Mg~(2+)掺杂对sol-gel法合成锂离子电池材料Li_3V_2(PO_4)_3的影响

在磷酸钒锂材料中掺杂Mg2+,Mg2+取代锂位,其化学式可以写为(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3,Mg(OH)2作为镁源,按化学反应方程式中化学计量比称取LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,Mg(OH)2(x=0.01、0.05、0.1)和柠檬酸,其中柠檬酸用量为n(V)∶n(柠檬酸)=2∶2,煅烧温度为700℃,煅烧时间为8 h,合成了(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3正极材料。研究了Mg2+掺杂量对材料性能的影响,考察了x=0、0.01、0.05、0.1四种情况。结果显示,x=0.05时材料具有较好的充放电性能。在2.7～4.5 V电压范围内进行充放电循环测试,0.05 C充放电倍率下,其首次放电比容量为145 mAh/g,库仑效率高达90%以上,0.1 C循环20次后,放电比容量仍为131 mAh/g;0.2 C循环时,首次放电比容量为140 mAh/g左右,20次循环后仍为130 mAh/g以上;0.5 C循环20次后,放电比容量为104 mAh/g。     

碳热还原法合成正极材料Li3V2(PO4)3及其性能

采用碳热还原(CTR)法以LiOH.H2O、V2O5和NH4H2PO4为原料合成了具有NASCION结构的锂离子蓄电池正极材料磷酸钒锂Li3V2(PO4)3。系统地研究了合成温度、反应时间和原料配比等因素对样品性能的影响。结果表明以n(Li)∶n(V)∶n(P)=3.05∶2.00∶3.00投入原料在800℃下煅烧24h合成的正极材料在0.1C充、放电制度下,首次充电比容量达到137mAh/g,首次放电比容量137mAh/g,充、放电效率达100%,经过20次循环后,放电容量仍然保留110mAh/g,为初始放电容量的84%。对样品进行了X射线衍射(XRD)分析,结果表明合成的样品Li3V2(PO4)3具有单斜晶体结构。     

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%。     

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的合成及性能

以导电炭黑为还原剂、LiH2PO4和V2O5为原料,采用碳热还原法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂Li3V2(PO4)3.研究了烧结温度和时间对产物的影响.XRD、SEM和充放电测试表明:在750 ℃下烧结12 h合成的样品属于单斜晶系,0.2 C充放电的首次放电比容量为122.0 mAh/g,第20次循环的比容量为118.4 mAh/g.     

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。     

锂离子电池正极材料Li3V2-xNix(PO4)3的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法,以Li2CO3、V2O5、NH4H2PO4、柠檬酸、Ni(OH)2·H2O为原料成功合成了正极材料Li3V2(PO4)3及其掺Ni化合物。Rietveld精修结果显示在Ni掺杂量不超过0.15时,样品均为纯相。X射线衍射(XRD)结果给出,随着镍掺杂量的增加,a轴和c轴及晶胞体积都有所下降。对样品Li3V2-xNix(PO4)3电导率的测试结果显示,Ni掺杂后样品的电子导电性均有所提高。室温下在0.1C和3C充放电条件下,镍掺杂Li3V1.95Ni0.05(PO4)3正极材料首次放电比容量分别达到177.2mAh/g和136.6mAh/g,在3C倍率下100次循环后容量保持率达到94.2%,这些性能都优于未掺杂样品和其他镍掺杂量的样品。     

微波法合成正极材料Li3V2(PO4)3

用微波法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。XRD、充放电和循环伏安测试表明:在900℃下恒温11 min,合成的样品结晶度好、无杂相,0.2C时,使用该材料的电池首次循环的充、放电容量分别为177.1 mAh/g和145.7 mAh/g,循环50次后,放电容量为98 mAh/g。当充电到4.9 V时,Li3V2(PO4)3存在4个充电平台,且有较高的放电平台。     

溶胶-凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料Li3V2(PO4)3

以LiOH·H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸等为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3].考察了煅烧温度、煅烧时间、原料配比等条件对产物组成及电化学性能的影响.结果表明,以n(Li):n(V)=3.2:2.0投入原料,在700 ℃下煅烧8 h,合成的正极材料具有优良的电化学性能.样品在0.1 C充放电下,首次放电比容量达到130.0 mAh/g.X射线衍射(XRD)结果表明,以溶胶-凝胶法合成纯相Li3V2(PO4)3晶体所需温度比固相法低.     

