合成方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

采用高温固相法、溶胶-凝胶法和碳酸盐共沉淀法分别制备了锂离子电池层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用XRD、SEM、粒径分布和充放电实验,对产物的结构和性能进行了分析.结果表明,合成方法和工艺条件的不同导致了样品晶相结构、表现形貌、粒径分布及电化学性能上的差异.碳酸盐共沉淀法制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2样品的电化学性能较好,在2.5～4.6V、0.1C倍率下,首次放电比容量为190.29mAh/g,显示了较好的循环稳定性.     

微波法制备锂硫电池正极材料硫化镍

采用微波法制备纳米球形硫化镍(NiS),并用XRD、SEM和恒流充放电测试等方法进行分析.制备的NiS样品为纯相α-NiS,粒径均匀且没有明显的团聚.用微波反应时间为60 s的样品组装扣式电池,以0.5 C在1.0～3.0 V循环的首次放电比容量为535 mAh/g,第100次循环的放电比容量为409 mAh/g,容量保持率为76％.     

TiO_2包覆的尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能

用超声波振荡法,将粒径约为20 nm、用溶胶-凝胶法合成的TiO2颗粒包覆在流变相法合成的LiMn2O4表面,再在600 ℃下处理2 h,得到TiO2包覆的尖晶石LiMn2O4.在3.0～4.4 V,产物以1.0 C充放电的首次放电比容量为121.7 mAh/g,第100次循环的放电比容量为108.3 mAh/g;以0.5 C充放电的首次放电比容量为126.7 mAh/g,第200次循环的容量保持率为86.0%.     

高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的制备及其倍率性能

采用溶胶凝胶法制备尖晶石型高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4,并掺杂F-与之对比。分别采用X射线衍射仪、电子扫描显微镜、热重分析仪、电化学工作站和充放电测试仪对合成材料的物相、形貌和电化学性能进行表征。结果表明,0.5C倍率下LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4首次放电比容量高达141.6 mAh/g,接近于理论比容量146.7 mAh/g。提高倍率40次循环后,5C比容量仍有111.8 mAh/g,而F-掺杂样品仅有92 mAh/g。然后从5C返回到1C,比容量为129.9 mAh/g,与1C初始容量相比,容量保持率高达96.4%,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4显示出更加优异的倍率循环性能。     

正极材料Li_3V_(2-x)Cr_x(PO_4)_3/C的制备及性能

用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2-xCrx(PO4)3/C(x=0,0.05、0.10和0.20).用XRD、SEM、充放电、循环伏安和电导率测试等方法,研究了Cr掺杂对样品的影响.样品均为单相,尽管在低倍率(0.2 C)下的初始比容量随着x的增加而下降,但适量的Cr掺杂可改善循环及倍率性能.Li3V1.90Cr0.10(PO4)3/C以0.2 C和4.0 C充放电的首次放电比容量分别为171.4 mAh/g和130.2 mAh/g,第100次循环时的容量保持率分别为78.6%和88.9%.     

溶胶-凝胶法制备的Li_(1.15)V_3O_8的电化学性能

以Li2CO3和NH4VO3为原料,分别采用柠檬酸和酒石酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法制备了正极材料Li1.15V3O8。用红外光谱、TG-DTG、XRD和SEM等方法对前驱体和产物进行分析,并进行了电化学性能测试。用酒石酸制备的Li1.15V3O8,首次放电比容量比用柠檬酸制备的高,且循环性能较好,以0.14 mA在1.8～3.9 V充放电的首次放电比容量为190.17 mAh/g,在第32次和第47次循环时达到210.99 mAh/g,循环过程中容量折线上升。     

二次烧结制备的尖晶石LiMn2O4的性能

用高温固相法二次烧结制备了锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4.利用XRD、EDS和SEM等方法及激光粒度分析仪,研究了LiMn2O4的晶体结构、粒径及形貌与电化学性能的关系.与一次烧结的样品比较,二次烧结的样品粒径分布更集中于25～35μm,结晶更完全,电化学性能及循环稳定性更好.二次烧结后掺杂Zn(Ac)2的样品,在常温和高温(55℃)下的首次放电比容量分别为112.8 mAh/g和113.5 mAh/g,经过50次循环后,容量保持率分别为99.7%(常温)和94.5%(高温,55℃).     

杂相Mn2O3对尖晶石LiMn2O4容降的影响

用扫描电镜、X-射线衍射、等离子体原子发射光谱、热重分析、循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗法研究作了比较.熔盐法制备的样品的了溶胶-凝胶法合成的尖晶石锂锰氧化物的物理化学性能,并与熔盐法合成样品颗粒为不规则块状,初始容量低（99.6 mAh/g）,而溶胶-凝胶法制备样品的颗粒细小、均匀,初始容量较高（112.5 mAh/g）.但是熔盐法制备的样品经30次循环后容降为15%,而溶胶-凝胶的却高达40%.熔盐法制备的样品中实际Li/Mn为0.506,与原料中Li/Mn摩尔比相近,而溶胶-凝胶法只有0.473,比原料中的小.熔盐法制备的样品为纯尖晶石结构,而溶胶-凝胶法制备的有杂相Mn2O3生成.热处理过程中部分Li的挥发损失和非电化学活性Mn2O3的生成导致锂锰氧化物容量快速下降.     

尖晶石型Li4Ti5O12的制备与性能分析

采用高温固相法和溶胶凝胶法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12。用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗图谱、恒流充放电测试研究了材料的晶体结构和电化学性能。结果表明:所制备的材料Li4Ti5O12均具有良好的尖晶石型结构,其中草酸与钛酸四丁酯物质的量比为1.0时Li4Ti5O12电化学性能最佳,以0.5C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达到140.82mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在120.06mAh/g,保持率为85.26%。     

形貌可控的尖晶石型LiNi0．5 Mn1．5O4的合成与性能

采用溶胶-凝胶法制备了5 V正极材料LiNi0．5 Mn1．5 O4。将混合盐溶液以不同速度加入草酸溶液中,对制得的LiNi0．5 Mn1．5 O4材料的结构、形貌和电化学性能会产生显著的影响。结果表明：将盐溶液以0．17 mL/s的速度加入到草酸中,预烧温度为450℃,焙烧4 h,后900℃焙烧6 h制得的样品为粒径均匀的多面体,1 C 充放电初始容量达到135 mAh/g,55次循环后的放电比容量保持率为96．26％。