掺杂与表面包覆对尖晶石型LiMn2O4电化学性能的影响

用固相法制备了Cr3 和F-同时掺杂的尖晶石型LiMn2O4正极材料,并对掺杂材料进行氧化铝表面包覆改性,用扫描电子显微镜和X射线衍射研究了材料的表面形貌和晶体结构,用充放电实验和交流阻抗技术测试了材料的电化学性能。结果表明:LiMn2O4在掺杂Cr3 和F-及表面包覆氧化铝后仍为尖晶石型结构,随掺杂和包覆量的增加,材料首次放电容量降低,但循环性能明显改善,其中未掺杂、掺杂量为0.10和表面包覆0.3%的氧化铝的材料室温首次放电容量分别为125.3 mA·h/g、117.5 mA·h/g和113.7 mA·h/g,循环25次后容量保持率分别为82.7%、91.5%和93.6%,而55℃下25次循环后放电容量及其保持率以表面包覆氧化铝的最佳,分别达到104.2 mA·h/g和92.1%。     

Mn~(2+)掺杂及碳包覆对磷酸亚铁锂的影响

以醋酸锰为Mn源,葡萄糖为C源,采用高温固相法合成磷酸亚铁锂,对磷酸亚铁锂进行了Fe位掺杂和表面的包覆碳研究。用XRD、恒流充放电研究了材料的结构和电化学性能。结果表明:掺杂及包覆后的材料仍然具有橄榄石型晶体结构,并且掺杂及包覆碳后材料的初始容量和循环性能都得到了改善,表现出了良好的循环性能和高倍率性能。     

PVDF包覆对锂离子电池硅碳负极性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)作为包覆材料,对硅碳复合负极材料进行了表面包覆。通过SEM对复合材料的形貌进行了表征,并研究了包覆材料的添加量对复合负极材料的电化学性能的影响。结果表明:PVDF的包覆对复合负极材料的循环性能具有提高作用。研究了包覆剂添加量对复合负极材料循环性能的影响,当添加量为5%时,复合负极的循环性能最佳,首效达到89.69%,循环500次的容量保持率为71.21%。     

尖晶石型LiMn2O4正极材料的最新研究进展

尖晶石型锰酸锂以成本低廉、资源丰富和良好的安全性能,成为动力锂离子电池的理想正极材料。但尖晶石LiMn2O4高温循环性能差限制了其应用。阐述了尖晶石LiMn2O4容量衰减的机理;详细介绍了国内外在LiMn2O4正极材料体相掺杂和表面包覆改性的研究进展,并对体相掺杂和表面包覆改性LiMn2O4正极材料电化学性能提高的机理进行了讨论。最后对尖晶石LiMn2O4正极材料今后的发展方向进行了展望。     

铜掺杂碳包覆磷酸铁锂的微波合成及性能研究

研究了铜掺杂碳包覆磷酸铁锂（LiFePO₄）的微波合成。通过X射线衍射（XRD）表征了样品的化学组成和晶体结构,通过扫描电镜（SEM）考察了样品的微观形貌。分别用铜掺杂磷酸铁锂、碳包覆磷酸铁锂、铜掺杂碳包覆磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料,进行了电化学性能测试比较。充放电测试表明,微波合成的铜掺杂碳包覆磷酸铁锂具有良好的充放电性能和循环寿命,首次放电比容量达到145 mA•h/g,循环30次后比容量仍然有143.5 mA•h/g,为初始容量的98.96%,容量几乎无衰减。     

扫描电子显微镜在三元材料包覆改性中的应用

三元材料具有安全性能差、高温稳定性差等缺点。可通过掺杂和包覆改性晶体结构来抑制高温、高电压下副反应发生,防止晶体内部坍塌。材料表面分析技术可表征三元材料改性后晶体结构变化,本文通过扫描电子显微镜的二次电子、背散射电子、特征X射线这三种接收信号,综合分析三元材料包覆改性后表面包覆物的形貌、组成及包覆层厚度。     

MgF2包覆对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

通过浸渍法在正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆MgF2,通过XRD、SEM、交流阻抗（EIS）分析、充放电测试研究了不同量MgF2包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构与电化学性能的影响。结果表明,MgF2以非晶态形式包覆于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料颗粒的表面,当包覆量为3%（物质的量分数,下同）时,三元正极材料具有优良的电化学性能,在3.0~4.6 V充放电范围内0.1C充放电倍率下,首次放电比容量为196.3 mA·h/g,1C循环50次后容量保持率为95.7%,55 ℃高温下1C循环50次后容量保持率为93.3%。     

