固相补锂法再利用废旧 LiFePO4正极材料及电化学性能

以废旧磷酸铁锂（LiFePO4）正极材料为原料,经过热处理除杂和固相补锂后,利用碳热还原反应重新获得了电化学性能优异的LiFePO4/C正极材料。测试结果表明,补加物质的量分数为10%的Li2CO3和质量分数为25%的葡萄糖可获得结晶度良好、无杂质的LiFePO4/C正极材料,且能有效弥补其可循环锂的损失。在0.1C和20C倍率下,其放电比容量分别为159.6 mA·h/g和86.9 mA·h/g,在10C倍率下,经1 000次循环后,再生LiFePO4正极材料的容量保持率为91%。说明该方法可有效处理废旧LiFePO4电池,为大规模循环再利用废旧LiFePO4正极材料提供了一条可行的途径。     

稀土钆、钇掺杂LiFePO_4正极材料的制备及电化学性能测试

通过水热法制备了稀土钆、钇离子掺杂的LiFe_(1-x)Gd_xPO_4、LiFe_(1-x)Y_xPO_4(x=0,0.01,0.03,0.05)锂离子电池正极材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法表征,对电池进行恒流充放电、交流阻抗(EIS)、循环伏安(CV)电化学测试,系统的研究了LiFePO_4微观结构及电化学性能。结果表明,通过水热法制备的少量稀土掺杂的磷酸铁锂正极材料仍然是橄榄石结构,颗粒尺寸300~800 nm,一定程度上细化颗粒有效的减小Li~+的扩散和迁移途径,增加了Li~+的占位无序度,使得锂离子脱嵌变得容易,改善了材料的电导性,使LiFePO_4正极材料放电比容量增加,循环稳定性能提高。在电位范围2.0~4.2 V之间,样品随着掺杂量的增加,初始放电比容量首先升高然后下降,其中LiFe_(0.97)Gd_(0.03)PO_4初始放电率达到143.38 m Ah/g,LiFe_(0.97)Y_(0.03)PO_4初始放电率达到148.35 m Ah/g,和空白样比提高了近45%,且EIS和CV测试结果进一步验证了LiFe_(0.97)Gd_(0.03)PO_4、LiFe_(0.97)Y_(0.03)PO_4样品具有最佳的电化学性能。     

改性LiFePO_4正极材料的研究进展

LiFePO_4具有来源丰富,价格低廉,环境友好等特点,用作正极材料时具有良好热稳定性和循环性能,并具有较高的安全性,是目前应用较为广泛的正极材料。目前国内外对LiFePO_4的研究主要集中在对LiFePO_4进行改性,以达到提高LiFePO_4利用率、电子导电率和Li+扩散系数的目的,本文就LiFePO_4改性方法进行了综述。     

LiFePO_4正极材料包覆改性研究进展

新能源汽车的普及与发展带动了高性能锂离子电池的市场需求,为了提高LiFePO_4的电子电导率和Li~+扩散速率,制备高性能锂离子电池正极材料,综述了碳、金属及金属氧化物和Fe_2P等其他导电相包覆LiFePO_4的改性方法。     

LiFePO_4正极材料制备过程研究进展

基于磷酸铁锂正极材料的动力锂离子电池是近年来最受关注的电动汽车动力电源之一。由于原料路线差异,磷酸铁锂正极材料制备工艺有多种。本文回顾了上海交通大学在磷酸铁锂正极材料制备过程设计与研究中所取得的进展。在国家重点基础研究发展计划(国家973计划)支持下,重点研究了磷酸铁锂正极材料制备过程及其充放电倍率特性,还提出了如何改善磷酸铁锂正极材料在不同环境温度下性能的解决途径。最后,介绍了LiFePO4/C正极材料制备过程中涉及的还原过程、碳源选择和制备过程装备等过程工程特性问题。     

