混合铁源制备碳包覆磷酸铁锂

以FeC2O4·2H2O和FePO4作为混合铁源,采用高温固相法制备锂离子电池正极材料碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)。采用SEM、XRD、恒电流充放电测试和交流阻抗谱对材料的表面形貌、物相结构和电化学性能进行了分析。在700℃、混合铁源n(FeC2O4·2H2O)∶n(FePO4)=1∶1时制备的LiFePO4/C的电化学性能较好。在2.5~4.1 V充放电,0.2 C时的放电比容量为165.9 mAh/g,2.0 C首次和第20次循环的放电比容量分别为135.3 mAh/g、141.9 mAh/g。     

空气和氧气氧化沉淀法制备FePO4·2H2O及LiFePO4

以FeSO4·7 H2O和H3PO4为原料,用价格低廉的空气或氧气作为氧化剂,通过氧化沉淀法一步制得结晶态的FePO4·2 H2O。以此为前驱体制得的LiFePO4正极材料具有较好的性能。采用空气氧化时,0.2 C首次充放电比容量分别为153.5和140.8 mAh/g,首次库仑效率为91.7%;采用氧气氧化时,0.2 C首次充放电比容量分别为168.7和153.7 mAh/g,首次库仑效率为91.1%;循环性能和倍率性能还有待改善。用X射线衍射仪和扫描电镜等对两种方法制备的FePO4·2 H2O和LiFePO4的结构和形貌进行表征。用空气或氧气代替双氧水作为氧化剂显著降低了FePO4·2 H2O前驱体的制备成本,具有应用前景,值得深入研究。     

碳热还原合成钒掺杂的球形LiFePO_4/C

通过碳热还原,合成了不同钒掺杂量(x)的球形碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)材料LiFe1-xVxPO4/C。循环伏安和恒流充放电测试表明,适当的钒掺杂能改善材料的电化学性能。x=0.05的材料,电化学性能较好,以0.1 C在2.5~4.2 V充放电,首次放电比容量为151.1 mAh/g,10.0 C倍率时,放电比容量仍能维持在104.4 mAh/g左右。     

FePO4为铁源时合成时间对LiFePO4/C性能的影响

以FeSO4.7H2O,H3PO4,H2O2和NH3.H2O为原料合成纳米化的FePO4.1.5H2O,并将Li2CO3、FePO4.1.5H2O和葡萄糖混合球磨,在800℃下通过碳热还原合成LiFePO4/C。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试研究了相同温度下,不同合成时间LiFePO4/C样品的结构、形貌及电化学性能。结果表明:在800℃12 h下合成的样品具有最佳的电化学性能,在0.2C(1C=150mAh/g)倍率下放电,首次放电比容量为142.7mAh/g,经过20次充放电循环后容量基本保持不变。     

Mg~(2+)掺杂对sol-gel法合成锂离子电池材料Li_3V_2(PO_4)_3的影响

在磷酸钒锂材料中掺杂Mg2+,Mg2+取代锂位,其化学式可以写为(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3,Mg(OH)2作为镁源,按化学反应方程式中化学计量比称取LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,Mg(OH)2(x=0.01、0.05、0.1)和柠檬酸,其中柠檬酸用量为n(V)∶n(柠檬酸)=2∶2,煅烧温度为700℃,煅烧时间为8 h,合成了(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3正极材料。研究了Mg2+掺杂量对材料性能的影响,考察了x=0、0.01、0.05、0.1四种情况。结果显示,x=0.05时材料具有较好的充放电性能。在2.7～4.5 V电压范围内进行充放电循环测试,0.05 C充放电倍率下,其首次放电比容量为145 mAh/g,库仑效率高达90%以上,0.1 C循环20次后,放电比容量仍为131 mAh/g;0.2 C循环时,首次放电比容量为140 mAh/g左右,20次循环后仍为130 mAh/g以上;0.5 C循环20次后,放电比容量为104 mAh/g。     

混合铁源合成锂离子电池正极材料LiFePO_4/C

以Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O(摩尔比1∶1)为混合铁源,柠檬酸为碳源,通过高温固相法合成了锂离子电池正极材料Li Fe PO4/C。采用X射线衍射光谱法(XRD)、恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗谱(EIS)对材料的物相结构和电化学性能进行了表征。通过与单一铁源(Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O)合成Li Fe PO4/C进行比较,表明混合铁源合成的材料具有较好的电化学性能。在4.2~2.4 V充放电,0.1 C首次放电比容量为142.1 m Ah/g,循环50次后达到131.5m Ah/g,容量保持率为92.54%,高于单一铁源合成的材料;在0.2 C、0.5 C、1 C和2 C的倍率循环性能测试也表明混合铁源合成的材料有较好的电化学性能。     

