稀土离子掺杂合成LiFePO_4/C材料低温性能研究

以Gd2O3作为掺杂化合物,分别采用Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O作为铁源固相法合成LiFePO_4/C材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、LAND电池测试系统及电化学工作站等对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行测试,重点分析了材料的低温特性。结果表明:以Fe C2O4·2 H2O为铁源合成的LiFePO_4/C展示出较好的电化学性能,尤其是低温性能。25℃下,0.1 C、5 C首次放电比容量分别为146.1、108.8 m Ah/g,-20℃时相同倍率下放电比容量为99.8、73.9 m Ah/g,分别为25℃时放电比容量的68.3%和67.9%,具有较好的低温性能。     

镍离子掺杂对LiFePO_4/C电化学性能的影响

采用二步固相反应法合成了橄榄石型Li Fe0.98Ni0.02PO4/C复合正极材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、恒流充放电、循环伏安等手段表征了材料的物相结构及电化学性能。结果表明:Ni2+掺杂并未改变Li Fe PO4的晶体结构,但材料的颗粒尺寸减小(粒径约为200 nm),颗粒形貌近似球形;Li Fe0.98Ni0.02PO4/C材料具有良好的电化学性能,0.2 C下首次放电比容量可达143.7 m Ah/g,10 C下,放电比容量为106.9 m Ah/g。循环伏安测试表明Ni2+的掺杂提高了Li+在材料中脱嵌过程的可逆性。     

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。     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C及其电化学性能

通过高温固相法合成以Fe2O3为铁源,Li2CO3为锂源,柠檬酸为碳源的Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C(M=Al,Ti,V)锂离子电池正极材料,利用了X射线衍射光谱法(XRD)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等实验方法研究了在铁位固定掺杂摩尔分数为1%的Mg的情况下,变换锂位掺杂金属对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量金属掺杂后的产物Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C其充放电容量和循环性能都比未掺杂的纯相要高。在室温下,Li0.98Al0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C材料以0.1倍率放电时,首次比容量达到156 mAh/g,循环几次后达到160.2 mAh/g,循环性能良好,晶胞系数c/a的值与其他掺杂材料相比较高,结晶度好。     

碳热还原法制备磷酸铁钒锂复合材料

以Li2CO3、NH4H2PO4、Fe2O3、V2O5和C12H22O11为原料,用碳热还原法合成x Li Fe PO4·y Li3V2(PO4)3/C正极复合材料,通过电化学性能测试、热重分析、XRD和SEM分析考察复合材料配比和煅烧温度对性能的影响。x∶y=5∶1,在700℃下煅烧10 h所得复合材料,XRD衍射峰强度大、特征峰明显,结晶度高;以0.1 C在2.0~4.9 V循环,首次放电比容量达125.8 m Ah/g,以1.0 C循环10次,容量保持率为99.4%。     

气相沉积碳源对LiFePO_4/C性能的影响

以Fe C2O4·2H2O、Li2CO3和NH4H2PO4为原料,采用分步引入碳源的方式,在前驱体中加入蔗糖预烧,在烧结过程中分别引入甲烷和甲苯蒸气,将高温固相反应与化学气相沉积(CVD)相结合,制备Li Fe PO4/C复合材料。通过XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱进行结构和微观形貌分析;用循环伏安和恒流充放电测试考察电化学性能。以甲苯为气相沉积碳源制备的Li Fe PO4/C复合材料,没有磷化铁杂质,具有较好的晶体颗粒单分散性和较高的电导率。在2.0~4.0 V放电,0.2 C比容量为154.8 m Ah/g,5.0 C比容量为0.2 C时的88.2%。     

