碳包覆纳米SnO2锂离子电池负极材料合成及其性能研究

采用热解Sn(OH)4和淀粉混合物制备碳包覆纳米SnO2的方法合成了无定形碳包覆纳米SnO2.采用XRD、SEM、TEM、STEM-EDX以及充放电测试等手段对其结构、形貌和性能进行表征.结果表明,样品材料中无定形碳呈薄片状,被包覆的纳米SnO2(20～50nm)均匀分布在片状无定形碳中.产物中SnO2与碳的不同比例影响了产物的性能,样品(SnO2∶ C＝1∶ 1)首次循环的可逆比容量达到404mAh·g-1,20次循环内无明显衰减.     

碳包覆空心Fe3O4纳米粒子作为锂离子电池负极材料的电化学性能研究

以二茂铁为铁源,石油渣油为碳源,通过加压热解和空气氧化制备了碳包覆空心Fe3O4纳米粒子。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)以及高倍透射电镜(HRTEM)等测试方法对样品的形貌和结构进行表征。采用恒流充放电和交流阻抗方法测试碳包覆空心Fe3O4纳米粒子作为锂离子电池负极材料的电化学性能。在电流密度为0.2mA/cm2时,首次放电比容量高达1294.7mAh/g,30次循环之后其放电比容量为392.1mAh/g;电流密度为1mA/cm2时,首次放电比容量为216.3mAh/g,30次循环之后其放电比容量为113mAh/g。     

纳米Al2O3包覆LiFePO4/C正极材料的结构和电化学性能（英文）

主要研究了纳米氧化铝包覆对LiFePO4/C复合正极材料结构和电化学特性的影响。采用溶胶凝胶方法把纳米氧化铝包覆在商业LiFePO4/C颗粒表面。研究了Al2O3包覆层的量对LiFePO4电极在室温和高温充放电性能的影响。结果显示:2wt%Al2O3包覆层能有效增加电池的循环容量,能延缓电池在高温条件下充放电的容量衰减,减小电极的界面阻抗。这归因于氧化铝包覆层对磷酸铁锂晶粒的表面起保护作用,减少电解液对磷酸铁锂晶粒表面的腐蚀,从而改善循环过程中磷酸铁锂的表面结构的完整和稳定,确保锂离子扩散通道的畅通。     

AlPO4包覆对LiVOPO4电化学性能的影响

以LiVOPO4、Al(NO3)3.9H2O、H3PO4为原料,采用溶胶-凝胶法制备了AlPO4包覆的LiVOPO4粉末(AlPO4包覆LiVOPO4)。采用热重与差热分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析以及电化学测试等手段对AlPO4包覆LiVOPO4的微观结构、表面形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,AlPO4以无定形态包覆于LiVOPO4颗粒表面形成AlPO4包覆LiVOPO4粉末。由于在LiVOPO4颗粒表面包覆了一层无定形的AlPO4后,阻止了电极与电解质溶液之间的副反应,降低了电化学阻抗,因此,与未包覆的LiVOPO4粉末相比,AlPO4包覆LiVOPO4具有更高的可逆容量、更稳定的循环性能和更好的倍率性能。     

碳包覆LiFePO4的结构与性能研究

为了研究碳包覆对LiFePO4结构的影响,以柠檬酸为碳源,采用机械活化-高温固相法,合成了不同碳包覆量的LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、SEM、BET、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、交流阻抗谱(ACI)和恒电流充放电等现代分析方法,全面研究了碳包覆量不同时,LiFePO4/C复合正极材料的结构、形貌和电化学性能,并对C包覆对结构影响的成因进行了分析.结果表明,柠檬酸高温分解后生成无定形碳非晶物质,在LiFePO4颗粒表面包覆形成一种网络结构,抑制了颗粒的生长;C包覆影响了晶体的生长方向和微观结构,LiFePO4/C的优势生长为[121]方向;交流阻抗分析表明包覆后锂离子扩散系数比未改性的LiFePO4提高了两个数量级,且各项阻抗值均降低,从而提高了材料的离子及电子电导性、放电性能和循环性能.     