磷酸铁锂性能改性的研究

以FeSO4·7H2O、NH4H2PO4和H2O2为初始原料,通过液相沉淀法制得前驱体FePO4,然后通过碳热还原制得LiFePO4。我们采用两种加碳方式:a、先制得FePO4,然后加炭黑混合高温合成LiFePO4;b、先把炭黑分散在液相中,然后通过液相沉淀制得含碳的FePO4,再高温合成LiFePO4。SEM(扫描电子显微镜)分析表明:方法b制备的FePO4颗粒比方法a制备的FePO4颗粒细小。在其它条件相同的情况下方法b合成的LiFePO4的电化学性能要优于方法a合成的电化学性能。采用方法b于560℃煅烧12h制备的LiFePO4在0.1C放电倍率下其比容量为149mAh/g,而当放电倍率达到1C时,放电比容量为124mAh/g,且具有良好的循环性能。     

LiFePO4纳米棒的合成与电化学性能

采用水热-固相二步法合成了纳米棒状磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料,并对晶体结构、形貌和性能进行了XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和恒流充放电分析。利用水热法可合成纳米棒状磷酸亚铁[Fe3(PO4)2.H2O]前驱体,固相法可得到纯相LiFePO4纳米棒。在2.5~4.2 V充放电,产物的1.0C、5.0C放电比容量分别为125 mAh/g和104mAh/g,具有良好的高倍率性能。     

非整比磷酸铁锂LixM0.01FePO4的合成与电化学性能研究

用流变相法成功地合成了分别掺杂Y和Mo的非整比磷酸铁锂(LixY0.01FePO4和LixMo0.01FePO4),并用XRD和SEM技术对其结构和形貌进行了表征,结果表明:LixY0.01FePO4和LixMo0.01FePO4仍然保持LiFePO4的晶体结构,但晶胞参数略有变化;两种晶体颗粒分布较均匀,其平均粒径分布在0.5～1.0μm范围。用电池综合测试技术,对目标产物的电化学性能进行了测试,当在低倍率下(0.05 C)充、放电时,LixY0.01FePO4和LixMo0.01FePO4材料的初始放电比容量分别为135、130 mAh/g;当在较高倍率(0.5 C)下充、放电时,两种掺杂的LiFePO4材料仍分别具有初始放电比容量为108、106 mAh/g,但LixY0.01FePO4却比LixMo0.01FePO4表现更好的循环性能。并对非整比掺杂磷酸铁锂材料的改性机理进行了分析。     

废旧磷酸铁锂锂离子电池正极的回收

采用磷酸(H3PO4)溶液对废旧LiFePO4电池正极片在低温热解得到的粉末材料进行浸出,以铁盐溶液作为补充铁源,合成电池级磷酸铁(FePO4),并将滤液pH值调到8.0以上,得到工业级磷酸锂(Li3PO4)。通过SEM、XRD和电化学性能测试,研究热处理温度、反应原料配比与溶液pH值对回收产物形貌和性能的影响。将正极片在350℃下热解2 h分离得到的粉末加入到85℃的H3PO4溶液中,在n(P)∶n(Fe)为1.3∶1.0的条件下,制备的FePO4结晶度好。制备的电池在2.5~4.0 V充放电,0.2 C和2.0 C放电比容量最高分别达到160.2 mAh/g和150.3 mAh/g。以Li3PO4方式回收滤液中的锂元素,当p H值为10时,回收率达到90%,Li3PO4纯度在99.4%以上。     

Li4Ti5O12/C复合材料的合成及性能研究

以醋酸锂(LiAc)和二氧化钛(TiO2)为主要原料,H2c2O4为还原剂,柠檬酸为配位剂及碳源,采用流变相反应法合成了Li4Ti5O12/C复合材料.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)对合成材料的晶体结构和微观形貌进行表征,采用恒流充放电系统及交流阻抗测试法对合成材料的电化学性能进行了测试,结果表明:该方法合成的Li4Ti5O12/C复合材料在粒径、高倍率充放电性能及循环稳定性等方面都优于相同方法合成的纯相锂钛尖晶石(Li4Ti5O12).     

磷化渣制备磷酸铁锂及其性能研究

磷酸铁(FePO4)作为磷酸铁锂(LiFePO4)材料的前驱体,随着锂离子电池的发展引起了广泛的关注.磷化渣是磷化工业的副产物,含有大量的磷酸铁,将磷化渣提纯得到粗提纯FePO4,经水热重结晶得到亚微米-微米级前驱体FePO4,以碳热还原的手段得到LiFePO4.研究了水热过程中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量、pH对FePO4粒度的影响.结构表征手段主要有XRD、SEM、LPS等,使用电化学工作站表征LiFePO4材料的电化学性能.电化学表征结果表明,该材料具有较高的的首次充电比容量,接近磷酸铁锂的理论比容量,库仑效率达到93.51％,但高倍率下的充放电性能较差.     