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。     

多孔结构Li3V2（PO4）3/C正极材料的制备及电化学性能

以Li2CO3、NH4H2PO4、V2O5、草酸及淀粉为原料,采用高温固相法合成了具有多孔结构的Li3V2(PO4)3/C复合材料,研究了合成温度对材料结构和电化学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同温度下合成的Li3V2(PO4)3/C结构和形貌进行表征,并用恒电流充放电及交流阻抗检测方法研究材料的电化学性能。结果表明:800℃合成材料具有最佳的多孔结构及电化学性能。0.1 C初始放电比容量为130 mAh/g,经20次循环后,放电比容量仍然保留124.9 mAh/g,为初始放电比容量的96.1%。2 C下循环50次材料仍有91.5 mAh/g的放电比容量,比容量损失率仅为7%。对800℃下制备的多孔Li3V2(PO4)3/C复合材料具有最佳电化学性能的原因进行了初步研究。     

富锂材料Li[Li_(0.17)Ni_(0.17)Co_(0.10)Mn_(0.56)]O_2包覆LiCoPO_4电化学性能研究

通过共沉淀法与高温固相法相结合的方法合成锂离子电池用富锂层状正极材料Li[Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56]O2,利用液相沉淀法对材料进行Li Co PO4包覆,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料物性进行表征,利用恒电流充放电仪对材料电化学性能进行研究,结果表明包覆后材料电化学性能有较大改善,0.05 C首次放电比容量为245m Ah/g,经过50次循环后放电比容量为232 m Ah/g,且经过Li Co PO4包覆后材料首次效率明显提高,同时循环及倍率性能也得到改善,包覆层Li Co PO4不仅允许更多锂离子嵌入材料,而且隔绝富锂材料与电解液接触,有效阻止材料与电解液发生反应。     

FePO_4包覆的LiMn_(1.5)Ni_(0.5)O_4/Li_(3.9)Na_(0.1)Ti_5O_(12)全电池性能

分别采用溶胶凝胶法和高温固相法合成了Fe PO4包覆的Li Mn1.5Ni0.5O4正极材料和Li3.9Na0.1Ti5O12负极材料,并组装了Li Mn1.5Ni0.5O4/Li3.9Na0.1Ti5O12(LMNO/LNTO)全电池,采用充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)研究了Fe PO4包覆对Li Mn1.5Ni0.5O4/Li4Ti5O12全电池电化学性能的影响。结果表明,Fe PO4的包覆抑制了Li Mn1.5Ni0.5O4高温合成时Mn3+的产生,有利于锂离子的可逆脱嵌。Fe PO4包覆的Li Mn1.5Ni0.5O4/Li3.9Na0.1Ti5O12(FP-LMNO/LNTO)比LMNO/LTO全电池具有更高的放电容量、循环性能、库仑效率和能量密度。FP-LMNO/LNTO全电池更适合作为动力锂离子电池。     

锂离子电池电解质锂盐的研究进展

按照锂离子电池对电解液的要求,即较高的离子电导率、良好的热稳定性、较低的化学活性和优良的环境适应性,总结了锂离子电池电解液中无机锂盐和有机锂盐的研究进展,对未来的锂盐发展进行了展望。     

锂离子电池锂锰氧化物的性能改进

介绍几种改进锂离子电池锂锰氧化物性能的方法.利用掺杂的方法制备了尖晶石型LiNd0 02Mn1.98O4.其充放电性能优于纯LiMn2O4.利用溶胶-凝胶喷雾干燥的方法制备了亚微米级的尖晶石LiMn2O4粉末.在700℃下制得的样品具有放电容量128mAh/g和较稳定的循环伏安性能.这种方法有望用于工业生产超细LiMn2O4粉末.试制了层状LiNi0. 5Mn0.5O2,其放电性能高于尖晶石LiMn2O4.     

