混合正极中LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4粒径对锂离子电池性能的影响

将不同粒径的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4与LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2按质量比21∶73混合,用作锂离子电池正极活性物质。D50分别为9.31μm和4.32μm的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4材料制备的极片,最大压实密度分别为3.03 g/cm3和3.10 g/cm3。制备的额定容量为5 Ah的04125136型电池,低倍率下的倍率放电性能相当;当放电倍率≥2.0 C时,放电容量受到粒径的影响,3.0 C首次放电容量(3.0~4.2 V)分别为0.3 C放电容量的80.9%(D50=9.31μm)和87.1%(D50=4.32μm);在低温-20℃下以0.3 C在3.0~4.2 V放电,首次放电容量分别为常温下的55.3%(D50=9.31μm)和61.2%(D50=4.32μm)。以小粒径LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4材料制得的混合正极制备的电池,具有较好的倍率性能、低温性能和安全性能。     

高电压型纳米Al_2O_3包覆LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的制备和电化学性能

利用溶胶-凝胶法在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2颗粒表面包覆一层纳米级厚度的Al2O3,提高了其高截止电压下的循环性能和倍率性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜法(TEM)对所制备材料进行结构和微观形貌表征,通过充放电测试对材料的电化学性能进行分析。结果表明:Al2O3包覆层对材料的结构和微观形貌没有影响;Al2O3的最佳包覆量为2.0%(质量分数),此时包覆层的厚度为20~30 nm。在2.8~4.5 V电压范围内,未包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在0.2 C时的首次放电比容量为175 m Ah/g,50次循环后容量保持率只有91.8%;经Al2O3包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在0.2 C下,首次放电比容量达到181 m Ah/g,经50次循环后容量保持率仍可达到97.4%,且在5 C放电条件下,其放电比容量可达152 m Ah/g,显示了该包覆材料在高能量密度长寿命锂离子电池中将具有很大的应用潜力。     

2% LiMn_2O_4对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

将层状的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料与尖晶石型的LiMn2O4按质量比为2∶98混合烧结,采用X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)以及充放电测试研究LiMn2O4对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响。研究表明混合LiMn2O4有利于提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的首次库仑效率、循环性能和倍率性能,在3.0~4.3 V以1 C循环,首次放电比容量和库仑效率分别为150.3 m Ah/g和85.5%,循环50次后容量保持率为88.9%;在5 C下充放电仍保持136.2 m Ah/g。循环伏安与交流阻抗测试表明混合2%(质量分数)LiMn2O4可以提升材料的可逆性和放电容量,降低电荷转移电阻。     

压实密度对LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2性能的影响

采用共沉淀-高温固相法,控制压实密度,制备正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2,并分析样品的结构、形貌及性能。类单晶样品的压实密度为4.0 g/cm3,与二次球颗粒相比,具有良好的形貌、抗压性能和较好的电化学性能。制备的扣式电池以0.1 C放电至2.80 V的比容量为179.9 m Ah/g;在25℃下以1.0 C在2.80~4.35 V循环100次,容量保持率为95.3%。     

以电解MnO_2超细粉为锰源制备高倍率LiMn_2O_4材料

采用高温固相反应将电解MnO_2超细粉制备成粒度较大、结晶度较高的Mn_3O_4,再以其为锰源成功合成了LiMn_2O_4锂离子电池正极材料。采用X射线粉末衍射仪、扫描电镜、激光粒度分析仪、振实密度测试仪、比表面积测试仪及电化学充放电测试仪分别对合成材料的结构、形貌、粒度分布、振实密度、比表面积及电化学性能进行了表征测试。结果表明,合成的LiMn_2O_4材料晶体结构完整,为立方尖晶石结构,中粒度D(50)为8.88μm,振实密度为1.75 g/cm~3;在3.0~4.2 V(vs.Li/Li~+)充放电电压范围内,0.2 C(1 C=120 mA/g)首次放电比容量为121.5 mAh/g,100周循环容量保持率为90.8%,5 C放电比容量为0.2 C的76.8%,表现出优良的循环稳定性和倍率性能。     

0.5Li_2MnO_3-0.5LiMn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)O_2正极材料的制备与性能

采用球磨流变相辅助高温固相反应法制备0.5Li_2MnO_3-0.5LiMn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)O_2材料,利用恒流充放电、循环伏安、SEM和X射线能谱(EDS)等技术对产物进行分析。材料属于R-3m空间群的α-NaFeO_2型层状结构,颗粒结晶完整,95%的颗粒粒径在18.39μm以内。在4.8~2.0 V充放电,材料的0.05 C首次放电比容量为250.9 mAh/g,库仑效率为70.1%,并在首次充电过程中完成结构重整;0.20 C首次放电比容量为214.4 mAh/g,2.00 C放电比容量为136.2 mAh/g。     