蜂窝结构球形LiFePO4/C的制备及性能

以FeSO4·7H2O、H3PO4和氨水为原料,采用控制结晶法制备前驱体NH4FePO4·H2O,然后与LiCO3、葡萄糖混合,通过高温(800℃)烧结18 h,合成锂离子电池正极材料球形LiFePO4/C.LiFePO4/C二次颗粒为球形蜂窝状结构,具有3.0 V左右的放电电压平台.样品的碳含量为5%,在0.1 C下的首次充、放电比容量分别为163 mAh/g和153 mAh/g,100次循环后的放电比容量为123 mAh/g.     

草酸盐共沉淀法制备LiMn0.75 Fe0.2 Ni0.05 PO4/C

用草酸盐共沉淀法制备草酸盐前驱体Mn0.75 Fe0.2Ni0.05 C2 O4·2H2O,然后与Li2C03混合,通过碳热还原法制备正极材料LiMn0.75 Fe0.2 Ni0.05PO4/C.制备的LiMn0.75Fe0.2Ni0.05PO4/C晶型完整,颗粒尺寸小于100nm,碳含量为6.5％.在3.0～4.5V循环,0.1C首次放电比容量达到139.6 mAh/g,循环60次的容量保持率为94％,2.0C放电比容量为122.2 mAh/g.在高温(55℃)下,0.1C、4.0C放电比容量分为150.0 mAh/g、127.8 mAh/g.     

Li3V2(PO4)3/C复合正极材料的制备与性能

以CH3COOLi、V2O5、NH4H2PO4和碳凝胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子蓄电池Li3V2(PO4)3/C复合正极材料.对其前驱体和产品采用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)以及元素分析分别进行了表征.考察了掺杂碳含量对材料充放电性能及其高倍率循环性能的影响.样品C的首次放电比容量达到128.4 mAh/g.样品B和C以0.2 C充放120次后容量几乎没有衰竭;继续以1 C充放电120次,其比容量仍基本恒定,比单一Li3V2(PO4)3材料具有更优良倍率性能和循环性能.交流阻抗测试表明碳掺杂可以形成碳包覆层,材料的电导率大幅提高,从而提高了材料的电化学性能.     

FePO4为铁源时合成时间对LiFePO4/C性能的影响

以FeSO4.7H2O,H3PO4,H2O2和NH3.H2O为原料合成纳米化的FePO4.1.5H2O,并将Li2CO3、FePO4.1.5H2O和葡萄糖混合球磨,在800℃下通过碳热还原合成LiFePO4/C。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试研究了相同温度下,不同合成时间LiFePO4/C样品的结构、形貌及电化学性能。结果表明:在800℃12 h下合成的样品具有最佳的电化学性能,在0.2C(1C=150mAh/g)倍率下放电,首次放电比容量为142.7mAh/g,经过20次充放电循环后容量基本保持不变。     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2材料的合成及性能研究

采用碳酸盐共沉淀法制备Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2(y=0,0.01,0.02,0.05,0.10)。通过XRD、SEM测试对其晶型结构、组织形貌进行了分析,交流阻抗法(AC)和充放电性能测试对其电化学性能进行了研究。实验表明,制备的样品均具有较好的层状结构,其中Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Sn0.02O2性能最佳,以0.5C循环充放电时,首次放电比容量达到173.31mAh/g,30次循环后,放电比容量为149.55mAh/g,容量保持率为86.29%。     

LiFePO4前驱体FePO4的制备及性能

以FeSO4、H3PO4和H2O2为原料,通过控制反应温度、pH值、FeSO4与H3PO4的物质的量比等反应条件,合成了前驱体FePO4.在氩气气氛中煅烧FePO4、Li2CO3和葡萄糖的混合物,制备了LiFePO4.充放电测试表明:LiFePO4样品具有3.4 V的放电电压平台,在0.1 C倍率下的首次充放电比容量分别为154.1 mAh/g和146.5 mAh/g.     

