Ni^2+掺杂对LiFePO_4正极材料电化学性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO4及其Ni^2＋掺杂正极材料,采用XRD,SEM和充放电等方法对目标材料进行了表征。XRD分析表明,掺杂少量Ni^2＋后的LiFePO4晶体结构并未发生变化;SEM观察发现,掺杂后,样品的粒径变小;充放电测试得出,比未掺杂的LiFePO4具有更好的电化学性能,首次放电比容量达145mAh·g^-1,高于纯的LiFePO4正极材料的容量90mAh·g^-1,经100次循环后掺杂Ni^2＋的LiFePO4和LiFePO4样品的容量保有率分别为91％和53％。     

共沉淀法制备正极材料LiFePO4的研究

以氢氧化锂、硫酸亚铁铵和磷酸氢二铵为原料，研究了液相共沉淀法制备LiFePO4正极材料和掺杂Co^2＋的LiFePO4改性正极材料，并对其进行XRD、SEM分析和电化学性能测试。结果表明掺杂Co^2＋对正极材料的初始充电比容量为156．7mAh·g^-1，且循环60次后，容量仍有138．7mAh·g^-1，容量衰减率仅为11．4％。     

低温电解法制备球形尖晶石LiMn2O4及性能研究

采用MnSO4-H2SO4混合溶液作电解液，高纯铅板作电极，控制电解池温度为0～10℃，低温电解制取球形MnO2微粒；将其用一定浓度硝酸锂溶液浸渍，经过520℃低温合成、760℃高温结晶获得球径较为均一的球形尖晶石锰酸锂锂离子电池正极材料。通过XRD和SEM对其进行了相结构表征和表面形貌观察。组装试验电池，测得材料初始容量约为105mAh·g^-1，6次循环放电后循环过程趋于稳定，第30次循环充电容量保持在98．1mAh·g^-1，放电容量保持在95．0mAh·g^-1，表现出良好的充放电循环性能。     

合成方法对LiNi0．4Co0．2Mn0．4O2电化学性能的影响

分别采用混合氢氧化物法和溶胶．凝胶法制备了三元的锂离子电池LiNi0．4Co0．2Mn0．4O2正极材料。采用XRD，SEM以及BET等方法对正极材料进行表征，并对其电化学性能进行测试。实验结果表明，不同的合成方法和工艺条件导致了材料的晶相结构、表观形貌、比表面积以及电化学性能上的差异。LiNi0．4Co0．2Mn0．4O2正极材料中出现的阳离子相互占位将导致其电化学性能变差。与溶胶．凝胶法制备的样品相比，混合氢氧化物法制备的样品具有较高的比表面积（3．2m2／g）和较高的放电比容量。在充放电电压范围为2．5～4．3V、充放电电流为20mA／g条件下，混合氢氧化物法所制备样品的首次放电比容量为180．1mAh·g^-1，20次循环后放电容量为160．2mAh·g^-1，并显示出较好的循环稳定性。     

正极材料Li3V2（PO4）3的合成及其电化学性能

通过碳热还原法合成了锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3，考察了不同合成温度、时间对产物晶形结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明，当合成温度、时间分别为800℃，20h时，所合成的样品属于单斜晶系，且粒度大小分布比较均匀，该材料以0．2C充放电，其首次放电容量为120mAh·g^-1，循环30次后其比容量达108mAh·g^-1。     

化学沉淀法制备掺杂磷酸铁锂的结构和性能研究

用化学沉淀法制备了Mg^2＋、Al^3＋、Ti^4＋、V^5＋和Ni^2＋掺杂的磷酸铁锂，用恒电流充放电方法测量掺杂LiFePO4的充放电性能，用x射线衍射和里特沃尔特方法表征了掺杂LiFePO4的晶体结构。研究表明，少量金属离子掺杂能有效地提高LiFePO4的大电流放电性能，其中Li1-xTixFePO4、Li1-xVxFePO4和Li1-xNixFePO4以2C速率充放电时，放电比容量在120mAh／g以上，循环20次后容量保持率在80％以上。主要原因是掺杂金属离子以固溶体形式存在，并占据锂的位置，改变了晶体中原子间距离和位置，引起晶胞收缩和Li-O原子间平均距离增加，形成了有利于锂离子脱嵌的结构。     

钛掺杂LiFePO4的还原插锂合成及其性能

用共沉淀法制备掺钛前驱体FePO4·2H2O,对FePO4·2H2O经常温还原插锂合成LiFePO4的前驱混合物,后经热处理得橄榄石型LiFePO4;用SEM,XRD和恒流充放电等对样品进行表征,考察Ti掺杂和合成温度对LiFePO4的物理和电化学性能的影响.研究结果表明,在600 ℃时合成的Ti掺杂样品具有优异的电化学性能,该样品在0.1C,1C和2C倍率下的首次放电比容量分别为150,130和125 mA·h/g,循环40次后的放电比容量均无衰减.     