Ag包覆MnO锂离子电池负极材料的合成及性能

通过热分解MnCO3和AgNO3的方法制备了具有Ag包覆结构的MnO微米球。分别采用XRD、SEM和恒流充放电技术考察了其晶体结构、颗粒形貌和电化学性能。分析结果表明,该MnO/Ag复合材料结晶度良好,呈球状,直径约1.2μm,Ag包覆在MnO球体表面。当充放电电流密度为34.8mA/g时,MnO/Ag复合材料的首次库伦效率高达70.0%,初始可逆比容量为805.3mA.h/g,经30周循环后,其放电比容量仍保持在407.8mA.h/g。当电流密度增加到190.5mA/g时,其放电比容量仍有320mA.h/g。     

十二烷基苯磺酸钠对三元正极材料结构及性能的影响

为了考察十二烷基苯磺酸钠(LAS)对三元正极材料结构及性能的影响,采用氢氧化物共沉淀法,以镍、钴、锰的乙酸盐为原料,在不同LAS添加量的条件下制备三元正极材料;对所得产品进行X射线衍射、扫描电子显微镜表征和电性能测试,探讨不同LAS添加量对产物的影响,并对LAS作用机理进行分析。结果表明,LAS不会影响材料的层状结构,电性能测试首次放电比容量高达181.9 m A·h/g,经过30次循环后,放电比容量仍可达到168.2 m A·h/g。     

表面包覆材料Li1.05Ni1-xCoxO2的合成及电化学性能研究

采用sol-gel法进行前驱体制备,合成表面包覆掺Co的正极材料.产物的电化学性能优良,以0.2C倍率进行充放电循环测试,可逆比容量超过190mAh/g、循环30周的容量保持率达96%以上.为了得到合成简便、成本低廉、性能优良的锂离子电池正极材料,本文研究了合成工艺对LixNi1-xCoxO2的电化学性能的影响;     

纳米填料对硅橡胶包覆层性能的影响

选取数种纳米填料对硅橡胶进行补强,结果发现不同的纳米填料对硅橡胶的影响区别很大,白炭黑会使硅橡胶的拉伸强度提高;纳米三氧化二铁粒子越小,补强效果越好,当纳米三氧化二铁含量达到10%,会使硅橡胶的强度提高达到5.16Mpa,而且会使硅橡胶的热稳定性大幅提高,TGA曲线中535℃时残留质量由空白胶的30.75%提高到了86.15%;但是纳米炭化硅、氮化硅会对硅橡胶产生强烈的阻聚作用,以至于硅橡胶包覆层无法聚合。     

合成方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响

采用碳酸盐共沉淀法、草酸盐共沉淀法、溶胶-凝胶法、高温固相法、氢氧化物共沉淀法(pH=10、11、12)制得LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学性能测试对样品的结构和性能进行了表征.结果表明,溶胶-凝胶法合成的样品层状结构较完整,阳离子混排程度低,粒径相对较小,颗粒分布均匀;该样品首次放电比容量较高为151 mAh·g-1,循环30次后容量保持率达到93.31％.     

不同合成方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料电化学性能的影响

通过固相自引发基团置换反应,流变相法和固相自引发基团置换-流变相法3种方法成功制备出LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料。XRD、SEM和电化学测试表明,固-流法制备的样品具有最稳定的二维层状结构和最小的阳离子混排度及最佳的微观形貌和电化学性能。在2.8～4.3V区间内0.2、0.5、1和2C下的放电比容量分别为185.9、169.9、157.5和134.7mAh/g。0.5C下的循环测试表明,20次循环后电极的放电比容量为143.9mAh/g,容量保持率为84.7%。提高充电截止电压到4.6V,能极大地提高材料的充放电比容量,首次放电比容量为197mAh/g,同时,不可逆容量增大。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的合成及电化学性能研究

通过固相自引发基团置换反应——流变相法制备出层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,研究了不同烧结温度对材料的结构特性、微观形貌以及电化学性能的影响。结果表明,850℃煅烧20h的样品具有最佳的二维层状结构和阳离子有序度,产物颗粒呈球形,分布均匀,平均粒径约250nm。在2.8～4.3V区间,以80mA/g充放电,首次放电比容量为169mAh/g,30次循环后容量保持率为82.6%。将充电截止电压提高至4.4V,材料的前几次放电容量明显提高,以32mA/g充放电,10次循环后的放电比容量为174mAh/g,其后容量衰减加快,循环稳定性变差。     

Synthesis and electrochemical properties of modification LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode materials for Li-ion battery

The layered LiNi1/3CO1/3Mn1/3-xMg(x)O2 (x = 0, 0.01, 0.03, 0.05) cathode materials were prepared by solid state reaction, then copper oxide was coated on the product. The structures, morphologies and electrochemical properties of the LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMg(x)O2 and CuO-coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMg(x)O2 were characterized by X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and electrochemical tests. The results showed that the electrochemistry properties and cycle performance of magnesium doped LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 and CuO-coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMg(x)O2 materials were improved. The optimal doping content of Mg was x = 0.03 in the LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMg(x)O2 samples to achieve high discharge capacity and good cyclic stability, and the first discharge special capacity was 158.5 mAh/g at 0.2 C in the voltage of 2.5-4.3 V, then CuO-coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3-0.03Mg0.03O2 was investigated. The electrode reaction reversibility and electronic conductivity were enhanced through Mg-doped and CuO-coated.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及性能研究