Co2+掺杂对磷酸钒锂电化学性能的影响

用XRD、透射电镜(TME)和电化学性能测试,研究了Co2+掺杂对正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3]的影响。掺杂适量的Co2+不会改变Li3V2(PO4)3的单斜晶系结构,可稳定材料结构,改善高倍率充放电性能。在室温下、3.0～4.3 V充放电,Li3(Co0.03V0.97)2(PO4)3以0.1C放电的首次放电比容量为116.8 mAh/g,电流从0.1C增加到1.0C循环80次后,容量衰减率为16.5%;Li3V2(PO4)3的首次放电比容量为128.8mAh/g,80次循环后,容量衰减率为34.8%。循环伏安和交流阻抗测试表明:Li3(Co0.03V0.97)2(PO4)3的可逆性优于Li3V2(PO4)3。     

H2还原制备LiFePO4/C复合材料及反应机理

以H3PO4、Fe2O3、LiOH·H2O和葡萄糖为原料,利用H2还原制备了LiFePO4/C复合材料,并进行了XRD、SEM、碳含量和振实密度分析,以及电化学性能测试。制备的LiFePO4/C复合材料的含碳量为1.9%,振实密度为1.4g/cm3;0.1C、1.0C首次放电比容量分别为148.4mAh/g和128.4mAh/g,1.0C循环60次的容量保持率为98.8%。通过机理研究,发现了反应的中间产物Li3PO4、Li3Fe2(PO4)3、Fe2Fe(P2O7)2和LiFeP2O7。     

溶胶-凝胶法合成LiFePO4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料LiFePO4,并用X射线衍射、充放电循环测试、循环伏安法扫描等,研究了LiFePO4的物相结构、表面形貌以及电化学性能等,并探索了合成工艺条件对材料的电化学性能的影响.结果表明,680℃下焙烧得到的材料表现出较好晶体形貌,样品的颗粒大小比较均匀,同时电化学性能较好,10 mA/g...     

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。     

Mg2+掺参杂对LiFePO4/C结构和性能的影响

以乙酸镁为镁源,用LiOH·H2O、Fe(NO3)3·9H2O、NH4H2PO4为原料,通过水溶液法制备了掺杂Mg2+的LiFePO4/C正极材料.用XRD、SEM、恒流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗谱(EIS)方法,研究了Mg2+掺杂对LiFePO4/C的结构、形貌及电化学性能的影响.研究结果表明:Mg2+掺...     

Li3V2（PO4）3/C材料合成中碳源含量优化

通过固相法和溶胶-凝胶法合成不同碳含量的磷酸钒锂/C正极材料,研究了作为碳源的蔗糖和柠檬酸添加量对产物电化学性能的影响.实验发现,在固相合成方法中,添加量高于10.5％（质量百分数）时进一步增加蔗糖添加量后产物放电容量变化不明显.但是在溶胶-凝胶合成方法中,柠檬酸的添加量存在最佳值,高于或者低于此最佳数值都会引起产物容量的降低,这是与固相合成技术的一个明显不同之处.另一点不同之处在于对于溶胶凝胶合成的样品,最佳添加量与产物的工作电流有关.本实验条件下,在0.2C倍率以下柠檬酸与氢氧化锂最佳比值为1∶3,但是在放电倍率高于0.5C时最佳比值为1∶2.