碳包覆镍掺杂LiFePO4正极材料的合成与电化学性能

采用水热法在160℃下合成了单相橄榄石结构的LiFePO4和LiFe0.95Ni0.05PO4。经550℃聚丙稀裂解碳包覆后得到LiFePO4／C的颗粒尺寸在200nm左右，碳包覆镍掺杂LiFe0.95Ni0.05PO4/C的颗粒尺寸在100nm以下。电化学测试结果表明：LiFePO4/C和LiFe0.95PO4／C的0．1C首次充放电可逆容量分别达到154mAh·g^-1和149mAh·g^-1，但掺镍的LiFe0.95Ni0．05PO4／C具有更优异的大电流充放电循环特性，0．5C和1C充放电100次后的放电容量分别达到147mAb·g^-1和134mAh·g^-1。     

复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料的制备与电化学性能研究

以超声波辅助沉淀法合成的纳米级球形FePO4·2H2O为原料,采用碳热还原法制备了复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试,循环伏安和交流阻抗测试表征了FePO4·2H2O和LiFePO4/C的物相、结构和电化学性能。结果表明,溶液浓度为0.1 mol/L时制备的FePO4·2H2O为分布均匀的纳米级球形颗粒。复合金属掺杂显著提高了LiFePO4的放电比容量,Ni和Nb复合掺杂的LiFePO4/C复合材料表现出了最佳的电化学性能,0.1 C倍率条件下首次放电容量158.8 mAh/g,1 C倍率下首次放电容量150.2 mAh/g,100次循环后容量保持率分别为98.30%和97.8%。Ni和Nb复合掺杂后提高了LiFePO4的锂离子扩散速率和电导率。     

LiFe1-xMgxPO4的制备及其电化学性能

采用干法高能球磨-一步固相反应合成LiFe1-xMgxPO4（x=0,0．01,0．05,0．10和0．20）正极材料。利用x射线衍射仪、扫描电镜和能量色散谱表征样品的晶体结构、形貌和Mg元素分布,并研究Mg掺杂量对LiFePO4材料电化学性能的影响。结果表明,制备的LiFe1-xMgxPO4（0≤x≤0．10）为纯相,且LiFe1-xMgxPO4（x=0,0．01,0．05,0．10和0．20）晶粒尺寸随掺杂量的增大而增大。LiFe1-xMgxPO4的放电容量最佳,室温0．1c倍率下充放电其首次放电容量为150．8mA·h/g,即使在1C倍率下放电时也有129．9mA·h／g的容量,循环性能较好。     

稀土镧掺杂LiFePO4正极材料的物理与电化学性能研究

利用固相法合成了镧离子掺杂的Li1-xLaxFePO4正极材料，采用XRD，SEM和充放电性能表征了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能。研究表明，少量La^3＋的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构，但显著改变了粉体的微观形貌，降低颗粒粒度至纳米级，改善了可逆容量和循环性能。得到的最佳配比正极材料Li0.99La0.01FePO4，在C／20的充放电速率下，其初始可逆放电容量达到理论容量的73％——123mAh/g，20次充放电循环后表现出良好的容量可循环性，容量没有衰减。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。     

LiFePO4/MWNTs/BC复合材料的制备及电化学性能

用直接烧制法制备了竹炭(BC)材料,并采用恒流充放电、循环伏安(CV)和塔菲尔曲线研究了后期掺BC对LiFePO4/MWNTs电化学性能的影响.结果表明,后期掺杂5wt％BC时,所得LiFePO4/MWNTs/BC样品具有最佳的电化学性能;在0.1C倍率下的放电容量为117 mAh.g-1,但与LiFePO4/MWNTs材料相比,后期掺杂BC对LiFePO4/MWNTs的电化学性能改善不明显.     

非晶态纳米氢氧化镍电极材料物理特性与电化学性能

采用快速冷冻沉淀法制备出了非晶态纳米氢氧化镍。对制得材料样品进行了XRD，SEM，TEM，DSC和比表面积与孔径分析，将其制成MH-Ni电池正极材料进行充放电性能测试。结果表明：材料粉体为非品态，颗粒粒度为纳米级，类似球形。非晶纳米Ni（OH）2的热分解温度286．4℃低于常规球形Ni（OH）2的热分解温度333.8℃，同时具有较大得比表面积和孔径，分别为76．2089m^2·g^-1和37．7nm。与普通β-Ni（OH）2相比较，非晶态纳米氢氧化镍电极充电电压低，放电电压平台时间长，且高达1．258V，放电比容量为349．85mAh／g，具有较好的循环性能，20次循环后其容量衰减仅为1．28％。     

共沉淀法制备正极材料LiFePO4的研究

以氢氧化锂、硫酸亚铁铵和磷酸氢二铵为原料,研究了液相共沉淀法制备LiFePO4正极材料和掺杂Co2+的LiFePO4改性正极材料,并对其进行XRD、SEM分析和电化学性能测试.结果表明掺杂Co2+对正极材料的初始充电比容量为156.7 mAh·g-1,且循环60次后,容量仍有138.7 mAh·g-1,容量衰减率仅为11.4%.     

