微波合成锂离子电池正极材料LiCoO2的研究

为了研究锂离子电池的正极材料LiCoO2的新型制备方法,考查了反应原料配比、微波输出功率、微波合成温度和微波加热时间对LiCoO2结构和性能的影响.以LiOH·H2O和Co2O3为反应原料的最佳合成条件:Li/Co摩尔比为1.05∶1,微波输出功率为360W,反应时间为14min,合成温度为800℃.所合成LiCoO2样品均采用XRD和SEM进行表征,结果表明,采用微波合成的LiCoO2样品为单一相层状结构且晶体结构发育良好;样品的充放电循环性能良好,首次循环放电容量为130mAh/g.     

自蔓延-热处理工艺制备层状正极材料LiCoO_2

采用自蔓延-热处理工艺制备层状正极材料LiCoO2,研究热处理温度和热处理时间及Li/Co摩尔比对合成产物中LiCoO2的纯度、晶体结构及微观形貌的影响。利用X射线衍射仪和扫描电镜分析合成产物的相组成及其微观形貌,实验结果表明,制备LiCoO2的最佳工艺条件为n(Li)/n(Co)=1.03∶1、n(NH4NO3)/n(Co)=4∶3、n(C6H12N4)/n(Co)=4∶3、热处理温度800℃、热处理时间1.5h,所得产物中LiCoO2相纯度高达99.25%,且晶体具有较好的层状结构。     

锂离子电池正极材料LiV3O8的低温合成研究

以LiNO3和NH4VO3的原料，通过溶胶－凝胶法制备了层状锂钒氧化物LiV3O8锂离子电池正极材料，通过TG－DTG、XRD等考察了合成条件对产物首次放电比容量的影响，实验结果表明，在450℃左右热分解20h可能得到单一相产物LiV3O8，其层状结构较为完整，电化学性能好，首次放电比容量可达350mAh.g^-1，作为高能锂离子电池正极材料较为理想。     

LiCoO2正极材料的络合法合成及其电化学性能研究

采用络合法制备了锂离子电池的活性正极材料iCoO2纳米粉体，实验表明：合成的LiCoO2粉体结晶良好，层奖结构发育完善，平均粒径为60nm而且粒径分布窄，比表面积大、电池充放电测试表明，正极的电化学性能与LiCoO2粉体的合成温度有关，其中700℃合成得到的LiCoO2正极材料具有最优的电化学性能：首次放电比容量高达167mAh/g,30次循环后其可逆比容量仍高达144mAh/g，容量损失13．8％。     

微波合成锂离子电池正极材料的电性能影响因素*

针对微波合成的特点,对合成的粉进行了电性能测试,并对影响电性能的几个影响因素：合成温度、配比、粒度、比表面和Jahn-Teller形变进行了讨论。700－800℃是微波合成LixMn2O4的适宜温度范围。比表面越大,颗粒粒度越小,对应电性能越优良。Li/Mn(mol)配比为1：1．5的循环性较好,1：2的容量较高但有一定程度的衰减。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4制备新工艺

采用球磨湿混和旋转合成相结合的新工艺来制备锂离子的电池正极材料LiMn2O4,并对制备的材料进行了粒度,化学成分以及电化学性能测试,制备的LiMn2O4为正尖晶石结构,而且物质纯净,同一批次制备的材料化学成分均匀,粉末粒度分布范围窄,中粒径为10．67um,首次充电容量为124mAh/g,放电容量为115mAh/g,循环次数达30次时,放电容还大于100mAh/g,循环稳定性,球磨湿混工艺能将原料混合均匀,并能有效地使原料粒度细化而且粒度均匀,旋转合成工艺能使反应物和反应产物的温度均匀,粒度均匀,晶型结构与成分均匀,球磨湿混和旋转合成相结合的固相合成新工艺能制备出电化学性能性能良好的LiMn2O4。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