掺杂改性LiFePO_4正极材料制备及表征

采用微波热合法制备了掺杂LiFePO4锂电池用正极材料。通过XRD、SEM表征了材料的晶体结构和形貌,采用恒电流充放电法研究了材料的电化学性能。XRD结果表明,掺杂后的材料晶相为橄榄石型磷酸铁锂;SEM测试结果表明,加热时间延长促使材料颗粒团聚长大,且结晶完整,颗粒分布均匀。对电池的电化学测试表明,制备的掺杂LiFePO4材料表现出优良倍率性能和循环稳定性,充放电比容量分别为131.7 mAh/g和123.8 mAh/g,10次循环后比容量没有明显衰减。     

纳米石墨包覆球形LiFePO_4正极材料的制备及其性能研究

采用湿球研磨-喷雾干燥法合成了纳米石墨包覆的球形LiFePO_4材料。该材料呈现了大小较为均匀的球形颗粒,颗粒度较小。性能测试表明该材料具有优异的电化学性能,最佳样品C在0.1 C时的放电比容量为160.9 m A·h·g~(-1),在高倍率5 C下的比容量仍为120.5 m A·h·g~(-1),显示了良好的比容量维持率。该法制备细小而致密的球形颗粒,并通过纳米石墨包覆增强导电性,大大提高了LiFePO_4材料的电化学性能,此方法简便、高效,有工业化应用的前景。     

模板法制备三维多孔LiMnPO_4正极材料及电化学性能

以单分散法制备的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为模板,合成三维多孔(3DOM)LiMnPO_4锂电池正极材料,制备的材料为橄榄石型结构。N_2吸附-脱附分析显示,3DOM LiMnPO_4比表面积较大,为34.63 m~2/g。电化学性能测试表明,首次比容量接近于120 m A·h/g,循环充放电60次时仍保持较好的稳定性。模板法获得的LiMnPO_4呈多孔结构,有利于降低离子或电荷迁移到电解液或电极表面的阻力,从而降低了电极表面的极化,有利于锂离子脱嵌,进而提高充放电的循环稳定性。     

LiMn2O4正极材料高温电化学性能的研究

采用固相反应法制备了正极材料LiMn2O4与LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1，对它们进行XRD和SEM测试，并组装成双电极实验电池进行高温电化学性能比较。结果表明：Al^3 与F^-1掺杂的LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1具有较好的尖晶石结构及微观形貌，不同于LiMn2O4，在高温(55℃)下充放电时，LiAl0.1Mn1.9O3.9F0．1经过15次循环后，容量为110mAh/g，保持在96％以上，交流阻抗研究也显示了其良好的电化学性能。     

稀土铈掺杂LiFePO4正极材料的电化学性能研究

利用固相法合成了Ce3+掺杂的Li1-xCexFePO4正极材料.研究结果表明:少量Ce3+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,降低颗粒粒径至纳米级,改善了可逆容量和循环性能,得到最佳配比的正极材料Li0.9975Ce0.0025FePO4,在0.1 C的充放电速率下,其初始可逆放电容量达到116 mAh/g.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.     

废旧锂离子电池正极材料LiFePO4/C的电化学修复再生

将经过1500次循环的废旧LiFePO4电池正极材料进行回收处理后,与导电碳黑、聚偏氟乙烯(PVDF)黏结剂按质量比80：15：5混合均匀重新制成正极片。以金属锂片为负极与其组装成半电池,通过充放电过程让负极的锂补充到待修复正极材料LixFePO4/C (0相似文献   

Electrochemical Behavior of La-doped LiFePO4/C Cathode Materials for Lithium Ion Batteries

