控制结晶法制备球形锰酸锂的研究

采用控制结晶法制备出球形MnCO3前驱体,经预处理后得到多孔隙球形Mn2O3,与Li2CO3研磨混料,高温煅烧合成了结晶完整的球形尖晶石型LiMn2O4。比较了普通高温固相法与控制结晶法对锰酸锂电化学性能的影响,结果表明,后者制备得到的球形锰酸锂具有更高的可逆容量和更好的循环稳定性能。常温下,普通高温固相法合成的锰酸锂初始放电比容量为129.12mAh/g,100次循环后容量保持率仅77.38%。而准确化学计量的球形锰酸锂初始放电比容量为129.40mAh/g,100次循环后,容量保持率为95.28%;富锂球形锰酸锂首次放电比容量为116.28mAh/g,经150次充放电循环后,放电比容量为112.95mAh/g,容量衰减率为2.86%,平均每个循环仅衰减0.019%。锰酸锂的球形形貌愈完整,其电化学性能亦愈优越。     

尖晶石LiMn2O4高温循环性能的改善

采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,从掺杂Al3+稳定晶体结构和包覆抑制锰的溶解两方面来改善尖晶石LiMn2O4的高温电化学性能。实验表明,改善后的正极材料在高温50℃且0.5 C(C=120 mAh/g)下的首次放电比容量为93.3 mAh/g,循环50次后的放电比容量为82.8 mAh/g,比空白样品提高34.1 mAh/g,容量保持率达到88.7%,比空白样品提高39.8%。     

溶剂热制备绒球状ZnCo_2O_4/CNT多孔微球

用溶剂热法制备绒球状钴酸锌(ZnCo_2O_4)/碳纳米管(CNT)复合材料。用XRD、SEM技术分析物相和形貌,用恒流充放电及循环伏安法测试电化学性能。添加CNT使ZnCo_2O_4呈多孔结构,可提高作为锂离子电池负极材料的电化学性能。以500 mA/g的电流在0.01~3.00 V循环,ZnCo_2O_4/CNT的首次充、放电比容量分别为1 002.3 mAh/g、1 284.9 mAh/g,首次库仑效率达78.00%;第50次循环的充、放电比容量分别为1 197.2 mAh/g、1 209.8 mAh/g,库仑效率达98.96%。     

尖晶石LiCo0.05Mn1.95O4体系EIS分析

用溶胶一凝胶法合成了掺钴的尖晶石锰酸锂Li1.05Co0.05Mn1.95O4,由于Co3+的引入使得材料结构更加稳定,循环稳定性增强.材料在0.1 C下首次放电比容量为105.2 mAh/g,循环20次后为104.3mAh/g,容量保持率为99.1％;1 C下首次放电比容量为92.4 mAh/g,循环20次后放电比容...     

泡沫镍上生长纳米片ZnCo_2O_4负极材料

采用水热法和烧结法在泡沫镍基底上制备锂离子电池负极材料钴酸锌(ZnCo_2O_4),用XRD、SEM分析物相结构与形貌,用恒流充放电、循环伏安测试电化学性能。合成的ZnCo_2O_4纳米薄片呈横竖交错的叶状。ZnCo_2O_4/泡沫镍复合电极可缓冲充放电过程中的体积膨胀效应,改善体系的循环性能。以100 m A/g的电流在0.01~3.00 V循环,首次放电比容量为1 301.7 mAh/g,首次库仑效率为85.5%,循环50次,可逆比容量仍保持在1 249.5 mAh/g。     

Al、Zn二元掺杂负极材料Li_4Ti_5O_(12)电化学性能

采用高温固相法对Li4Ti5O12材料进行二元金属掺杂改性。经过改性后的样品首次放电比容量可达183.7 mAh/g,1 C下,Al、Zn掺杂比例均为0.05的样品放电比容量为157.9 mAh/g,循环20次后比容量为153.6 mAh/g,容量保持率达97.3%。采用室温恒流充放电、交流阻抗、循环伏安等方法分析产物电化学性能。     

