LiMn_2O_4/Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池的制备及电化学性能的研究

采用商品化的LiMn2O4和Li4Ti5O12作为正负极材料制作锰酸锂-钛酸锂锂离子电池,研究了不同正负极容量配比对锰酸锂/钛酸锂锂离子电池的循环性能、自放电性能、高温搁置性能以及正负极活性物质的克容量发挥的影响,并利用扫描电子显微镜法(SEM)和能量散射光谱(EDS)表征循环900周后电池负极极片的形貌和成分。研究结果表明:正负极容量配比大的电池各方面性能要优于正负极容量配比小的电池。     

Li_4Ti_5O_(12)/AC非对称电容器的制备与性能

以商用活性炭和钛酸锂(Li4Ti5O12)分别为正、负极材料,经分步式化成处理,制得非对称电容器,并进行SEM分析和恒流充放电、循环伏安测试。添加25%石墨烯的Li4Ti5O12复合物,颗粒分散较均一,且具有最高的容量和最低的电压降。正、负极厚度分别为240μm和65μm的电容器在1.5~2.7 V充放电,当电流为0.1 A/g时,比能量为43.84 Wh/kg;当电流为5.0 A/g时,比功率为3.27 k W/kg。     

18650型Li_4Ti_5O_(12)/LiCoO_2电池失效模式分析

采用参比电极确定18650型钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))/钴酸锂(LiCoO_2)电池在45℃下循环失效后的限容电极,对限容电极进行形貌、结构、交流阻抗及循环伏安等分析。电池失效后,充放电限容电极均为LiCoO_2正极;该电极失效的主要原因是活性物质结构被破坏,LiCoO_2的晶粒细化且内部微观应变较大,导致极片的界面性能下降及嵌脱锂动力学严重降低。     

球形Li_4Ti_5O_(12)/NC复合材料的制备及性能

以CH_3COOLi为锂源、Ti(OC_4H_9)_4为钛源、聚乙二醇(PEG)1000为碳源、CO(NH_2)_2为氮源,采用溶胶-凝胶法制备球形氮修饰碳(NC)包覆钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))复合材料。用XRD、X射线光电子能谱(XPS)和热重测试分析材料的晶型及元素组成,用SEM和透射电子显微镜测试分析结构。制备的材料呈球形,NC包覆未改变Li_4Ti_5O_(12)的晶型,但会导致烧结过程中部分Ti~(4+)还原成Ti~(3+)。恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试表明:NC包覆,可提高Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能,当NC包覆量为4.11%时,复合材料的循环性能最好,以1 C在0.8~2.5 V循环100次,仍保持103.5 mAh/g的比容量。     

204468型LiCoO_2/Li_4Ti_5O_(12)电池性能研究

以钴酸锂(LiCoO2)为正极活性物质、钛酸锂(Li4Ti5O12)为负极活性物质,制备204468型锂离子电池。该电池在2.7~1.5 V循环,3.00 C放电容量可达0.50 C时的92.9%;以0.50 C、2.00 C、3.00 C循环1 200次,容量保持率均在99%以上。电池以3.00 C倍率过充到15 V,没有爆炸、起火,表面最高温度不超过120℃;经短路实验后,没有出现漏液、爆炸和起火现象,表面最高温度不超过65℃;经针刺测试后,没有爆炸、起火,表面最高温度不超过30℃。     

水热法制备锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)研究进展

"零应变"材料Li4Ti5O12具有突出结构稳定性和高倍率电化学性能,是锂离子动力电池负极材料的理想材料之一。从锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的结构性能出发,介绍了近几年水热法制备Li4Ti5O12材料的研究进展,对水热法的制备工艺、掺杂及复合等改性研究进行了深入的讨论,并提出了目前存在的问题和今后的发展方向。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)研究进展

尖晶石型结构的钛酸锂是一种"零应变"材料,循环性能优良,充放电电压稳定,是最有应用价值的锂离子电池负极材料之一。介绍了钛酸锂材料的研究发展历程,晶体结构特点;综述了钛酸锂的几种制备方法,并对钛酸锂的掺杂改性进行了探讨和概述,提出了目前存在的问题并对其前景进行了展望。     

Cr_2O_3修饰Li_4Ti_5O_(12)的制备及电化学性能

采用湿法球磨工艺和热处理制备三氧化二铬(Cr2O3)修饰钛酸锂(Li4Ti5O12)材料。Cr2O3修饰后,Li4Ti5O12的XRD图中没有出现杂质峰。Cr2O3修饰可提高Li4Ti5O12在高倍率下的容量保持率和循环性能。Li4Ti5O12-1.5%Cr2O3材料的倍率性能和循环性能最好,以5.0 C在1.0~2.5 V充放电,第500次循环的放电比容量为122.8 m Ah/g,容量保持率为96.2%;纯相Li4Ti5O12分别为48.3 m Ah/g、81.1%。Cr2O3修饰降低了Li4Ti5O12的电荷转移阻抗,提高了材料的电化学活性。     

Li_4Ti_5O_(12)/TiO_2复合薄膜染料敏化太阳电池的性能

以商品化的P25为原料,利用丝网印刷方法制备TiO2多孔膜,经热处理后,在TiO2多孔膜表面涂覆一层Li4Ti5O12薄膜,经干燥后利用扫描电子显微镜法(SEM)、紫外-漫反射光谱等测试技术对复合薄膜的物理性能进行了表征;并通过组装电池测定了复合薄膜的光电性能。结果表明Li4Ti5O12/TiO2复合薄膜表面颗粒分布均匀,团聚较少;同时,开路电压从0.76 V提高到0.90 V时,效率也有所提高。     

