发现:样品材料微结构无序性强,结晶水含量较高.将样品材料制备成镍电极并组装成MH-Ni电池,在80 mA/g恒电流充电5.5 h、40 mA/g恒电流放电、终止电压为1.0 V的充放电制度下,复合掺杂6%Nd(Ⅲ)和6%Zn(Ⅱ)样品材料电池的放电平台为1.262 4 V,放电比容量为343.12 mAh/g,远高于目前应用的β-Ni(OH)_2电极活性材料的放电比容量.     

pH值对共沉淀反应制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的影响

为了探究关键工艺参数pH值对材料的影响,并简化前驱体反应生成过程,实验采用直接共沉淀方法,在共沉淀反应中调节多组不同的pH值来制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,并借助XRD、SEM、振实密度、粒径、EIS等测试手段,对pH=11.5下制备的样品进行详细分析.实验结果表明:在pH=11.5条件下制备的LiNi0...     

Co部分替代Ni对La_(0.4)Er_(0.4)Mg_(0.2)Ni_(3.3-x)Co_xAl_(0.2)(0.1≤x≤0.4)储氢合金结构和电化学性能的影响

为了改善储氢合金La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)的结构和综合电化学性能,采用Co部分替代Ni的方法,实验采用高频感应炉制备La0.4Er0.4Mg0.2Ni3.3-xCoxAl0.2(0.1≤x≤0.4)储氢合金。通过X射线衍射技术和电化学测量方法研究储氢合金的晶体结构和电化学性能。XRD图谱显示样品储氢合金主要由LaNi5和La2Ni7相组成,电化学实验表明,随着Co含量的增高,储氢合金电极的最大放电容量和50次循环后的容量保持率S50基本呈现增加状态,放电容量从x=0.1时的225mA·h/g升高到x=0.4时的254.9mA·h/g,容量保持率S50从57.11%(x=0.1)增加到66.10%(x=0.4),但高倍率性能不断下降。通过交流阻抗(EIS)和线性扫描(LS)对Co替代Ni的合金动力学性能分析发现,Co替代Ni后合金的表面电荷转移能力先降低后升高。     

Cl-和Al3+复合掺杂α-Ni(OH)2的电化学性能

采用化学反应共沉淀法制备出Cl-和Al3 阴阳离子复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体材料。对其进行了微结构表征分析和电化学性能测试,结果表明:样品材料具有较多的微结构缺陷,用作MH-Ni电池的正极活性材料时,在充放电过程中电化学阻抗较小、质子迁移能力强。电池在以80 mA/g恒电流充电5 h,40 mA/g恒电流放电,终止电压为1.0 V的充放电制度下,其放电比容量达344.3 mAh/g,且放电工作电压稳定,循环可逆性较好,表现出较高的电化学活性。     

Li_(1.1)Ni_(1/3)CO_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的制备与性能研究

以Li2CO3、Ni CO32Ni OH24H2O、Co CO3H2O和Mn CO3为原料,采用高温固相法,制备了Li1.1Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料.通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征,并采用恒电流充放电测试系统对该材料的电化学性能进行测试.结果表明:第2次球磨时加锂盐合成的Li1.1Ni1/3Co1/3Mn1/3O2样品结构完整,为-Na Fe O2型二维层状结构,属于R-3m空间群,且该样品的阳离子混排程度较低,颗粒大小比较均匀.该样品在0.1 C放电倍率和2.4~4.6 V电压范围的首次放电比容量为182.7 m Ah/g,循环57次后,容量的仍高达保持率为95.1%,表现出良好的循环性能.     

LaNi_(3.15-x)Mn_xCo_(0.25)Al_(0.1)储氢合金结构及电化学性能

为了研究Mn替代Ni对AB3.5型储氢合金结构及电化学性能的影响,采用电弧炉熔炼制备LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1合金。采用XRD、SEM等材料分析方法以及恒电流充放电等电化学测试技术,研究LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)合金的结构和电化学储氢性能。结果表明:LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)合金由多相组合形成,合金的主相为LaNi5和La2Ni7;随着Mn替代Ni含量的增加,LaNi5相中a轴和c轴以及晶胞体积增加;合金电极的最大放电容量有所升高,由x=0的238mA·h/g逐渐增加到x=0.3的277.1mA·h/g;高倍率性能随着Mn含量的增加先升高后降低,在x=0.2时合金的高倍率性能最佳。     

LiCoO_2包覆LiNi_(0.78)Co_(0.2)Zn_(0.02)O_2锂离子电池正极材料

采用共沉淀法制备了LiCoO2包覆LiNi0.78Co0.2Zn0.02O2锂离子电池正极材料,对材料进行XRD、SEM的分析结果表明,该材料具类α-NaFeO2(R-3 m)结构,而且微观颗粒大小均匀.电化学测试结果表明,用LiCoO2进行表面包覆后比未包覆材料的初期放电比容量略有降低,但是材料的循环性能明显提高.包覆材料的首次恒流(60 mA.cm2,3.0~4.2 V,vs.Li /Li)充、放电比容量分别为243.63 mAh.g-1和204.58 mAh.g-1,首次循环效率为83.97%,200次循环后比容量仍为197.06 mAh.g-1,不可逆容量损失仅为7.52 mAh.g-1,容量保持率达到96.0%以上,具有很好的循环性能.