具有尖晶石相的LiMn2O4因价格低、无毒、无环境污染、制备简单、研究较成熟,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子二次电池正极材料.由于LiMn2O4电化学循环稳定性能不好,表现在可逆容量衰减较大,尤其在高温下(>55℃)使用衰减更严重,从而限制了它的商业化应用.经过近十几年的研究,人们对其衰减机理有了比较清晰的了解,提出了造成容量衰减的几种可能原因如Jahn-Teller畸变效应、Mn2+在电解质中的溶解、出现稳定性较差的四方相以及电解质的分解等.通过掺杂、表面包覆、制备工艺的改进,人们已能制得循环稳定性能较好的尖晶相材料.本文结合我们研究小组的最新研究成果对锂离子二次电池正极材料LiMn2O4的最新研究进展进行综述和评论.     

锂离子电池正极材料LiNi1-xAlxO2的低温燃烧合成

以Ni(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、LiNO3和CO(NH2)2为原料,通过低温燃烧法在空气中合成了锂离子电池正极材料LiNi1-xAlxO2(x=0.05～0.30),用XRD研究了合成材料的物相和结构,研究了掺铝量、合成温度、合成时间以及锂过量对合成产物结构的影响.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,有利于降低镍酸锂的合成难度,通过掺杂改性,可以在空气中合成具有良好层状结构的镍酸锂基正极材料.采用低温燃烧法在空气中合成LiNi1-xAlxO2(x=0.05～0.30)的最佳条件为:合成温度750℃,合成时间8h.     

锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的制备及性能研究

单斜结构的Li3V2(PO4)3是很有前途的聚阴离子型锂离子电池正极材料.将一定配比的LiOH·H2O、V2O5、H3PO4和蔗糖(C12H22O11)通过球磨均匀混合,在氮气保护下于800℃焙烧16h,通过碳热还原合成了Li3V2(PO4)3.用X射线衍射和扫描电镜分析对材料的结构和形貌进行了表征.充放电测试表明,在电压范围为3.0～4.3V和3.0～4.8V时,Li3V2(PO4)3正极材料具有较高的比容量、优良的循环性能和倍率特性.在电压范围为1.5～4.8V时,Li3V2(PO4)3正极材料具有很高的比容量,但循环性能较差.     

锂离子电池正极材料LiNiO2的制备和性能研究

本文介绍了以氢氧化锂和氢氧化镍为原料通过高温法合成镍酸锂的方法,并讨论了合成了条件对产物电化学性能的影响。实验结果表明,合成反应温度,反应时间,Ｌｉ／Ｎｉ摩尔比对镍酸锂电化学性能有较大的影响,合成出具有电化学活性的镍酸锂需要严格控制反应条件。     

锂离子电池阴极材料LiMxMn2-xO4的合成方法研究

尖晶石LiMxMn2-xO4是最有希望替代LiCoO2的新一代锂离子电池阴极材料。本文对其晶体结构进行了详细的描述;综合评述了近年来各种制备LiMxMn2-xO4的方法,包括高温固相反应、微波烧结法、固相配位反应等“固相合成法”以及Pechini法、溶胶-凝胶法、微乳化等“软化学合成法”。并对各方法的优缺点进行了分析对比。其中“固相配位反应法”是本文作者的创新方法,既保持了高温固相反应法操作简便、易于工业化生产的的优点,同时也具有煅烧温度低、煅烧时间短、产品形貌较好、粒度相对较小、而且化学计量可控等优点。因此,该法具有十分巨大的潜在应用价值。     

锂离子电池正极材料LiNiO2存在的问题与解决办法

锂离子电池正极材料LiNiO2存在合成困难、循环性能差和热稳定性差等问题．这些问题都与LiNiO2本身的晶体结构有关．本文从LiNiO2晶体结构入手，分析了产生这些问题的原因，并对解决这些问题的办法进行了简要的综述．现有研究资料表明，仅仅通过优化合成条件只能在一定程度上改善LiNiO2的循环性能，要从根本解决LiNiO2的存在问题，关键是通过掺杂改性稳定其晶体结构．     

