Co~(2+)掺杂石墨烯/LiFePO_4锂离子电池复合正极材料的制备与表征

使用溶胶凝胶原位碳热还原制备了Co2+掺杂石墨烯/LiFePO4锂离子电池复合正极材料(石墨烯/LiCo0.03Fe0.97PO4),以期获得比容量高、充放电速率快和循环性能优良的锂离子电池正极材料。结构和形貌表征结果显示:石墨烯/LiCo0.03Fe0.97PO4复合材料具有三维导电网络结构,颗粒在石墨烯片层间生长均匀,粒径在200nm左右。电化学测试结果显示:石墨烯/LiCo0.03Fe0.97PO4复合材料具有高的可逆比容量和优异的循环倍率性能。2.0~4.0V充放电下0.1C时的首次放电比容量为159mA·h·g-1,在10.0C下首次放电比容量也有74mA·h·g-1;0.5C下循环100次,比容量保持率为99.7%。石墨烯/LiCo0.03Fe0.97PO4复合材料电化学性能提高的原因主要为Co2+掺杂和石墨烯包覆的协同作用。     

锆、钛复合掺杂锂钴氧化物正极材料制备及电化学性能研究

以碳酸锂、氧化钴为主要原料,掺入化学计量的超细二氧化锆、超细二氧化钛,按球料比3:1,在转速500r/min经1h行星式球磨后,经900℃固相烧结制备了锂离子电池正极材料LiCo0.9Zr0.03Ti0.07O2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构与形貌进行了研究,结果表明Li0.9Zr0.03Ti0.07O2与LiCoO2一样具有六方层状结构.在0.2C倍率下材料的初始放电容量达147mAh/g,2C倍率下初始放电容量达140.5mAh/g,3.6V放电平台比例达89.6%,500次循环后容量衰减7.5%,材料大电流放电性能好、循环寿命长.     

合成温度对Li_(1.05)Fe_(0.97)Nb_(0.03)PO_4/C电化学性能的影响

采用高温固相法合成了Li_(1.05)Fe_(0.97)Nb_(0.03)PO_4/C,考察了二次煅烧温度对材料结构和电化学性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行表征。结果表明:700℃合成的Li_(1.05)Fe_(0.97)Nb_(0.03)PO_4/C正极材料晶体结构以及形貌没有发生改变,仍为橄榄石型结构且具有最佳电化学性能。在0.1C倍率,2.4~4.2V电压范围下首次放电比容量为161.2mAh/g;经过100次循环后,容量保持率为95.16%,具有良好的倍率性能和循环性能。     

Na+掺杂对Li3V2（PO4）3/C晶体结构及性能的影响

利用一步碳热还原法制备了Li3-xNaxV2(PO4)3/C(x=0、0.01、0.02、0.03、0.05、0.08、0.10、0.15)复合正极材料,并用X射线衍射、扫描电镜、红外光谱、循环伏安法、电化学阻抗谱和恒电流充放电技术研究了掺杂对材料结构、微观形貌、充放电性能和Li+脱出嵌入过程的影响。研究表明掺杂少量Na+不影响材料Li3V2(PO4)3的基本结构,但可在Li3V2(PO4)3中形成电子缺陷,提高晶体内部原子的无序化程度,降低极化和电荷转移电阻,从而改善材料的电化学性能。与Li3V2(PO4)3/C相比,Li2.98 Na0.02 V2(PO4)3/C在倍率为15C下的第50次放电容量提高12.1mAh/g,具有较好的倍率性能和循环性能。     

锂离子电池正极材料Li3V2-2x/3Mnx（PO4）3的溶胶凝胶法合成和电化学性能

以CH3COOLi·2H2O、V2O5、Mn(CH3COO)2·4H2O、(NH4)2HPO4和蔗糖为原料,采用溶胶–凝胶法合成了掺锰磷酸钒锂/碳(Li3V2-2x/3Mnx(PO4)3/C)复合正极材料,用XRD、XPS、SEM、电化学性能对样品进行了表征.测试结果表明,少量锰的掺杂并未改变Li3V2(PO4)3/C的单斜结构,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3中的Mn和V分别以+2和+3价存在,其颗粒类似球形,直径比较均匀且小于200 nm,并表现出良好的电化学性能.在0.1C倍率和3.0～4.8 V电压内,该样品的首次充、放电容量分别为182.1和168.8 mAh/g,放电效率高达92.69%,而且100次循环后,其放电比容量仍是首次放电容量的77.4%.     