固相法制备Y3+掺杂LiFePO4/C的反应机理及其电化学性能

以Fe2O3为铁源,采用高温固相法制备了Y3+掺杂的LiFePO4/C复合材料。利用TG-DSC、XRD、SEM、恒电流充放电等手段对材料的合成反应历程、粉体颗粒形貌以及电化学性能进行了研究。结果表明:Fe3+在300～550℃间被还原为Fe2+,经过650℃煅烧后,形成晶型单一的橄榄石结构晶体。LiFe0.98Y0.02PO4/C样品在0.2 C倍率下的首次放电比容量达到了151.6 mA.h/g。     

LiFePO4包覆LiCoO2的结构及性能

采用固相法在锂离子电池正极材料LiCoO2表面包覆一层LiFePO4;研究了LiFePO4包覆量对材料性能的影响;采用X射线衍射仪和扫描电镜分析样品的晶体结构和表面形貌.研究结果表明:样品具备LiCoO2的α-NaFeO2型层状结构,但随着包覆量的增加,XRD衍射谱显示样品存在多种杂相;合成的样品电化学性能良好,当LiFePO4的包覆量为1%时,在室温下以0.1C倍率充放电,首次放电比容量达145.9 mA·h/g,纯相LiCoO2放电比容量为146.2 mA·h/g.样品采用1C倍率放电时,首次放电比容量达138.9 mA·h/g,循环性能较好,经过20次循环放电比容量仅衰减4.97%.     

Mg-Co复合掺杂对LiFePO4电化学性能的影响（英文）

通过固相反应制备了Mg2+和Co4+复合掺杂的LiFePO4电极材料。采用X射线衍射、恒电流充放电和循环伏安研究复合掺杂对 LiFePO4结构和电化学性能的影响。结果表明:复合掺杂能够提高 LiFePO4的首次放电比容量,0.1C和1C的放电容量分别达到147.2mA·h/g 和133.3mA·h/g。循环伏安测试结果表明:复合掺杂改善了LiFePO4的导电性能,增强了Li+的脱嵌可逆性。     

前驱体掺杂-常温球磨还原法制备锂离子电池正极材料LiFe_(1-3y/2)Al_yPO_4

采用共沉淀法制备掺Al3+前驱体FePO4·2H2O,并以乙二酸为还原剂,与Li2CO3反应在常温下球磨合成LiFePO4前驱混合物,后经热处理得到橄榄石型LiFe1-3y/2AlyPO4。用XRD、SEM、HRTEM和恒流充放电等对样品进行表征。结果表明:适量Al3+掺杂不会破坏LiFePO4的晶体结构,当掺杂量较低时(y=0.01),Al3+优先占据Fe位;当掺杂量较高时(y≥0.02),Al3+同时占据Li位和Fe位。电化学测试表明:LiFe0.985Al0.01PO4拥有最优的电化学性能,该样品在0.1C、1C和2C倍率下的首次放电比容量分别为162.4、152.2和142.0 mA·h/g,在1C倍率下循环100次后的放电比容量高达149.7 mA·h/g。     

锂离子电池纳米Co3O4-PTFE复合负极材料的循环性能

采用在加温的水溶液中电沉积然后烧结方法制备锂离子电池的纳米Co3O4-PTFE复合负极材料.XRD分析表明,电沉积的物质在245℃真空热处理后转变为Co3O4-PTFE.SEM观察可以发现,Co3O4-PTFE中的Co3O4呈现蜂窝结构,其厚度为30～50nm;PTFE则形成交联的柱状体吸附在片状Co3O4两侧,其直径为50～100nm.这种纳米Co3O4-PTFE复合沉积层具有结构稳定、抗粉化的特点.充放电实验结果表明,Co3O4掺杂PTFE可明显提高负极材料的可逆比容量和循环性能,其首次放锂比容量为920.1mAh·g-1,20次循环后放锂比容量为685.6mAh·g-1;而没有掺杂PTFE的试样对应的数据分别为865.1mAh·g-1和180.4mAh·g-1.     

稀土金属离子掺杂对LiFePO4结构和性能的影响

采用稀土金属离子(Er3+、Y3+、Nd3+)分别对LiFePO4的Li、Fe原子位进行掺杂,通过X射线衍射(XRD)、恒电流充放电及电化学阻抗(EIS)法系统地研究掺杂对LiFePO4结构和性能的影响。结果表明:掺杂试样的微观结构和性能与掺杂离子半径、取代位置密切相关。LiFe0.99Y0.01PO4试样具有最佳的电化学性能,在15mA.g-1放电电流密度下首次放电容量达到149.8mAh.g-1,当电流密度增加到300mA.g-1时,放电容量为134.3mAh.g-1,经过50次循环充放电后,放电容量保持率为99.1%。