LiCoPO_4正极材料掺Zn~(2+)及全电池特性

采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成锌离子(Zn~(2+))掺杂的磷酸钴锂(LiCoPO_4)正极材料LiZn_xCo_(1-x)PO_4。XRD和SEM分析表明:少量Zn~(2+)掺杂不会明显改变晶格结构,且粒径变小、粒度更均一。充放电(3.0~5.1V)及高低温性能测试表明:Zn2+掺杂后,材料的比容量提高、循环性能改善,并有较好的高倍率及高低温放电性能。Zn~(2+)掺杂量为0.01时,首次0.1 C放电比容量为150.3 mAh/g,比纯相增加15%。1.0C、5.0C放电比容量分别为118.9mAh/g和67.1mAh/g。在40℃、0℃下的0.1C放电比容量分别为160.0mAh/g和37.8mAh/g。循环伏安及交流阻抗测试表明:少量Zn~(2+)掺杂使电荷转移阻抗减小,电化学可逆性增强。LiZn_(0.01)Co_(0.99)PO_4与Li_4Ti_5O_(12)组成的3.3 V全电池以0.1C放电,比容量可达135.3mAh/g。     

石墨烯纳米片-氧化亚钴负极材料制备与表征

采用水热法结合500℃高温焙烧制备了新型高性能锂离子电池负极材料石墨烯纳米片-氧化亚钴(GNS-CoO)复合材料。采用XRD及TEM等手段对石墨烯纳米片-氧化亚钴复合材料结构和形貌进行表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明,石墨烯纳米片-氧化亚钴复合材料的循环性能明显优于氧化亚钴,以200mA/g进行充放电得到首次放电比容量为1040.2mAh/g,50次循环后放电比容量为1027.8mAh/g,显示出良好的循环稳定性。     

Mg2+掺杂对富锂锰基材料性能的影响

采用液相共沉淀合成类球形锰镍镁氢氧化物前驱体,与锂结合生成Li[Li0.15Mn0.575Ni0.275]1-xMgxO2(0≤x≤0.04)正极材料。用X射线衍射和扫描电镜合成的粉末样品进行了表征,并研究了材料的电化学性能。通过掺杂样品的晶胞参数及电化学性能研究发现:掺杂可有效提高材料的循环性能;随掺杂量的增大,晶格畸变增大,半高宽变大;其中掺量x=0.02的材料电化学性能最佳,4.2 V首次放电比容量为138.5 mAh/g,50次循环后仍保持在138.3 mAh/g以上,100次循环比容量达到140.5 mAh/g。     

添加剂对LiMn2O4锂离子电池性能的影响

采用商品化的LiMn2O4和石墨作为正负极材料制作锰酸锂动力电池,并利用XRD、SEM等分析手段表征了LiMn2O4原料。研究了MgO,LiF和Li2CO3添加剂对电池性能的影响。研究发现,添加2%wt的LiF能够有效地提高LiMn2O4的放电比容量和循环性能,放电比容量最高达到107.5mAh/g,100次循环后电池容量保持率为最高为93%,而纯LiMn2O4的放电比容量只有105 mAh/g,100次循环容量保持率为91.1%。研究认为,添加剂能够有效地降低电解液中的HF的含量,并且能够增强正负极表面SEI膜的致密性,减少正极材料和电解液的接触面积,进而改善了锰酸锂电池的电化学性能。     

镍钴锰酸锂的制备及高电压充放电性能

用共沉淀-机械球磨-高温煅烧法制备纳米三氧化二铝(Al_2O_3)包覆镍钴锰酸锂材料,研究材料在高电压充放电条件下的电化学性能。XRD、SEM、容量微分(d Q)/电压微分(d U)和电化学性能测试结果表明:在镍钴锰酸锂颗粒表面得到了均匀的纳米级Al_2O_3包覆层,并提高正极材料的电化学性能。以0.5 C在3.0~4.6 V循环,Al_2O_3包覆量为0.5%材料第50次循环的放电比容量由未包覆材料的155.3 m Ah/g上升到172.7 m Ah/g。包覆处理可提升正极的热稳定性和高电压高温持续充电的时间,从而提高电池的高温安全性能。     

高温固相法合成水系富锂锰基Li_2Mn_(1-x)Co_xO_3

采用高温固相法合成水系锂离子电池用富锂锰基Li_2Mn_(1-x)Co_xO_3(x=0、0.1、0.5和0.9)正极材料。用SEM和XRD技术对材料进行物相分析,用循环伏安(CV)和恒流充放电(0.5 mA/cm~2、1.00~2.05 V)测试分析电池的电化学性能。掺入金属钴,不改变材料的基本结构;当钴含量x=0、0.1、0.5和0.9时,首次放电比容量分别为66.9 mAh/g、375.8 mAh/g、291.2 mAh/g和331.5 mAh/g,x=0.1的材料表现出最优的电化学性能,比容量可稳定在380 m Ah/g附近,库仑效率稳定在90%以上。     