Cr_2O_3修饰Li_4Ti_5O_(12)的制备及电化学性能

采用湿法球磨工艺和热处理制备三氧化二铬(Cr2O3)修饰钛酸锂(Li4Ti5O12)材料。Cr2O3修饰后,Li4Ti5O12的XRD图中没有出现杂质峰。Cr2O3修饰可提高Li4Ti5O12在高倍率下的容量保持率和循环性能。Li4Ti5O12-1.5%Cr2O3材料的倍率性能和循环性能最好,以5.0 C在1.0~2.5 V充放电,第500次循环的放电比容量为122.8 m Ah/g,容量保持率为96.2%;纯相Li4Ti5O12分别为48.3 m Ah/g、81.1%。Cr2O3修饰降低了Li4Ti5O12的电荷转移阻抗,提高了材料的电化学活性。     

Al_2O_3包覆正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

采用高温固相法制备LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料,并用三氧化二铝(Al_2O_3)进行表面包覆改性。通过XRD、SEM对材料晶体结构、形貌进行分析,用恒流充放电和循环伏安等对材料进行测试。Al_2O_3包覆的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料具有典型的空间群,为R-3m的六方层状α-Na Fe O2结构。以0.2 C在2.5~4.3 V循环,Al_2O_3包覆量为1%的材料电化学性能最好,首次放电比容量可达145.7 m Ah/g,第30次循环的容量保持率为94.0%,比未包覆Al_2O_3材料在相同条件下的放电比容量提高了6.3%。     

四甘醇作碳源合成Li_3V_2(PO_4)_3正极材料及其电化学性能

以LiOH·H_2O、NH_4VO_3、H_3PO_4为原料,四甘醇为还原剂,在水相中制备Li_3V_2(PO4)_3前驱体,在惰性气氛中850℃焙烧8 h得到锂电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3。X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和恒电流充放电测试表明,所得样品为单斜Li_3V2(PO4)_3,厚度约为0.5μm的片状结晶;在3.0~4.3 V(vs.Li/Li+)电压范围内以0.1 C、1 C充放电,首次放电比容量分别为123.1和113.5 m Ah/g,1 C充放电40次循环后放电比容量为111.1 m Ah/g,容量保持率为98%,具有良好的倍率性能和循环性能。     

固相法合成xLi_2MnO_3·(1-x)LiMn_(0.6)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_2

以过渡金属乙酸盐和碳酸锂为原料,使用固相法合成x Li2Mn O3·(1-x)Li Mn0.6Ni0.2Co0.2O2(x=0.7、0.6、0.5和0.4)。对制备的材料进行XRD测试和电化学性能分析。当x=0.5时,材料0.5Li2Mn O3·0.5Li Mn0.6Ni0.2Co0.2O2具有较好的层状结构和电化学性能,以0.1 C在2.0~4.8 V循环,首次充、放电比容量分别为218.0 m Ah/g和162.1 m Ah/g,循环5次的容量保持率为97.91%。     

锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的Ag表面修饰

采用银镜反应法对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2材料进行了Ag表面修饰.表面元素分布测试表明,Ag均匀分布在Li-(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2颗粒表面.未经表面修饰的材料在C/5、C/2和1 C倍率下放电容量分别为168、160、146 mAh/g,经过Ag表面修饰的材料在C/5、C/2和1 C倍率...     

V_2O_5发泡材料的制备及电化学性能

以五氧化二钒(V_2O_5)为原料,采用熔融冷却法制备V_2O_5干凝胶;以有机胺为插层物及结构导向剂,制备具有层状结构的V_2O_5材料。通过XRD、SEM和BET测试,对V_2O_5原料、干凝胶和发泡材料进行分析;通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对电化学性能进行研究,在m(V_2O_5)∶m(C16H35N)∶m(H2O2)=1∶2∶50条件下制备的V_2O_5发泡材料,电化学性能最佳,在1 mol/L Na_2SO_4溶液中以0.2 A/g的电流在-0.2~0.8 V充放电,充电比电容为170.3 F/g。     

