锂离子电池负极材料钛酸锂的掺镁改性

以醋酸镁为掺杂源,采用二步固相法合成负极材料尖晶石型Li4-xMgxTi5O12(x=0、0.12、0.20、0.30和0.50),通过XRD、SEM及电化学等测试对材料的性能进行分析.当Li(A)位的Mg掺入量x≤0.20时,可获得具有单一尖晶石相的产物,Mg掺杂降低了合成材料的颗粒度及电极/溶液界面电荷转移阻抗,改性后的平均粒径为0.6 μn.x=0.20的材料在1.0～3.0V充放电,10.0C首次放电比容量为93.8 mAh/g,以5.0C循环200次,容量保持率为90.5％.     

锂离子电池负极材料钛酸锂的研究进展

介绍了锂离子电池负极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)的晶体结构、嵌锂特性、制备方法及掺杂改性的研究现状.Li4Ti5O12的电位为1.56 V(vs.Li),理论比容量为175 mAh/g,实际比容量约为165 mAh/g,在Li 嵌脱的过程中,结构几乎不发生改变.固相反应法和溶胶-凝胶法是目前主要的制备方法.通过掺杂,使材料的导电性有所改善,但不理想.振实密度低是商品化的主要障碍.     

锂离子电池负极尖晶石型钛酸锂的研究进展

尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12)以其循环寿命长、安全性高等特点,作为长寿命动力及储能锂离子电池的负极材料被认为具有潜在的应用前景。然而,其绝缘性导致的倍率性能差和在使用过程中的胀气问题限制了其在实际生产中的大规模应用。综述了Li4Ti5O12在倍率性能和胀气问题方面的研究进展。     

高镍三元材料匹配钛酸锂负极电池的性能

研究形貌相近的高镍三元材料LiNi0.8 Co0.1 Mn0.1 O2(NCM)和LiNi0.8 Co0.15 Al0.05 O2(NCA).在3.0～4.3 V充放电,NCA半电池的0.10 C放电比容量为196.4 mAh/g,低于NCM的200.1 mAh/g,但1.00 C放电比容量高于NCM,体现了更好的倍率性能.匹配钛酸锂(Li4 Ti5 O12,LTO)制备比能量高于80 W·h/kg的32131型电池,倍率性能与半电池的变化趋势一致.以1.00 C放电,与NCM/LTO电池相比,NCA/LTO电池在-20℃下相对25℃的放电容量比率高4.8％、能量比率高4.6％、放电电压高13 mV,且温度越低,差异越明显,表明NCA/LTO电池的低温性能更好.直流内阻(DCIR)显示,50％DOD下,NCA/LTO电池的放电内阻和充电内阻较NCM/LTO电池分别低0.35 mΩ和0.17 mΩ,说明电池的极化更轻.以1.00 C在1.5～2.7 V循环600次,NCA/LTO电池的容量保持率为87.5％,低于NCM/LTO电池的97.9％.     

分散剂对钛酸锂浆料的影响

亚微米级别的钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))颗粒在匀浆过程中容易发生团聚,影响到了浆料的加工性能。尝试了4种分散剂,研究了4种分散剂对钛酸锂浆料分散性的影响,通过过筛速率以及粘度稳定性筛选出最优分散剂TNNDIS。通过倍率测试、阻抗测试研究了TNNDIS对电化学性能的影响,添加质量分数在0.5%时,电化学性能最好。     

分散剂在钛酸锂制浆工艺中的应用

分析了KD-1分散剂在纳米级钛酸锂(Li4 Ti5 O12)负极材料制浆中的可行性.用循环伏安、充放电等测试研究了KD-1的电化学稳定性,研究了添加量及添加方式对浆料稳定性和流变性能的影响.KD-1可改善Li4 Ti5ol2浆料的稳定性及流变性能,添加量为0.1％～0.5％时,极片的电化学性能稳定.在加入粘结剂PVDF...     

负极材料为Li4Ti5O12的18650型锂离子电池的性能

研究了以Li4Ti5O12为负极材料的18650型锂离子电池的充放电性能.对2025型Li4Ti5O12-Li模拟电池的研究表明,Li4Ti5O12以0.1 C在1.00～2.00V循环,首次放电比容量和充放电效率分别为150 mAh/g和95%.18650型LiFePO4-Li4Ti5O12电池的0.2 C充电平台集...     

碳纳米管修饰钛酸锂的制备及性能

以碳纳米管(CNT)的乙醇分散液作为碳源,制备CNT修饰钛酸锂(Li4Ti5 O12).用XRD、场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试分析材料的结构和形貌,用恒流充放电测试研究材料的电化学性能.CNT的引入,抑制了晶体颗粒在烧结过程中的长大,产物的平均粒径为200～400 nm.Li4Ti5O12/CNT的比容量较高、倍率性能较好,在1.0～2.5 V充放电,0.2C、2.0C、5.0C和10.0C放电比容量分别为169.9 mAh/g、154.7 mAh/g、136.2 mAh/g和126.3 mAh/g;1.0C循环100次的容量保持率为99.2％.     

