5V锂离子电池尖晶石正极材料LiM0.5Mn1.5O4的研究评述

评述了锂离子电池锰酸锂正极材料的重要性，介绍了3d．过渡金属离子（Cr^3＋，Ni^2＋，Cu^2＋，Fe^3＋）掺杂在锰酸锂正极材料中的应用。研究了3d-过渡金属离子掺杂对锰酸锂正极材料结构和电化学性能的影响，并提出了其影响锂离子电池充放电和循环性能的机制。展望了3d-过渡金属离子掺杂在锂离子电池锰酸锂正极材料中的发展前景，并指出LiM0.5Mn1.5O4是非常有应用前景的5V锂离子电池正极材料。     

锂离子电池预锂化技术研究进展

近年来，随着锂离子电池应用日益广泛，迫切需要开发高能量密度的锂离子电池来满足日益苛刻的动力、储能电池的性能要求。采用预锂化技术对锂离子电池电极材料进行处理，可以提升锂离子电池的首次库伦效率，减小首次充放电过程中的锂不可逆损失，对高容量的硅等材料的工业应用至关重要。本文综述了近些年来锂离子电池预锂化技术的研究进展，主要阐述了化学补锂法、电化学补锂法、添加剂补锂、过锂化正极、正极添加剂等几种常见的补锂技术研究，并对未来预锂化技术发展进行了展望。     

锂离子电池及相关材料进展

新能源技术对人类社会未来可持续发展至关重要,锂离子电池可望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能的储存。电动汽车电池还面临重量、体积、寿命、安全、成本和系统可靠性等诸方面的挑战。评述了钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂等正极材料;石墨、钛酸锂等负极材料;电解质材料和隔膜材料等的研究和应用,重点介绍了正极材料的掺杂和表面修饰改性技术。并对电池技术的进步和新一代锂离子电池应用于电动车辆和智能电网的前景进行了展望。     

液相法制备磷酸铁锂的研究进展

介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂（LiFePO4）的晶体结构和充放电特性,评述了固相法和液相法制备LiFePO4。系统介绍了近几年液相法制备LiFePO4的研究进展,包括水热法,溶胶-凝胶法,共沉淀法等。并对LiFePO4正极材料的应用前景做了展望。     

锂钛氧嵌锂负极材料的研究进展

目前锂离子电池主要受制于安全性能、大功率性能和制造成本,新型高性能锂钛氧基负极材料有望解决这些问题,在动力型和储能型锂离子电池中获得应用。本文对Li4Ti5O12、Li Ti2O4、Li2Ti3O7、Li2Ti6O13等系列锂钛氧嵌锂化合物的晶体结构、电化学性能、制备方法、化学改性、应用研究等方面的重要成果进行了较全面的阐述,并指出了未来研究发展方向。     

锂离子电池LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2废料直接回收及材料再生性能

通过直接热处理以及补充锂元素二次烧结的方法对锂离子电池三元镍钴锰废料进行回收,并将其重新作为锂离子电池正极材料进行应用。采用扫描电镜、红外光谱、热重、电感耦合等离子体以及电化学测试等方法对材料性能进行检测。结果表明:温度高于700℃时可以有效去除报废材料中的PVDF,高温烧结可以一定程度上修复材料容量,而通过补充锂元素进行二次烧结的方法可以有效恢复废料性能,具有商业应用价值。此方法工艺简单,可以为锂离子电池正极层状材料的回收提供参考。     

第一性原理在锂硫电池正极材料中的应用

锂硫电池被广泛认为最具潜力的下一代储能体系,但是锂硫电池的技术瓶颈使其实用化过程遇到诸多困难。全球"材料基因组"计划的开展促进第一性原理在储能材料领域的广泛应用。综述近年来第一性原理在锂硫电池正极材料中的应用,从4个方面分析多硫化物的吸附作用、充放电机理、锂离子的扩散及电子结构对锂硫电池的穿梭效应、容量、循环稳定性等问题的影响。通过第一性原理计算将宏观性能与微观本质相关联,展望其在锂硫电池中的应用前景,为进一步设计硫正极材料提供参考。     

锂离子电池正极材料的组合化学设计及相变机理

将组合化学应用于功能电极材料开发 ,设计出锂离子电池正极材料三角形分子库。采用空间标码、高温固相平行合成法 ,以锂、钴、锰、镍 4种元素的化合物为原料 ,合成了锂离子二次电池的正极材料。以所测材料的充放电性能为筛选指标 ,成功地确定了电化学性能优良、组成构型一定的正极材料。实验中发现正极材料中因钴、镍、锰的配比不同而产生的相变现象 ,最后还讨论了材料的相变机理     