Alien atom was used to obtain a series of LiFe1-xLaxPO4/C (x=0, 0.002, 0.005, 0.01, 0.015) cathode materials with the aim of investigating the influence of participation of La on the electrochemical behavior of LiFePO4/C. Combination of X-ray diffractometer, scanning electron microscope equipped with energy dispersive spectrometer and high resolution transmission electron microscope was applied. The results show that all the La-doped LiFePO4/C samples are olivine type crystals, La ion is sufficiently introduced into the network, and every element is well homogeneously distributed. There are many pore spaces on the surface of particles. The content of carbon in the prepared cathode materials remains 13.6% calculated by TGA/DTA curves, and the particles are wrapped by a uniformly and continuous carbon layer with the thickness of about 2 nm. Similarly, the content of Fe2P also keeps the same basically in all the cathode materials as a result of the similar ratio (2.35) of peak intensity at 36.5o and 37.1o from XRD. The increasing trend is most pronounced at doped 0.005 which presents the highest initial discharge capacity of 163 mA×h/g, lowest charge transfer resistance of 5.52 W, superior diffuse ability of lithium ion (10-11 cm2/s) and the best capacity retention current rate of about 93% after 50 cycles at 0.1 C.     

锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备及电化学性能研究

磷酸铁锂是一种很有应用前景的锂离子电池正极材料,由于其电导率低限制了它的广泛应用,而碳包覆是提高其电化学性能的方法之一。以食用蔗糖为碳源在不同的温度下制备了LiFePO4/C样品,并采用扫描电镜、 X-射线衍射和电化学性能测试等技术对样品进行了表征,发现样品为橄榄石型结构,同时在700℃制备的样品具有较好的循环性能和比容量。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

介绍了锂离子电池正极材料LiFePO4的结构特征和电化学过程。评述了近年来制备LiFePO4的各种方法,包括固相法,液相法(水热法、液相共沉淀法等),微波法等。橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)理论比容量为170 mA.h/g,电压为3.5V(vs.Li/Li+),环境友好,成本低廉,热稳定性较好,可望成为锂离子蓄电池的新型正极材料。     

锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池以其优异的性能受到了许多研究者的关注,而正极材料是锂离子电池性能提高的关键所在.本文简述了锂离子电池的工作原理,主要介绍了几种不同类型锂离子电池正极材料的结构、性能特点、制备及改性方法,并对这些材料的研究方向作了进一步展望.     

磷酸铁锂锂离子电池正极材料的研究

锂离子电池是绿色高能可充电池，具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等突出优点。本文从磷酸铁锂的结构与性能、材料的制备方法、改性、粒径控制等几方面综述了近年来对橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO4）锂离子电池正极材料的研究进展。材料的粒度大小及其分布、离子和电子的传导能力对产品的电化学性能影响很大。在制备时，采用惰性气氛、掺杂导电材料和控制晶粒生长制备粉体是获得性能优良的LiFePO4的有效方法。     

锂离子电池用层状高镍正极材料的研究进展

层状高镍正极材料(Ni≥80%)以其较高的比容量和良好的循环寿命,被认为是极具前景的高比能量动力电池正极材料。文章总结了高镍正极材料存在的问题,介绍了高镍正极材料的改性研究进展,展望了高镍正极材料的应用和发展方向。     

以空心球Fe2O3为铁源制备锂离子电池正极材料LiFePO4/C

以亚铁氰化钾,硫代硫酸铵等为反应物,CTAB作表面活性剂,采用水热法合成空心球Fe2O3。用X-射线粉末衍射,扫描电镜,高倍投射电镜对产物的组成,大小,形貌进行表征。结果表明,产物为纳米级空心球Fe2O3并以此空心球为原料成功合成锂离子电池正极材料LiFePO4/C。     

丙酮溶解分离废旧锂离子电池中金属的方法

根据粘结剂PDVF的性质,选择使用极性较小且较廉价的丙酮溶解PDVF粘结剂,分离正极材料和集流体铝片,并优化出最佳分离条件。实验表明废旧锂电池正极材料在丙酮溶剂中配比为30mL／g、50℃下搅拌100min的联合作用下与集流体铝片分离效果最好。本实验丙酮和铝片均可回收再利用,节约试剂和成本,是一种经济环保的绿色技术。