碳源对核壳结构LiFePO4/C纳米复合正极材料性能影响

采用二步反应的方法制备了核壳结构的LiFePO4/C纳米复合锂离子电池正极材料,这种方法包括聚苯胺包覆的FePO4前驱体的制备和在碳源材料存在下高温焙烧。聚苯胺的初始包覆能够有效地防止FePO4在高温下进一步生长,有利于制备纳米尺寸的LiFePO4/C纳米复合物。碳源材料的类型对所得LiFePO4/C的颗粒尺寸,形貌,电化学性能具有十分明显的影响。以蔗糖为碳源合成的LiFePO4/C材料具有较小的颗粒尺寸、较高含量的均匀的表面碳包覆层,并显示出最佳的电化学性能。     

钒掺杂对正极材料LiFePO4/C性能的影响

以V2O5为掺杂剂,用碳热还原法在氮气气氛中制备了正极材料Li1-5xVxFePO4/C(x=0、0.002、0.004、0.006、0.008、0.010和0.012)。用XRD、恒流充放电、循环伏安和交流阻抗法对样品进行研究。样品为橄榄石结构;x=0.008的样品电化学性能较好,以0.1C在2.4～4.2 V循环,首次放电比容量为163.0 mAh/g,第7次循环时增至165.8 mAh/g。     

锂离子蓄电池新型正极材料LiFePO4的研究进展

锂离子蓄电池正极材料的研究正在向低成本、有利于环保、高比能量、高循环特性的方向发展,橄榄石型磷酸铁锂LiFePO4颇受关注。重点介绍了近年来LiFePO4的各种制备方法和充放电机理,以及为提高该材料的电化学性能进行的掺杂改性研究,并对其发展前景做出了展望。LiFePO4理论比能量为170mAh·g-1,电压3.5V(vs.Li/Li ),环境友好,成本低廉,热稳定性较好,适合作为锂离子蓄电池的新型正极材料。     

微波合成锂电池正极材料LiFePO4电化学性能

采用微波合成技术合成锂离子蓄电池正极材料LiFePO4,通过X射线衍射(XRD),电子扫描电镜(SEM)和恒电流充放电实验,研究了在一定微波功率下合成时间对材料性能的影响。结果表明,作为微波吸收体的活性碳,升温时氧化产生的还原气氛能有效防止Fe2 的氧化,制备出单相纯净的LiFePO4。当合成时间为14min时,采用0.25C进行充放电,材料比容量可以达到96mAh/g,与固相高温合成材料的比容量性能相当。     

正极材料LiFePO4电化学性能的改善及机制

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)用作锂离子蓄电池正极材料是当前研究热点之一,由于其高容量、高循环寿命、安全、价格低廉,无环境污染等优势,倍受人们的青睐.但其较差的导电性和低的Li 扩散系数一直是阻碍其实用化的最主要原因.从采用的方法途径、达到的电化学性能及其机制等方面综述了提高LiFePO4导电能力的国内外最新研究进展.     

LiFePO4/CNT复合正极材料的性能

以柠檬酸为碳源和螯合剂,通过溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/碳纳米管(CNT)复合正极材料.XRD和SEM分析表明,材料含有单一的LiFePO4相;CNT将颗粒连接起来,提供了附加的导电通路.以0.2 C、1.0 C和2.0 C充放电,向0.03 mol LiFePO4中加入0.05 g CNT的LiFePO4/CNT材料的比容量分别为135 mAh/g、110 mAh/g和80 mAh/g.     

不同碳源制备LiFePO4/C复合正极材料

分别以乙炔黑和蔗糖为碳源用固相碳热还原法制备了两种不同碳含量的LiFePO_4/C正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO_4均为纯相,但是用蔗糖的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用乙炔黑的样品,其中含碳9.3%的样品0.1、1C倍率下的放电比容量分别为139、116mAh/g,且循环性能良好。     

锂离子蓄电池正极材料LiFePO4的合成研究

采用高温固相法合成锂离子蓄电池正极材料LiFePO4,研究了反应温度、时间对合成产物的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所得样品的晶体结构、表面形貌等进行分析研究。实验证明,反应温度和反应时间对产物结构和性能有较大影响,其中,650 ℃下焙烧20 h合成出的样品电性能最佳,以0.1 C充放电,首次放电容量为111.6 mAh/g。     

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%。     

软模板剂对LiFePO4/C正极材料性能的影响

采用软模板-固相合成法合成橄榄石型LiFePO4/C正极材料.通过XRD、SEM以及交流阻抗等对材料的晶体结构和电化学性能进行研究,并研究了葡萄糖、丙烯酰胺和乳酸亚铁作为软模板剂对材料性能的影响.结果表明:以葡萄糖为软模板剂合成的LiFePO4/C材料的首次放电比容量高达140.2 mAh/g,循环20次后,放电容量无明显的衰减现象.     