锂离子蓄电池LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2正极材料的合成及性能

采用共沉淀前驱体法合成锂离子蓄电池正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2,针对材料的制备条件、形貌、密度、晶体结构以及电化学活性方面进行了较系统的研究。对材料进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱(XRD)分析以及电性能测试,结果表明样品颗粒均匀,为类球形,振实密度为1.8g/cm3;衍射峰与标准的a-NaFeO2层状结构完全对应,为层状嵌锂复合氧化物;LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2在电压2.5～4.3V范围内表现出较好的电化学性能,循环17次后仍保持大约150mAh/g,具有很好的发展前景。     

LiFePO4锂离子电池的制备工艺研究

采用液态锂离子电池工艺制备了204468型大容量LiFePO4锂离子电池。利用XRD、SEM及充放电方法对电池的电极表面形貌和电池电化学性能进行表征和测试。结果表明：在面密度为3．0g／m^2,压实密度为2.0-2.2g／cm^3、电池脱气时间为48h的条件下,204468型LiFePO4锂离子电池首次放电比容量达到138．8mAh／g,0.5C循环100周容量保持率95％,5C放电容量达到86％以上。     

制备条件对正极材料Ni(OH)_2活性和堆积密度的影响

发现了正极材料Ni(OH)_2的活性和堆积密度对某些制备条件而言是一对矛盾.确定了最大限度地协调二者的pH值等制备条件.制得了具有较高活性(放电比容量200～240mAh/g)和较高堆积密度[(1.6～1.8)×10~3kg/m~3]的Ni(OH)_2.     

溶剂热法制备多层结构Co_3O_4及其超电容特性

以硝酸钴为原料,溴化十六烷基三甲胺(CTAB)为分散剂,尿素为沉淀剂,采用混合溶剂热法制备了Co_3O_4。研究了水-正丁醇、水-正戊醇-正己烷、水-正丁醇-正己烷三种不同溶剂体系下对Co_3O_4超电容性的影响。通过交流阻抗、循环伏安、恒流充放电对Co_3O_4电极材料的电化学性能进行表征,结果表明,不同溶剂对其电化学性能有显著影响,在水-正丁醇-正己烷的溶剂体系中,反应温度为100℃时得到的Co_3O_4电极材料具有较好的电化学性能,在6 mol/L KOH溶液中,电流密度为5 mA/cm~2时,其单电极放电比电容达667.7 F/g。     

用废旧锂离子电池回收的钴制备LiCoO2

用废旧锂离子电池回收的钴,通过草酸铵[(NH4)2C2O4]沉淀-固相法制备钴酸锂(LiCoO2),考察了(NH2)2C2O4用量、沉淀反应温度及时间等的影响,最优条件为:n(C2O42-):n(Co2+)=1.15:1.00,在40～50℃下沉淀10 min,相应的钴回收率为99.2%.将CoC2O4和过量5%的Li...     

负极材料Li4Ti5O12的改性及其电化学性能的研究

以CH3COOLi·2 H2O和Ti(OC4H9)4为原料,C6H15NO3为络合剂,CH3CH2OH为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12材料,并且复合掺杂Mg、Mn、Ni、Co四种金属。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜、电化学阻抗(EIS)分析研究了材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:掺杂Mn、Mg两种金属的Li4-x MgxTi5-yMnyO12材料,其中x=0.02,y=0.02时所制备的Li3.98Mg0.02Ti4.98Mn0.02O12样品,具有良好的电化学性能。在1～2.5V进行充放电,0.1C时,首次放电容量达到154.7 mAh/g。在0.2C、0.5C、1.0C下循环20次后,稳定在107.2、99.3、73.9 mAh/g。再次进行0.1C充放电时,放电比容量为110.8 mAh/g,容量保持率为75%。掺杂金属改善了Li4Ti5O12材料的导电性,提高了该材料的倍率性能以及循环性能。     

水杨酸钠和氨水作为络合剂合成LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料

同时采用水杨酸钠和氨水作为络合剂,通过共沉淀控制结晶法合成了Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2前驱体,然后在750℃下烧结,制备出锂离子电池正极材料LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2。通过对混合硫酸盐溶液及Ni-Co-Al-C_7H_5O_3Na-NH_3-H_2O平衡体系作热力学计算分析,结果表明:在混合盐溶液中,Al~(3+)几乎完全被水杨酸根离子络合,在混合盐溶液泵入底液后,又能缓慢释放出Al~(3+)参与共沉淀反应;在共沉淀反应的最佳范围pH=10~11.5,最佳氨水浓度c(NH3)=0.1~0.3 mol/L范围内获得球形Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2前驱体,以该前躯体合成LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料,0.2 C首次放电比容量达175.1 mAh/g,70次循环后容量保持率为86.7%,具有优异的循环性能。