锂离子电池正极材料层状LiMnO2的研究进展

层状LiMnO₂是高能量密度锂离子电池关键正极材料之一,是当前的研究热点。本文比较系统地综述了目前LiMnO₂材料的国内外最新研究现状,对近期的材料制备方法和掺杂改性、表面包覆改性研究的进展情况进行了详细的分析。在已有初步实验基础上提出了将液相共沉淀与高温固相法相结合制备纳米级LiMnO₂以及阴阳离子共掺杂结合熔融浸渍包覆方法提高LiMnO₂循环性能等合成及改性方法,以提高结构稳定性及循环寿命。     

镁离子掺杂锂离子电池硅酸锰锂正极材料

以MgAC2为掺杂剂,葡萄糖碳化为碳包覆源,通过溶胶凝胶法制备了含有镁离子的硅酸锰锂正极材料前驱体,在惰性气保护下经高温焙烧得到碳包覆的硅酸锰锂正极材料.对镁离子掺杂对硅酸锰锂物理和电化学性能的影响进行了探讨.交流阻抗和循环伏安测试表明,碳包覆和低含量镁离子掺杂不会破坏硅酸锰锂的材料,并且显著提高了电子传导过程的电导率...     

钇掺杂钛酸锂/石墨烯纳米复合材料的合成与电化学性能

以氧化石墨烯（GO）为基底，钛酸四丁酯、一水合氢氧化锂、六水合硝酸钇为原料，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，采用溶剂热法合成前驱体，在N2气氛保护下高温煅烧合成了钇掺杂钛酸锂/氧化石墨烯纳米复合材料。采用SEM、XRD、EDS、Raman对复合材料进行了形貌、结构和成分表征。将复合材料用作锂离子电池负极材料，采用循环伏安法、恒流充放电循环法研究了其电化学性能。结果表明，片状钛酸锂包覆在氧化石墨烯片上形成了钇掺杂钛酸锂/氧化石墨烯纳米复合材料。在100 mA/g的电流密度下，钇掺杂量为8%（以钛酸锂的物质的量为基准，下同）的纳米复合材料的首次放电比容量为145.5mA·h/g，经过100圈充放电循环后容量衰减几乎为0，经过200圈循环后容量衰减1.59%，经过300圈循环后容量衰减3.24%，与目前容量保持率只有80%左右的石墨负极相比有明显的改进。钇元素的掺杂和钛酸锂包覆氧化石墨烯形式的复合材料可以减小钛酸锂电极在充放电循环中的极化程度，从而改善了材料的循环性能。     

SnO2对尖晶石LiMn2O4电极材料的改性

为提高锂离子电池正极材料LiMn2O4在高温下的循环性能,以Sn(OCH2CH2OCH3)4为原料,采用溶胶-凝胶法在LiMn2O4表面包覆了一层稳定的二氧化锡层. 用X射线粉末衍射和扫描电镜对包覆前后LiMn2O4的结构进行了表征. 结果表明,二氧化锡包覆层的存在减少了LiMn2O4与电解液的直接接触,有效地抑制了高温下LiMn2O4与电解液的相互作用,减少了锰在电解质中的溶解;经表面修饰处理后,LiMn2O4正极材料的初始容量虽稍有下降,但高温下(60℃)的充放电循环稳定性能得到了显著提高,40次循环后的高温容量衰减由改性前的31%降低到12%,并且电池的自放电速率也显著减小. 作为锂离子电池的正极材料,该表面改性材料是众多取代LiCoO2材料中最具竞争力的材料之一,也有望成为锂离子动力电池的正极材料.     

纳米氧化铝浆料制备及用于改性锂电池正极材料

为了开发更为简单、高效制备氧化铝改性正极材料的方法，提升锂电池正极材料的倍率和循环性能，以聚丙烯酸铵(PAANH₄)为分散剂制备纳米氧化铝浆料，并在锂离子电池正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂表面包覆纳米氧化铝。通过实验发现，PAANH₄添加量为4%(PAANH₄占氧化铝的质量分数)、球磨时间为8 h，所得纳米氧化铝粒径较小且均匀。将此纳米氧化铝浆料应用于锂离子电池正极材料改性，氧化铝的加入不改变正极材料的表面形貌、颗粒尺寸和晶体结构。在电化学性能测试中，发现在氧化铝包覆量为0.3%(质量分数，下同)时，获得较优倍率性能，在氧化铝包覆量为0.5%时，获得较优的循环稳定性能。1C倍率下，未包覆和氧化铝包覆量为0.5%的正极材料循环100次，其容量保持率分别为75.61%和84.93%。     