碳含量对梭形球状LiFePO_4/C正极材料性能的影响

以葡萄糖为碳源,采用水热法合成了梭状的Li Fe PO4/C的一次颗粒,再经过喷雾干燥法使得梭状颗粒堆积成球形二次颗粒。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)考察了含碳量对样品结构及形貌的影响。结果表明:葡萄糖的加入并没有改变Li Fe PO4的晶体结构,合成的Li Fe PO4/C均未含杂质,其晶体结构均为橄榄石型结构;而且合成的一次颗粒均为梭形结构,并在颗粒表面有一层均匀的碳膜。当葡萄糖的加入量与铁的摩尔比为1∶0.2时,球形粒径在4μm左右,单个梭形颗粒长1μm,宽400 nm。通过EIS和恒流充放电测试,结果表明该样品具有较大的扩散系数(9.42×10-13 cm2/s),在0.1 C倍率下的首次充电比容量为148.9 m Ah/g,放电比容量为144.3 m Ah/g,库仑效率为96.9%,说明具有良好的可逆性能,经过50周循环后容量保持率仍为97.1%,显示了良好的循环性能及容量保持率。     

不同碳源的溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C正极材料

以聚乙二醇、乙炔黑、甘氨酸、葡萄糖作为不同碳源,采用溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C复合正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析等分别对合成产物进行表征,用恒电流充放电测试分析了LiFePO_4/C样品的电化学性能。结果表明,引入碳源所制得的材料具有单一的橄榄石型晶体结构,与纯相LiFePO_4相比,以甘氨酸为碳源和络合剂制备的LiFePO_4/C具有更小的颗粒尺寸和优异的电化学性能。样品的平均颗粒尺寸在1.7μm并且分布均匀,在0.2 C下首次放电比容量有163.5 m Ah/g。在0.5 C、1 C下循环20次后比容量分别保持为130.1和112.3 m Ah/g,循环稳定性优异。     

合成条件对LiFePO4正极材料性能的影响

采用二步固相法合成橄榄石型LiFePO4锂离子电池正极材料,研究了烧结时间和温度对材料性能的影响,采用XRD、SEM和充放电测试等对材料的结构、形貌和电化学性能进行了分析.结果表明:在750℃下烧结24 h合成的LiFePO4材料具有完整的结晶度、规则的晶体形貌和均匀的粒径(约0.5 μm),以0.2 mA电流充放电的首次放电比容量为136.1 mAh/g.     

聚乙烯醇为碳源LiFePO_4正极材料碳包覆研究

以聚乙烯醇(PVA)为碳源,比较一步法和两步法制备LiFePO_4/C正极材料的结构与电化学性能。然后用二步法合成一系列的LiFePO_4/C材料,其中聚乙烯醇的添加量分别为:0%,5%,10%和20%。通过XRD,SEM和恒流充放电等测试方法,研究了PVA添加量对LiFePO_4/C材料结构和电化学性能的影响。结果表明:经XRD和SEM测试发现,制得的材料均为橄榄石型结构,无杂质生成,且不同碳含量对材料的颗粒尺寸有一定的影响。当聚乙烯醇添加量为10%时,LiFePO_4/C材料以0.1 C充放电,放电比容量为155 m Ah/g;0.5 C 100次循环过后,容量保持率高达98%;其在0.1 C、0.5 C、1 C、2 C、5 C和10 C倍率下的放电比容量分别达到155、148、146、140、124和103 m Ah/g,合成的材料表现出良好的综合电化学性能。     

PEG用量对LiFePO4/C复合正极材料低温性能的影响

以PEG为纳米结构调控剂和碳源,Fe(NO3)3·9 H2O为铁源,LiH2PO4为锂源,采用液相法制备了LiFePO4/C复合物,并通过恒电流充放电、交流阻抗和扫描电子显微镜法(SEM)测试方法,对复合物的低温电化学性能做了研究。研究表明:随PEG用量的增加,产物粒径依次减小,而锂离子的扩散速率随之增大,LiFePO4/C复合材料的低温性能进而得以显著改善与提高;当n(PEG)∶n(LFP)=2.00∶1.00时,-20℃下0.1 C首次放电比容量为111.7 mAh/g,循环20次后容量衰减为1.8%。     

LiFePO4/C复合正极材料的结构与性能

考察LiFePO4/C复合正极材料的结构与性能,采用高温固相法制备了纯的LiFePO4和复合型LiFePO4/C锂离子电池正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子吸收光谱(AAS)等方法对所得样品的晶体结构、表观形貌、粒径大小和元素组成等进行了分析研究.实验结果表明,所得LiFePO4和LiFePO4/C均为单一的橄榄石型晶体结构,其中,以葡萄糖作为碳添加剂所得到的LiFePO4/C复合材料的电性能最佳.该材料具有良好的充放电循环可逆性能和高温电性能,以C/10和1 C的倍率充放电,首次放电比容量分别为156.5 mAh/g、147.8 mAh/g,充放电循环10次后的平均放电比容量分别为155.3 mAh/g、145.2mAh/g.     

以炭黑为碳源制备多孔球形LiFePO4／C材料

以炭黑为碳源,采用喷雾干燥一碳热还原法（SDCTM）制备了多孔隙球形LiFePO4／C正极材料。研究了不同炭黑加入量对LiFePO4／C结晶性能、颗粒形貌、放电比容量和循环稳定性等性能的影响。结果表明：炭黑含量的增加有利于优化一次颗粒形貌,促进LiFePO4的结晶,提高其放电比容量、首次放电效率及容量保持率等电化学性能。当炭黑加入量X=2．5时,球形LiFePO4／C正极材料粒径在10μm左右,其一次颗粒粒径平均在200n／n左右,比表面积达4．15m2／g,碳含量12．0％wt。在室温下,0．1C充放电下,放电比容量为131．7mAh／g,首次放电效率为90．8％,30次循环后容量保持率为96．2％。在4C充放电下,仍有65．7mAh／g的可逆比容量,且显示了良好的充放电性能。