复合碳源包覆钛酸锂材料及实装18650电池的性能

采用葡萄糖/碳纳米管对实验室制备的钛酸锂进行包覆改性,并选用商业化钛酸锂材料LTO-KDBR做对比,通过对材料的结构分析和电化学性能测试,为钛酸锂材料的产业化应用提供理论依据和指导。XRD测试表明实验室制备的钛酸锂材料LTO和LTO/C-4%与商业化产品LTO-KDBR的Li_4Ti_5O_(12)晶体结构相近,没有显著差别。SEM分析表明LTO和LTO/C-4%材料的颗粒均一性较差,存在2～3μm的较大颗粒,而LTO-KDBR材料为200～300 nm一次颗粒团聚而成。在10 C倍率下,LTO-KDBR的放电比容量为141.60 mAh/g,显著高于LTO和LTO/C-4%的比容量85.93和126.49 mAh/g。采用LTO-KDBR制备的18650电池,充放电循环500次后的放电容量保持率为88.7%,表明钛酸锂材料作为一种新型负极材料具有较好的大倍率充放电性能和长循环寿命。     

Nd3+掺杂对钛酸锂电化学性能的影响

采用固相法合成了Li4Ti5-xNdxO12(x=0、0.02、0.05和0.08).x=0和0.02的样品,XRD图中没有杂质峰;而x=0.05和0.08的样品,因为掺杂量过多,包含杂质相Nd2Ti3O8.7.电化学测试结果表明:Nd3+掺杂可改善高倍率时的循环稳定性,原因是Nd-O键的键能高于Ti-O键;Nd3+掺杂减小了钛酸锂的电荷传递阻抗,使倍率性能得以改善.     

水热法制备锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)研究进展

"零应变"材料Li4Ti5O12具有突出结构稳定性和高倍率电化学性能,是锂离子动力电池负极材料的理想材料之一。从锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的结构性能出发,介绍了近几年水热法制备Li4Ti5O12材料的研究进展,对水热法的制备工艺、掺杂及复合等改性研究进行了深入的讨论,并提出了目前存在的问题和今后的发展方向。     

溶胶-凝胶法制备球形负极材料Li4Ti5O12

以二乙醇胺为抑制剂、Ti(OC4H9)4和CH3COOLi为原料,用溶胶-凝胶法制备球形负极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)。用TG、XRD、SEM和电化学性能测试,研究了煅烧温度和时间的影响。最佳条件为:在750℃下煅烧12 h。在此条件下合成的样品具有典型的尖晶石结构和球形形貌,在0.5～3.0 V以0.1C循环,首次放电比容量为167.1 mAh/g,循环性能良好。     

尖晶石Li_4Ti_5O_(12)负极材料表面改性研究进展

"零应变"Li4Ti5O12负极材料由于具有非常稳定的结构和优秀的倍率循环性能,因而受到广泛关注。本文综述了近年来国内外Li4Ti5O12负极材料的掺杂改性的研究现状,并探讨和总结了改性后材料的电化学性能,最后对Li4Ti5O12负极材料的应用前景进行了展望。     

Mg~(2+)掺杂钛酸锂负极材料的制备与性能研究

以高温固相烧结法进行钛酸锂负极材料的制备,实验中分别采用未掺杂和少量Mg2+掺杂的方式。利用扫描电镜进行了形貌观察,利用X射线衍射仪对样品进行物相分析,还进行了室温恒流充放电测试。结果表明:掺杂少量的Mg2+后颗粒的粒度稍微增大,但未引起粉体材料结构的变化,掺杂少量Mg2+后改善了钛酸锂粉体的导电性,降低了粉体的极化现象,提高了充放电的循环容量及稳定性,充分证明Mg2+的掺杂是比较有效的。     

球形Li_4Ti_5O_(12)/NC复合材料的制备及性能

以CH_3COOLi为锂源、Ti(OC_4H_9)_4为钛源、聚乙二醇(PEG)1000为碳源、CO(NH_2)_2为氮源,采用溶胶-凝胶法制备球形氮修饰碳(NC)包覆钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))复合材料。用XRD、X射线光电子能谱(XPS)和热重测试分析材料的晶型及元素组成,用SEM和透射电子显微镜测试分析结构。制备的材料呈球形,NC包覆未改变Li_4Ti_5O_(12)的晶型,但会导致烧结过程中部分Ti~(4+)还原成Ti~(3+)。恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试表明:NC包覆,可提高Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能,当NC包覆量为4.11%时,复合材料的循环性能最好,以1 C在0.8~2.5 V循环100次,仍保持103.5 mAh/g的比容量。     

锂离子蓄电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

对Li4Ti5O12 的结构与电化学性能的关系、制备方法、掺杂改性研究现状等进行了介绍。锂离子蓄电池负极材料锂钛复合氧化物———Li4Ti5O12 相对于锂电极的电位为 1.5 5V ,理论容量为 175mAh/ g ,实验容量为 15 0～ 160mAh/ g。在Li 嵌入和脱出的过程中 ,其晶型不发生改变 ,有很小的收缩和膨胀 ,体积变化小于 1% ,被称为“零应变”材料。以该材料为负极的锂离子蓄电池具有很好的循环性能 ,同时相对于石墨等碳负极 ,安全性和可靠性也得以大大改善 ,具有应用在电动汽车、储能电池等方面的优良前景 ,在全固态锂离子蓄电池的研究中也大多采用该活性材料作为负极     

石墨烯在锂离子电池正极材料中应用的进展

综述了石墨烯与聚阴离子型、尖晶石型、层状结构的正极材料复合,改善锂离子电池电化学性能的研究进展。总结了石墨烯在锂离子电池正极材料中的应用所面临的问题。