Sol-gel法合成Li3V2(PO4)3及其性能研究

利用LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,H2O2和柠檬酸作为原材料,通过sol-gel(溶胶-凝胶)法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。研究了预烧、不同合成温度、柠檬酸用量对产物结构、电化学性能的影响。结果表明,在预烧条件下,合成温度为700℃,柠檬酸用量为nV∶n柠檬酸=2∶2时,材料具有比较好的性能。充放电电压范围控制在2.7~4.5 V,在0.05 C倍率下,其首次放电比容量高达148mAh/g,0.1 C倍率下循环,首次放电比容量为138 mAh/g,20次循环后放电比容量为130 mAh/g。     

废旧磷酸铁锂的高效回收再利用

将磷酸铁锂(LiFePO4)回收料煅烧除杂,再用柠檬酸溶液预处理,补加磷酸铁(FePO4)等原料,引导合成反应,恢复性能.用XRD、SEM和恒流充放电测试,对材料进行分析.将LiFePO4回收料在空气中、450℃下煅烧除杂,得到除碳料;用5 g 1.4％柠檬酸溶液松解500 g除碳料晶粒;再按m(除碳料):m(FePO...     

第二相碳对LiFePO_4/C正极材料性能的影响

以草酸亚铁为铁源,磷酸二氢锂为锂源,以葡萄糖为第一相碳源,乙炔黑为第二相碳源,两步高温固相法合成碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)正极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和显微激光拉曼光谱等分析方法对合成样品的物相、表面形貌及碳结构进行表征,并对样品的恒流充放电性能进行了测试,探讨了乙炔黑的加入对材料电化学性能的影响。结果表明采用二相碳合成的LiFePO4/C材料为纯相磷酸铁锂;碳包覆LiFePO4材料中有石墨结构的有序碳生成,且电子电导率达到6.89×10-5S/cm;具有良好的电化学性能,在0.5 C下放电比容量达到161mAh/g,5 C下放电比容量为122.7 m Ah/g,3 C下循环30次后容量保持率为95.97%。     

微波法合成铈掺杂的LiFePO4正极材料

以自制的NH4FePO4作为前躯体,CH3COOLi·2 H2O为锂源,Ce2O3为掺杂源,通过微波法合成了锂离子电池正极材料Li1-xCexFePO4(x=-0、0.001、0.002).采用×粉末衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)以及恒流充放电对材料掺杂进行了结构和电化学性能表征与分析.结果表明,所合成的材...     

溶胶-凝胶法合成Li_(1.016)Cr_(0.103)Mn_(0.464)Ni_(0.356)O_2

以Li Ac·2H2O、Mn(Ac)2·4H2O、Ni(Ac)2·4H2O和Cr(NO3)3·9H2O为原料,柠檬酸为络合剂,用溶胶-凝胶法合成Li1.016Cr0.103Mn0.464Ni0.356O2。通过XRD、SEM、电感耦合等离子体(ICP)发射光谱和电化学性能测试,考察反应温度的影响。材料具有典型的富锂层状固溶体型的晶体结构特征,最佳反应温度为85℃,合成的材料颗粒尺寸均一,约为150 nm。材料在2.0~4.8 V循环,0.1 C(25 m A/g)首次放电比容量为190 m Ah/g;经0.1 C、0.2 C、0.5 C和1.0 C循环20次后,容量保持率分别为86%、88%、90%和88%,且1.0 C最大放电比容量仍保持在95 m Ah/g。     

LiFePO4前驱体FePO4的制备及性能

以FeSO4、H3PO4和H2O2为原料,通过控制反应温度、pH值、FeSO4与H3PO4的物质的量比等反应条件,合成了前驱体FePO4.在氩气气氛中煅烧FePO4、Li2CO3和葡萄糖的混合物,制备了LiFePO4.充放电测试表明:LiFePO4样品具有3.4 V的放电电压平台,在0.1 C倍率下的首次充放电比容量分别为154.1 mAh/g和146.5 mAh/g.     

正极材料LiNi1-xAlxO2的合成及表征

以Ni(OH)2、Al(OH)3和LiOH·H2O为原料,采用高温固相反应法,在空气中合成了锂离子电池正极材料LiNi1-xAlxO2(x=0.025～0.30).用XRD和充放电试验研究了合成材料的物相、结构和电化学性能;研究了合成温度、合成时间、补锂量对合成产物结构的影响以及掺铝量对合成产物结构和充放电容量的影响.实验结果表明:掺铝有利于形成和稳定α-NaFeO2型层状有序结构.掺铝量对材料的结构和充放电容量均有重要影响,掺铝量为5%的样品,首次放电比容量最高,达到141.5 mAh/g.在空气中合成LiNi1-xAlxO2(x=0.025～0.30)的最佳温度为750℃,合成时间以18～21 h为宜,补锂量为10%效果较好.     

以竹纤维为碳源制备碳包覆磷酸铁锂

以竹纤维为碳源,制备了碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)正极材料,研究了竹纤维掺杂量对材料结构和性能的影响.XRD分析表明:制备的材料具有标准的橄榄石型结构.充放电实验表明:当竹纤维掺杂量为7％时,材料具有较好的电化学性能,以0.1C在2.5～4.1V充放电,首次放电比容量为150 mAh/g,第20次循环的容量保持率为96％.