掺钠磷酸亚铁锂正极材料的大电流充放电性能

采用高温固相法合成了系列具有橄榄石结构的掺钠磷酸亚铁锂样品.通过X射线衍射分析、充放电循环实验、循环伏安、交流阻抗等现代实验方法研究了掺钠样品的结构及理化性能.研究表明,理论组成为LiNa0.015Fe0.96PO4/C的微米掺钠磷酸亚铁锂在2C倍率电流下充放电时,样品第1和第250循环的放电容量分别为127.9 mAh·g-1和124.1 mAh·g-1,250循环的容量衰减率为3.0%.掺钠明显改善了磷酸亚铁锂中锂离子的扩散性能.     

尖晶石型Li_4Mn_5O_(12)正极材料的合成

以LiOH·H2O和MnCO3为原料,采用两段固相法制备了亚微米级大小的尖晶石型Li4Mn5O12正极材料.通过充放电测试、X射线衍射、扫描电镜等现代实验方法研究了合成温度对材料的电化学性能的影响.研究表明:500℃烧结制备的样品表现出最佳的电化学性能.在0.2 C倍率电流条件下,第1循环和第30循环的放电容量分别为143.5 mAh·g-1和143.9 mAh·g-1;在2 C倍率电流下,样品的第1循环和第50循环的放电容量分别为109.2 mAh·g-1和126.1 mAh·g-1.     

掺铌硅酸亚铁锂正极材料的电化学性能

采用固相烧结法,以LiOH、FeC2O4.2H2O、Nb2O5、正硅酸四乙酯和蔗糖为原料制备出单斜结构的Li2.05FexNb2(1-x)/3SiO4/C(x=1,0.99,0.98,0.96,0.94,0.92,0.90)系列样品.通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电测试、交流阻抗和循环伏安法等方法研究了制备样品的结构及电化学性能.实验结果表明,颗粒尺寸介于0.2～1.5μm之间的Li2.05Fe0.96Nb0.026 7SiO4/C的充放电性能最好,在0.3C倍率电流下,第1次循环的放电容量为116.6 mAh/g,第30循环的放电容量为78.3 mAh/g.掺铌减少了样品的电荷传递阻抗,提高了锂离子的扩散系数.     

Li_(1.52)Ni_(0.30)Mn_(0.78)Co_(0.06)O_(2.00)正极材料的电化学性能

以Li2CO3、Ni(CH3COO)2·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过直接沉淀法制备了具有α-NaFeO2型层状结构的微米Li1.52Ni0.30Mn0.78Co0.06O2.00正极材料.通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电、交流阻抗、循环伏安法等方法研究了样品的结构和电化学性能.结果表明:充电截止电压4.6V时样品的充放电性能最佳.在电流200 mAh·g-1时,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为150.2 mAh·g-1、155.0 mAh·g-1;样品的电化学反应受电荷传递阻抗和和Li+扩散的共同控制.     

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.     

LiCoO2包覆LiNi0.78Co0.02Zn0.02O2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197.06mAh·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.     

水解法制备掺氟硅酸亚铁锂正极材料

采用水解法制得纯相掺氟硅酸亚铁锂正极材料.通过XRD衍射、充放电实验、交流阻抗谱、红外光谱、热重等现代手段,研究了所制备的样品的电化学性能.研究表明,通过400、600℃两步烧结可制得具有单斜结构(空间群P21/n)的Li2.05FeSiO4F0.02/C.制备的扣式电池在55℃下,分别以0.3C、1C、2C倍率电流连续充放电30循环时,第1循环的容量分别为116.8、106.5、99.2 mAh.g-1.掺氟改善了硅酸亚铁锂的电化学性能.     

镁离子掺杂对LiFePO4材料性能的影响

为了提高LiFePO4的电化学性能,用Mg2 对LiFePO4进行掺杂,以Li3PO4为锂源、Mg(OH)2为掺杂源,采用固相法合成锂离子电池正极材料Li1-xMgxFePO4(x=0.005、0.01、0.02和0.03).通过X射线衍射分析及电化学测试,研究了Mg掺杂对材料的结构和电化学性能的影响.实验研究表明,掺入少量的Mg2 ,可以减小晶胞体积,提高LiFePO4的循环性能和比容量.当Mg的掺入量为2 mol%时,以0.1C倍率充放电,Li0.98Mg0.02FePO4最大放电容量为123.6 mAh/g.     