以氢氧化钠为沉淀剂,采用共沉淀法合成了Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驱体,前驱体和LiOH·H2O充分混合高温烧结制备了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构、微观形貌及电化学性能进行了表征.XRD结果表明,所合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相单一无杂相,具有标准的α-NaFeO2型层状结构.SEM测试显示,颗粒粒度均一,粒径大约在0.5μm,粒径分布窄.以20mA/g电流密度放电,充放电电压在2.8～4.4 V之间,首次放电比容量达到181mAh/g,80次循环之后放电比容量仍然保持在172mAh/g;循环伏安测试显示,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2反应中主要是Ni2 /Ni4 、Co3 /Co4 2个电对在起作用,锰的价态保持不变,起到支撑结构的作用.     

LiFePO4-LiNi1/3Co（1/3）Mn1/3O2混合材料对锂离子电池性能的影响

通过流变相辅助高温固相碳热还原法及碳酸共沉淀法合成了LiFePO4/C复合材料及三元系锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。将二者按一定比例经强力搅拌混合均匀,获得均匀的共混锂离子电池用正极材料。通过循环充放电测试、交流阻抗测试等研究了混合比例对混合材料电化学性能的影响。实验结果表明LiFePO4与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2通过混合,二者之间产生较强的协同作用,从而实现二者之间的优势互补。并且当混合比例为1∶2时,混合电极具有较好的低温性能、倍率性能及循环稳定性和较高的平均放电平台电压及比能量密度。     

前驱体热处理温度对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的影响

以NaCO3为沉淀剂,NH3·H2O为缓冲溶液,将NiSO4、CoSO4和MnSO4混合溶液共沉淀制备（Ni1/3Co1/3Mn1/3）CO3前驱体,将其在400-900℃热处理5h制备得（Ni1/3Co1/3Mn1/3）Ox氧化物。EDTA络合滴定、BET、XRD及SEM研究表明,随着热处理温度的升高,（Ni1/3Co1/3Mn1/3）Ox中过渡金属含量及结晶度随着增加,而比表面积却减小。（Ni1/3Co1/3Mn1/3）Ox与LiOH混合后在850℃热处理24h制备出LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料,其结构、形貌及电性能的测试结果表明,前驱体在600℃条件下热处理制备的正极材料电化学性能最佳,其首次放电比容量为189.7mAh·g^-1,不同倍率循环60周后,循环保持率为92.4%。     

Preparation and Properties of Al2O3-doping LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 Cathode Materials

LiNi_1/3Co_1/3-xMn_1/3O₂ doped with Al₂O₃ (x = 0%, 2.5%, 5%, 10%) was synthesized by co-precipitation of Ni, Co, and Mn acetates. The influence of Al₂O₃ doping on structure and electrochemical performances of LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ was studied using X-ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopy, charge/discharge tester, and electrochemical workstation. It was found that the materials achieved the best electrochemical properties when x was 5%. The first discharge capacity was 156.3 mAh · g^?1(0.1 C, 2.0–4.8 V), which was close to the un-doped sample (156.8 mAh · g^?1). After 20 cycles, the capacity retention ratios at the C-ratios of 0.1C, 0.2C, and 0.5 C were 96.1%, 94.9%, and 89.4%, respectively, while the capacity retention ratios of the un-doped samples were only 92.6% (0.1 C), 91.8% (0.2 C), and 88.7% (0.5C). The alternating current impedance shows that the charge transfer in the electrode interface was the easiest when x was 5%.     

Synthesis, structure, and some properties of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2

Crystalline LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ powders have been synthesized by two different procedures, using carbonate coprecipitation from sulfate and nitrate solutions, followed by two-step heat treatment of a mixture of the resultant Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3CO₃ precursor and Li₂CO₃ at 500 and 900°C. The powders have been characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and dynamic light scattering. The results demonstrate that the synthesized compounds have a hexagonally ordered, layered structure of the α-NaFeO₂ type. The primary-particle (crystallite) size in the powders is 50 nm and the aggregate size is 150–250 nm. The average size of larger structures (agglomerates) is 11 and 18 μm in the powders prepared via the sulfate and nitrate routes, respectively. The chemical stability of the synthesized powders is shown to depend on the ambient medium. Prolonged storage in air leads to the formation of new, lithium-deficient phases, especially in the case of the powders prepared from nitrate solutions.