锂离子电池用高倍率性能Li_4Ti_5O_(12)/MWNTs复合材料

通过溶胶凝胶法辅助的溶剂热法和热处理制备了Li4Ti5O12/MWNTs复合电极材料。进行了热重(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、布鲁瑙尔-埃利特-特勒法(BET)等表征分析和电化学性能测试研究。与纯相的Li4Ti5O12相比,Li4Ti5O12/MWNTs具有较高的比表面积,更有利于锂离子的扩散;且MWNTs提供的三维导电网络状结构提高了复合材料的导电性,Li4Ti5O12/MWNTs具有更好的倍率性能和循环性能。在10 C下放电,比容量为140 mAh/g;经过300次循环其放电比容量仍有124 mAh/g,容量保持率为89%。     

LiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的制备及研究

使用磷酸铁锂(LiFePO4)和钛酸锂(Li4Ti5O12)做正、负极活性材料,制备锂离子电池,并测试其性能。用三电极法考察不同配比时正负电极充放电电位的变化,并据此确定了电池中正负极的容量配比。性能测试结果表明,所制备的锂离子电池具有优异的循环稳定性,容量发挥好。正负极容量配比1.4时,18650圆柱电池负极钛酸锂的容量发挥为160mAh/g。     

新型(LiFeO4+LiMn2O4)/(Li4Ti5O12+CNTS)锂离子电池的制备

用磷酸铁锂和锰酸锂复合材料作为锂离子电池的正极活性物质,与钛酸锂碳纳米管复合负极材料匹配制备了新型锂离子电池.锰酸锂提高了电池的放电电压和容量,碳纳米管提高了负极的电导率.电池循环性能良好,经100次循环后容量保持率为98.8％.     

长寿命软包装钛酸锂/锰酸锂锂离子电池性能

以钛酸锂为负极、锰酸锂为正极制作了软包装锂离子电池,分析了钛酸锂/锰酸锂电池在充放电过程中产生的气体成分,研究了影响钛酸锂电池胀气的因素,如钛酸锂材料、电解质溶液酸度、电解质溶液添加剂等。进一步开发出性能优越的35 Ah软包装钛酸锂/锰酸锂电池,该电池常温1 C循环3 000次后容量保持87%,高温55℃、1 C、1 300次循环后仍能保持85%的初始容量,并具有良好的倍率性能和搁置性能。     

Mg~(2+)掺杂钛酸锂负极材料的制备与性能研究

以高温固相烧结法进行钛酸锂负极材料的制备,实验中分别采用未掺杂和少量Mg2+掺杂的方式。利用扫描电镜进行了形貌观察,利用X射线衍射仪对样品进行物相分析,还进行了室温恒流充放电测试。结果表明:掺杂少量的Mg2+后颗粒的粒度稍微增大,但未引起粉体材料结构的变化,掺杂少量Mg2+后改善了钛酸锂粉体的导电性,降低了粉体的极化现象,提高了充放电的循环容量及稳定性,充分证明Mg2+的掺杂是比较有效的。     

球形Li4Ti5O12/C的制备及其电化学性能

采用喷雾干燥和高温固相法制备球形尖晶石型Li4Ti5O12,按计量比将TiO2、LiOH和可溶性淀粉三种化合物一起球磨混合成均匀浆料,通过喷雾干燥得到球形前驱体,再经过850℃热处理16 h制得碳包覆的球形Li4Ti5O12材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及电化学性能测试等分析手段表明,合成出的样品为纯相Li4Ti5O12;粉末颗粒呈球形,平均粒径约为15μm;0.1、1.0、2.0倍率下的首次放电比容量分别达到167.9、159.1、151.9 mAh/g,并表现出优良的充放电循环性能。     

Preparation and Performance of Li4Ti5O12 by Sol-Gel Method

Abstract

In This paper, butyl titanate and LiOH·H₂O was used as titanium source and lithium source respectively. Li₄Ti₅O₁₂ as battery negative material was prepared by sol-gel method. The effects of chelating agent (triethanolamine), raw material ratio, calcination temperature and calcination time on Li₄Ti₅O₁₂ products were studied by single factor method. The experimental results show that The optimum synthetic conditions are as follows: the spinel Li₄Ti₅O₁₂ with pure phase, uniform grain size, 100–200?nm particle size and no obvious agglomeration can be prepared under the conditions of molar ratio of lithium to titanium is 0.9–1.0, the calcination temperature can be 730–750?°C at 8?h. After assembled into CR2016 button cell, the first charge-discharge capacity of CR2016 button cell can reach 169 mAh/g at 0.1?C rate, which is very close to the theoretical value of 175 mAh/g.     

FePO_4包覆的LiMn_(1.5)Ni_(0.5)O_4/Li_(3.9)Na_(0.1)Ti_5O_(12)全电池性能

分别采用溶胶凝胶法和高温固相法合成了Fe PO4包覆的Li Mn1.5Ni0.5O4正极材料和Li3.9Na0.1Ti5O12负极材料,并组装了Li Mn1.5Ni0.5O4/Li3.9Na0.1Ti5O12(LMNO/LNTO)全电池,采用充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)研究了Fe PO4包覆对Li Mn1.5Ni0.5O4/Li4Ti5O12全电池电化学性能的影响。结果表明,Fe PO4的包覆抑制了Li Mn1.5Ni0.5O4高温合成时Mn3+的产生,有利于锂离子的可逆脱嵌。Fe PO4包覆的Li Mn1.5Ni0.5O4/Li3.9Na0.1Ti5O12(FP-LMNO/LNTO)比LMNO/LTO全电池具有更高的放电容量、循环性能、库仑效率和能量密度。FP-LMNO/LNTO全电池更适合作为动力锂离子电池。