溶胶-凝胶法所制LiCoPO_4及其掺碳材料的电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了LiCoPO4,并对LiCoPO4进行了掺碳改性研究。实验结果表明：n（Li）∶n（Co）=1.5∶16,50℃下煅烧8 h所得样品性能最佳。在0.1C倍率下,样品的首次充电比容量为135.17 mAh·g^-1,首次放电比容量是113.9 mAh·g^-1,其电化学性能较好。合成掺碳15%的LiCoPO4/C复合材料,在0.1C条件下放电比容量达到121.2 mAh·g^-1,相比纯相LiCoPO4 113.9 mAh·g^-1有很大提高。在1C倍率下复合材料的放电比容量是103.5 mAh·g^-1,相比纯相85.4 mAh·g^-1提高很多,20次循环后复合材料还保持有62.3 mAh·g^-1的放电比容量。碳掺杂不仅提高了材料的电导率,还提高了材料的电化学性能。     

氟化钠对Li1.3Ni0.14Mn0.68Co0.07O2正极材料的电化学性能的影响

采用不同浓度氟化钠溶液处理自制的Li_1.3Ni_0.14Mn_0.68Co_0.07O₂材料,制备了系列处理样。通过X射线衍射仪、扫描电镜、红外光谱、交流阻抗、循环伏安和充放电循环等方法研究了样品的物相结构及电化学性能。结果表明,Li_1.3Ni_0.14Mn_0.68Co_0.07O₂与氟化钠摩尔比为1: 1.50条件下制备的处理样品的电化学性能最优。在2.5~4.6V电压区间和1C倍率电流下,未处理和经处理样品第1循环的放电容量分别为71 mAh/g和128.6 mAh/g,第30循环的放电容量分别为173.9 mAh/g和193.3 mAh/g。处理样品的阻抗明显减小,样品表层价键有所增强,从而改善了样品的电化学性能。     

Preparation of LiFePO4 for lithium ion battery using Fe2P2O7 as precursor

In order to obtain a new precursor for LiFePO4, Fe2P2O7 with high purity was prepared through solid phase reaction at 650 ℃ using starting materials of FeC2O4 and NH4H2PO4 in an argon atmosphere. Using the as-prepared Fe2P2O7, Li2CO3 and glucose as raw materials, pure LiFePO4 and LiFePO4/C composite materials were respectively synthesized by solid state reaction at 700 ℃ in an argon atmosphere. X-ray diffractometry and scanning electron microscopy(SEM) were employed to characterize the as-prepared Fe2P2O7, LiFePO4 and LiFePO4/C. The as-prepared Fe2P2O7 crystallizes in the c1 space group and belongs to β-Fe2P2O7 for crystal phase. The particle size distribution of Fe2P2O7 observed by SEM is 0.4-3.0μm. During the Li ion chemical intercalation, radical P2O4-O7 is disrupted into two PO3-4 ions in the presence of O2-, thus providing a feasible technique to dispose this poor dissolvable pyrophosphate. LiFePO4/C composite exhibits initial charge and discharge capacities of 154 and 132 mA·h/g, respectively.     

Effects of different iron sources on the performance of LiFePO_4/C composite cathode materials

Olivine LiFePO4/C composite cathode materials were synthesized by a solid state method in N2 + 5vo1% H2 atmosphere.The effects of different iron sources,including Fe(OH)3 and FeC2O4·2H2O,on the performance of as-synthesized cathode materials were investigated and the causes were also analyzed.The crystal structure,the morphology,and the electrochemical performance of the prepared samples were characterized by X-ray diffractometry (XRD),scanning electron microscopy (SEM),laser particle-size distribution measurement,and other electrochemical techniques.The results demonstrate that the LiFePO4/C materials obtained from Fe(OH)3 at 800℃ and FeCeO4·2H2O at 700℃ have the similar electrochemical performances.The initial discharge capacities of LiFePO4/C synthesized from Fe(OH)3 and FeC2O4·2H2O are 134.5 mAh·g-1 and 137.4 mAh.g-1 at the C/5 rate,respectively.However,the tap density of the LiFePO4/C materials obtained from Fe(OH)3 are higher,which is significant for the improvement of the capacity of the battery.     

高岭土掺杂NASICON固体电解质及全固态电池性能

针对LiTi2(PO4)3基固态电解质电导率低的问题,采用浙江三门高岭土矿作为主要原料,以高温固相法制备铝、镁、硅共掺杂钠超离子导体(NASICON)型快离子导体Li1+2x+2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12.研究掺杂比例、温度对固态电解质离子电导率的影响.结果表明,组成为Li1.8Al0.1Mg0.3Ti1.6Si0.1P2.9O12固体电解质在423 K时有最高离子电导率7.86×10-4 S·cm-1.以该组成固态电解质为基片,喷雾热解原位制备Al/ Li1+xV3O8/ Li1.8Al0.1Mg0.3Ti1.6Si0.1 P2.9O12 /C全固态电池并在1.8～3.9 V电压区间进行50次充放电测试.该电池具有较好的稳定性及循环容量保持能力.30次循环以后放电容量基本稳定在190～205 mAh·g-1之间,充放电效率大于90%.