硼酸锂包覆改性尖晶石锰酸锂的研究

尖晶石型锰酸锂由于具有优异的安全性能且成本低廉,成为锂离子电池正极材料的研究热点。然而,由于锰溶解所导致的循环性能衰退是锰酸锂发展的主要障碍。随着温度的升高,锰溶解加剧,因而电池在高温条件下衰退更加严重。将硼酸锂包覆于锰酸锂表面,可以抑制锰的溶解。通过高能球磨的方法可将硼酸锂均匀地包覆于锰酸锂表面。X射线衍射与电化学阻抗表征结果表明,硼酸锂不会引起锰酸锂结构的变化和电池阻抗的增加。通过对界面转移电阻的研究发现,硼酸锂包覆量超过2%（质量分数）时电池的极化会增加,因此将硼酸锂的最佳包覆量控制在2%。相比于未经包覆的锰酸锂,经包覆的锰酸锂不论是对锂半电池还是对石墨全电池均表现出优异的循环性能,尤其是在60 ℃下的循环性能大大改善。软包全电池体积能量密度达到308 W·h/L,1C循环200次后容量保持率可达到94.7%。通过硼酸锂包覆可有效抑制锰酸锂的锰溶解,改善其循环性能。     

镍钴铝酸锂正极材料改性研究进展及展望

综述了锂离子电池镍钴铝三元正极材料LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2(NCA,x≥0.8)存在的不可逆容量大、循环性能差等问题及其性能优化改性技术的研究进展,从表面包覆和体相掺杂两个方面对近年来国内外NCA正极材料的电化学性能改善研究进行系统性总结,分析了各类包覆物以及掺杂元素的作用机理,并对NCA正极材料的未来研究方向进行了展望。     

高能量密度锂离子电池LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料改性的研究进展

镍钴铝酸锂(LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2,NCA)因具有高能量密度、高性价比等优点,被视为最具发展潜力的动力锂电池正极材料.但NCA在使用过程中安全性、循环稳定性、高温性能较差,需要通过离子掺杂、表面包覆等方式改性,以改善材料的电化学性能.本工作对NCA的改性研究进行总结,并展望了未来的研究方向.     

镍钴铝酸锂正极材料改性研究进展及展望

综述了锂离子电池镍钴铝三元正极材料LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2(NCA,x≥0.8)存在的不可逆容量大、循环性能差等问题及其性能优化改性技术的研究进展,从表面包覆和体相掺杂两个方面对近年来国内外NCA正极材料的电化学性能改善研究进行系统性总结,分析了各类包覆物以及掺杂元素的作用机理,并对NCA正极材料的未来研究方向进行了展望。     

球形覆Co氢氧化镍的合成及性能研究

在自行设计制作的管式反应器中,采用化学沉积包覆的方法在球形氢氧化镍表面包覆了一层Co(OH)2膜,通过实验发现,pH值和络合剂的浓度对包覆反应有很重要的影响.表面覆钴量不同,其表面形貌、电化学循环稳定性和大电流充放电性能也有很大差异.本文利用X射线衍射仪、扫描电镜和恒流充放电技术测试了其相结构、表面微观形貌和循环寿命等方法,确定了合适的氢氧化镍表面覆钴量.     

沥青包覆对天然石墨性能影响研究

以石油基高软化点沥青为包覆剂，通过液相包覆改性天然石墨材料，分别采用氮气吸附、扫描电子显微镜、X射线衍射和电池性能测试等对沥青包覆石墨材料进行表征分析。结果表明，10%沥青包覆比例可以在天然石墨表面形成完整的包覆层，降低比表面积，改善天然石墨材料的循环性能和倍率性能，0.5C下循环150次容量保持率由81.05%提高到94.27%。     

B2O3包覆增强LiNi0.82Co0.15Al0.03O2的电化学性能

采用机械融合的方法制备了氧化硼包覆LiNi_(0.82)Co_(0.15)Al_(0.03)O_2的正极材料,讨论了氧化硼包覆层对正极材料的表面形貌,晶体结构以及电化学性能的影响。扫描电镜(SEM)与X射线光电子能谱(XPS)的分析结果表明,氧化硼成功的覆盖在LiNi_(0.82)Co_(0.15)Al_(0.03)O_2颗粒表面。电化学测试表明包覆物有效减缓了循环过程中的电荷转移电阻,因此循环性能,倍率性能都有所改善。氧化硼包覆量0.75%的电化学性能最好,与未包覆的材料相比,室温下在1 C电流密度下循环100圈容量保持率由75.6%上升至86.3%,在5 C电流密度下的可逆容量高达114.2 mAh·g~(-1)。EIS结果表明包覆层B_2O_3降低了表面的电荷转移电阻。     

锰酸锂电池正极材料高温包覆改性研究

对尖晶石Li Mn2O4材料进行表面修饰能够在一定程度上减少电极材料和电解液的直接接触,抑制锰元素溶解。通过Pechini法制备了不同包覆量(1、1. 5和2 wt%)的锂镧锆氧固态电解质/锰酸锂复合材料。当包覆量为1. 5 wt%时,复合正极材料首次放电容量达到112. 5 m Ah/g,在55℃、0. 5 C循环100次后容量损失率仅为8. 6%。尖晶石晶粒表面形成了独特的网络状包覆层,减少了活性物质和有机电解液之间的直接接触却不影响锂离子扩散,显著提升了锰酸锂的高温电化学性能。