Parylene C单体的合成及其结构解析

采用霍夫曼消除反应合成了ParyleneC单体(C16H14Cl2),改进了合成工艺,收率达到50%左右,并分析了其合成反应机理.采用溶液法合成了单晶,经IR及X射线单晶衍射表征,其结构属于单斜晶系,空间群为p21/C,晶胞参数a=01.79915nm,b=0.77202(15)nm,c=1.0857(2)nm,β=103.65(3)°,V=0.6509(2)nm3,Z=2,Dx=1.414mg/m3,μ=0.48mm-1,R0=0.052,ωR2=0.129,S=1.09.化舍物的分子结构呈中心对称,桥头键长分别为0.1554(3)nm、0.1555(3)nm.由于C4位取代基的存在,产生了一个123.4(3)°的C2-C4-C7扭曲角.     

LiCo0.1Mn1.9O4的溶胶-凝胶法制备及电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子蓄电池正极材料尖晶石LiCo0.1Mn1.9O4粉体,考察了烧结温度对其结构及电化学性能的影响.随着烧结温度的升高,尖晶石型结构越来越完整,首次放电比容量增大,但循环性能却逐渐变差.700℃时烧结12h得到了性能较好的LiCo0.1Mn1.9O4粉体,在电流密度0.1mA/cm2,截止电压3.5～4.4V条件下,首次放电比容量为123mAh/g,稳定放电比容量达113mAh/g.     

Li0.97+δTi0.03Fe0.97Mn0.03 PO4/C复合材料的制备及其电化学性能研究

用共沉淀法合成Fe0.97Mn0.03PO4前驱体,再通过碳热还原法合成多元掺杂的Li0.97 δTi0.03Fe0.97Mn0.03PO4/C复合材料,利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)等测试手段对样品的晶体结构、表观形貌、谱学性质等进行了分析研究,对其倍率放电性能及循环性能等进行了测试,并与不掺杂的LiFePO4/C复合材料进行了比较.研究表明,掺杂过程中,掺杂的Mn4 、Ti4 离子能与LiFePO4形成单一的橄榄石型晶体结构,晶型完整,产物形貌规则,平均粒径在1um左右.用Li0.97 δTi0.03Fe0.97Mn0.03PO4/C为正极材料制作的电池分别以0.2,1,5、10C倍率放电,首次放电容量为134.0、133.4,130.1和127.2mAh·g-1,并表现出良好的循环性能.     

NiCo2O4/C复合电极材料的制备以及超级电容性能

采用化学共沉淀法合成了纳米级NiCo2O4/C复合材料,并以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行了结构和形貌的表征,结果表明,合成的复合材料为立方尖晶石结构,其粒径大小为30～40nm,颗粒呈球形且分布均匀。循环伏安(CV)、恒电流充放电测试表明,NiCo2O4/C复合材料在6mol/LKOH水系电解液中表现出优异的超级电容特征,在0～0.9V的电位范围内,NiCo2O4/C电极材料比电容量可高达290.49F/g,并具有良好的可逆性和优异的循环性能。     

不同原料对锂离子电池正极材料LiCo0.05Mn1.95O4的晶体结构及电化学性能的影响

采用高温固相法,用不同的Li(LiNO3、LiCO3、LiOH·H2O)和Mn源(CMD、MnCO3、Mn(Ac)2·4H2O、EMD)分别合成了LiCo0.05Mn1.95O4样品,并结合XRD、SEM和电化学性能测试等手段,研究了不同原料对锂离子电池正极材料LiCo0.05Mn1.95O4的晶体结构、外观形貌和电化学性能的影响.