膨胀石墨作为锂离子电池负极材料的研究

报道了以超低温膨胀石墨作为锂离子电池负极材料的研究。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及氮气吸脱附测试(BET)对其物相、表面形貌及结构进行表征;利用恒电流充/放电对其电化学性能进行了测试。结果表明:超低温膨胀石墨呈现出蜂窝状多孔结构,比表面积为54 m~2/g。该材料表现出较好的脱/嵌锂容量和良好的循环性能,在100 m A/g的电流密度下,首次可逆比容量达到410 m Ah/g;循环220次后,比容量仍能维持在400 m Ah/g,容量保持率高于95%,是一种具有很好应用前景的储锂负极材料。     

层状锰基材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的固相合成及电化学性能

采用液相共沉淀合成类球形锰镍钴氢氧化物前驱体,与锂结合生成Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2正极材料。用X射线衍射和扫描电镜对不同温度下合成的粉末样品进行了表征,并研究了材料的电化学性能。通过不同温度条件下烧结样品的晶胞参数及电化学性能研究发现:950℃下合成的样品阳离子排列有序度最好,同时电化学性能也最好。4.2 V首次放电比容量达到157.7 mAh/g,50次循环后仍保持在136.3 mAh/g以上。4.6 V首次放电比容量达到247.9 mAh/g。     

高温热解法制备Ni掺杂纳米MnO的性能

以醋酸锰和醋酸镍为原料,通过高温热解法制备掺杂5%金属Ni的纳米金属氧化锰(5%Ni-MnO)样品。用XRD、SEM对样品的晶型、颗粒形貌进行分析。5%Ni-MnO样品为均匀分布于50~100 nm的一次颗粒。恒流充放电测试结果表明:当电压为0~3.0 V、电流为0.2C时,5%Ni-MnO样品的可逆储锂比容量高达845.4 mAh/g,首次充放电库仑效率为77.1%。在5.0C倍率下,比容量仍高达407.4 m Ah/g。     

金属粉末添加剂对锌镍电池正极性能的影响

通过物理添加方式向锌镍电池正极活性物质氢氧化镍[Ni(OH)_2]中混入银粉、铜粉和钴粉等金属粉末。用极化曲线、电化学性能测试和SEM分析对试样进行研究。银粉对镍电极性能的提升作用好于铜粉;银粉和钴粉能提高电极的耐腐蚀性能,且添加钴粉的镍电极在6 mol/L KOH+10 g/L LiOH溶液中的缓蚀效率最高,铜粉会加速电极腐蚀。综合考虑,添加钴粉的镍电极性能最优,适宜的添加量为5%。该电极以0.2 C充放电(充电6 h,放电至1.2 V),前30次循环的循环保持率为89%,最大放电比容量为247.7 mAh/g。     

氧化锌在镍氢动力电池中的应用

以氧化锌(ZnO)为添加剂,制备了加锌MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)贮氢合金电极。添加0.5%的ZnO制作的电池,初始开路电压为1.20 V;在1.0~1.6 V循环,0.2 C首次放电比容量达到291.7 mAh/g,第100次循环的容量保持率为95.88%,相比于空白MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)电极,分别提高了0.39 V、31.6 mAh/g和5.70%。用该电极制作的200 Ah镍氢动力电池,搁置电压大于1.20 V,在0.8~1.6 V循环,0.2 C首次放电容量达到200 Ah,而未加锌的合金电极制作的电池,第3次循环才达到额定容量。ZnO的加入不影响电池标准循环寿命、荷电保持和容量恢复能力。     

高镍三元正极材料后处理降碱工艺

以高镍含量镍钴锰氢氧化物、氢氧化锂为原料,采用高温固相法合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2(NCM811)。温度为750~850℃、n(Li)∶n(Ni+Co+Mn)为1.02∶1.00~1.08∶1.00,合成的NCM811材料保持纯相,但材料中残留的碱性杂质仍然较多。通过引入磷酸二氢铵、纯水淋洗等手段,可较为简便地处理残留的碱性杂质。与未处理的相比,淋洗降碱后的样品在3.0~4.3 V充放电,0.5 C、1.0 C及2.0 C倍率性能约有1%的降低,但0.1 C首次充放电效率由89.1%上升到93.0%,1.0 C放电比容量由179.2 m Ah/g上升为181.8 m Ah/g,循环100次,容量保持率由90.8%上升到94.1%。