锂离子蓄电池碳负极嵌锂过程的研究

用交流阻抗法对ＰＡＮ基碳纤维、石油焦、沥青焦、针状焦进行了嵌锂过程的研究。ＰＡＮ基碳纤维的阻抗图谱由高频区ＳＥＩ膜容抗半圆、中频区电化学反应容抗半圆、低频区垂直线组成,低频部分为典型的固相有限扩散有效层效应。焦碳电极的阻抗图谱与ＰＡＮ基碳纤维相似,只是低频部分为４５°斜线,具有半无限扩散特征,表明嵌锂过程是由固相扩散和电化学步骤混合控制。石油焦随准稳态电位（开路电位）的升高,Ｒｃｔ值、Ｗａｒｂｕｒｇ 系数σ、固相扩散系数Ｄ均增大,反映了高电位下的电化学极化增加,扩散极化也增大了,嵌锂反应难以进行,嵌锂量减少。石油焦和沥青焦在不同循环次数的Ｒｆ、Ｃｆ、Ｃｄ、Ｒｃｔ、σ的变化说明了电极性能不变,阻抗图谱基本不变。若Ｒｆ、Ｒｃｔ、σ增大,则放电容量衰减,碳的内部结构发生了变化     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

综述了新型锂离子电池正极活性材料LiFePO4的研究概况,系统地阐述了LiFePO4的结构特征及性能;从添加导电剂或导电剂前驱体、掺杂改性以及合成纳米颗粒等方面论述了改善LiFePO4电化学性能的基本途径。     

锂离子蓄电池极耳的激光自动焊接

总结了对锂离子蓄电池极耳用激光自动焊接技术的研究情况,在计算机控制下的自动机电机构实现了对锂离子蓄电池极耳的自动焊接,其中包含了对电池零件的自动检测、零位检测、极耳的自动转平、自动转位、激光焊接以及焊接完成后的自动下料。完全通过的自动化控制最终实现了高速度、高质量的自动激光焊接,在生产线上获得了成功应用。介绍了激光焊接系统的原理技术、设计思想、工艺结构以及软硬件部分的结构组成,并在最后分析了现有情况,讨论了今后需要改进和发展的方向。     

High-performance lithium nitride for hydrogen storage

Material scientists at Hiroshima University in Japan have developed a new material that can store three times more hydrogen than existing alloys, according to a Kyodo News report.This is a short news story only. Visit www.re-focus.net for the latest renewable energy industry news     

锂硫电池负极研究进展

锂硫电池由于其高能量密度(理论高达2 600 Wh/kg)、低成本、环境友好等优点而广受关注。但是锂硫电池仍存在正极活性物质利用率低、循环性能差等问题。同时,负极锂在电池循环过程中也不可避免存在锂枝晶等问题,对锂硫电池负极保护技术进行了详细的综述,最后对负极的发展前景进行了展望。     

自由基聚合物锂二次电池正极材料

PTMA[聚(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-甲基丙烯酸酯-1-氮氧自由基)]的循环伏安曲线(扫描速度:10 mV/s)表明PTMA具有良好的氧化还原反应可逆性和循环稳定性.PTMA的最大放电比容量为78.4 mAh/g[以0.3 mA(0.2 C)充放电],是它理论比容量(111 mAh/g)的70.6%,充放电曲线分别在3.65 V(vs.Li/Li )和3.56 V(vs.Li/Li )处有一个很平稳的平台,经过100次循环后电池的放电比容量相对于最大放电比容量只衰减了2%,以10C的充电速度6 min能充满电池容量的85.5%,表明锂/PTMA扣式电池具有优良的循环性能和快速充放电性能.     

国外水中装备用锂电池发展综述

综述了水中装备用锂原电池及锂离子蓄电池的应用实例,认为随着对水中装备用锂离子电池研究的不断深入,电池的比能量、可靠性和循环寿命等性能的不断提高,锂电池在水中装备领域必将有广阔的应用前景。     

二次锂电池过充电保护添加剂

综述了二次锂电池过充电保护添加剂的原理及其特点。介绍了锂的卤化物、金属茂化合物、聚吡啶络合物、芳香族化合物、噻蒽、茴香醚及联(二)茴香醚等过充电保护添加剂的作用机理和特点。