锂离子电池正极材料Li2+2xTi1-xCux(NbO4)2的研究

采用高温固相反应合成了Li2+2xTi1-xCux(NbO4)2,XRD分析表明当x≤0.8时均能得到与LiFePO4相同的橄榄石结构.电导率测定结果表明x=0.6的合成物室温电导率最高,为1.26×10-5S/cm,且当x≥0.6时合成物都表现出离子电导的特征.以x=0.6的合成物做成的待测电极与锂片组成电池,在1mol/L的LiPF6/EC+DMC(1∶1)电解液中在0.5～4.6V间以0.10mA/cm2的电流密度进行电池循环测试的结果表明,该电池的首次放电比容量高达805.8mAh/g,放电平台在对Li+/Li电对为2V附近,但其可逆性及循环性均有待改善.     

锂离子电池正极材料LiFeO_2的研究进展

锂离子电池正极材料LiFeO_2资源丰富、价格低廉、污染小、理论比容量高,应用潜力大。但LiFeO_2结构类型多、电化学行为独特,合成方法对其结构性能影响大。综述了近年来国内外LiFeO_2化合物的研究进展,阐述了不同类型LiFeO_2的结构特点、合成方法、电化学性能等,介绍了LiFeO_2在首次充放电过程中可能的反应机理,总结了过渡金属Mn、Co对LiFeO_2的掺杂研究状况,并对其未来可能的研究方向和发展前景进行了展望。     

锂离子电池NbSnSb负极材料的制备和性能

通过球磨的方法制备了锂离子电池铌锡锑三元合金负极材料。用XRD、TEM和电化学测试对材料进行了表征,用非原位XRD测试研究了材料的反应机理。所制备的铌锡锑三元合金材料颗粒粒径大小分布在2～5μm之间。在充放电电压为1.5V到0V范围内,初始可逆充电容量为568mAh/g,经过20周的循环后,充电容量保持为初始容量的59.2%。由于铌锡锑材料中非活性物质Nb的作用,在相同条件下,与锡锑二元合金负极材料相比,其贮锂容量和循环性能都有明显的提高。     

锂离子电池层状正极材料第一性原理计算新进展

对近几年来第一性原理计算在以LiCoO_2为代表的锂离子电池层状正极材料研究方面的应用进行了综述。主要包括LiCoO_2的结构与电化学性质研究、其他LiMO_2正极材料的研究、掺杂改性和多元材料的研究等方面。较详细地介绍了它们的研究过程,讨论了取得的成果,分析了研究特点。在对上述研究内容进行简要评述的基础上阐述了继续开展相关研究的领域。     

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制备及改性研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)由于安全性能好、循环寿命长、原材料来源广泛、无环境污染等优点被公认为是最具发展潜力的锂离子动力与储能电池正极材料。综述了近年来磷酸铁锂正极材料在制备和改性方面的最新进展。在此基础上,提出了磷酸铁锂正极材料未来的主要研究和发展方向。     

层状Li0.7CoxMn1-xO2正极材料的合成与电性能研究

通过离子交换法在空气气氛中合成了具有O2型结构特征的掺Co3+型层状正极材料Li0.7CoxMn1-xO2, 用XRD、SEM、粒度分析和电性能测试等手段研究了煅烧温度和掺钴量对前驱体碱锰青铜及目标正极材料性能的影响.在900℃煅烧16h合成的前驱体Na0.7Co0.2Mn0.8O2具有P2型层状碱锰青铜结构特征, XRD特征峰尖锐.样品Li0.7Co0.2Mn0.8O2 在2.25～4.20V首次放电容量为162mAh·g-1, 循环40次后, 容量保持率在90%以上; 充放电曲线光滑, 仅存在2.70～2.90V唯一充放电平台, 在循环过程中未发生可逆相变.