尖晶石锰酸锂制备及其电化学性能的研究

锰酸锂被认为是取代商品锂离子电池正极材料LiCoO2的候选材料,以二氧化锰、碳酸锂为原料,在空气气氛下进行烧结,控制烧结温度和时间,制备锂离子电池正极材料锰酸锂。用X射线衍射仪、电子扫描电镜对产物的结构特征、微观表面形貌和恒流充放电性能进行了表征。结果表明:所制得的正极材料为尖晶石型锰酸锂,结晶度高、无杂质相、材料颗粒的粒径均匀,首次充放电比容量为117.3 mAh/g(0.2C,3.3～4.4V);50次循环后,放电比容量为107.9 mAh/g,不可逆容量损失为9.4 mAh/g,比容量保持率为92.0%,得到了很好的综合电化学性能。     

改性钛酸锂负极材料的研究进展

尖晶石型钛酸锂作为锂离子电池负极材料,在充放电过程中其晶体结构不会发生改变,不可逆容量损失较小,被称为＂零应变＂材料。它具有循环寿命长、充电过程快、安全性高等特性,符合下一代锂离子电池的要求。本文综述了钛酸锂负极材料的研究近况,着重阐述了纳米化、引入导电碳、金属元素掺杂、阴离子掺杂以及复合改性等方法对钛酸锂进行改性,探究对其电性能的影响和以后的发展方向。     

Mechanism of lithium insertion into NiSi2 anode material for lithium ion batteries

As a promising high capacity anode material for lithium ion batteries, the lithium insertion performance and possible insertion mechanism of binary alloy of NiSi2 were discussed. The initial lithium insertion of crystal NiSi2 can reach up to 600 mAh·g-1 , but large irreversible capacity occurrs simultaneously for serious structure transformation and the irreversible phase forms. XRD and XPS were employed to detect the crystal structure and composition changes produced by lithium insertion. The lithium insertion-extraction behavior of NiSi2 electrode is similar to that of silicon after the first discharge. The structure stability seems related to the non-stoichimometric Ni-Si compound formed by lithium insertion into NiSi2.     

PREPARATION AND XRD STUDY OF LITHIUM DEFICIENT LiB COMPOUND

The LiB compounds in lithium deficient state were prepared by three methods and its crystal structure was investigated by using XRD. It is found that the lattice constant c of the compound will increase step by step with decreasing Li content from 0.2796nm of the normal LiB to 0.2886, 0.2981 and 0.3118nm of the lithium deficient LiB. The change of the lattice constant is reversible.     

锂消除纯铜铸造枝晶组织的研究

向熔融三号工业纯Ｃｕ中加入微量Ｌｉ,得到表面光滑、内部致密的铜锭。研究Ｌｉ对工业纯Ｃｕ结晶形态的影响,结果表明：Ｌｉ能消除合金凝固的枝晶区并使之转变为等轴晶区。最后从凝固理论及凝固过程热分析出发,初步探讨其成因     

LiC0O2电极材料晶体结构的XRD和TEM研究

报道了X射线衍射和电子衍射在研究锂离子正极材料LiC0O2晶体结构中的作用。测定了不同温度下合成的LiC0O2以及脱锂态产物LixC0O2（0〈x〈1）的晶体结构。X射线衍射反映了LiC0O2粉末颗粒晶体结构的统计性集体特征，电子衍射反映了LiC0O2单颗粒的精细晶体结构特征，2种方法结合起来才能较为全面地考察LiC0O2粉末颗粒的晶体结构，从而为采取综合措施提高其电化学性能提供依据。     

电场辅助化学溶液工艺技术制备硅酸锂(Li2SiO3)陶瓷薄膜

采用了一种新的电场辅助化学溶液工艺技术制备了硅酸锂(Li2SiO3)陶瓷薄膜.结果表明,这种方法可在较低的温度下获得成分单一的硅酸锂(Li2SiO3)陶瓷薄膜.利用X射线衍射技术(XRD)对薄膜的晶体结构进行了表征;利用扫描电子显微技术(SEM)观察了薄膜的表面形貌;并对硅酸锂(Li2SiO3)陶瓷薄膜的制备过程进行了详细的分析和讨论.     

PEO及其与LiClO4复合体系的非等温结晶动力学

用示差扫描量热法(DSC)研究了聚氧化乙烯(PEO)及其与高氯酸锂(LiClO4)复合体系的非等温结晶过程。依次用Jeziorny方法、一种结合Avrami和Ozawa方程的方法分析了以上体系中PEO的非等温结晶过程,得到了PEO在不同体系中非等温结晶时的动力学参数。动力学参数表明LiClO4晶粒缩短了PEO的结晶时间,使复合体系中PEO的结晶速率大于PEO体系的,但PEO体系形成更完善晶体;为使二者达到相同的相对结晶度,PEO体系需要更大的冷却速率。结果表明,LiClO4晶粒能够有效地将PEO的结晶相转变成非晶相,即LiClO4可有效地抑制PEO的结晶过程。     

Influence of Helium on Microstructure and Electrochemical Properties of LiFePO4 Thin Films Electrodes

提出利用氦渗透法优化LiFePO4材料的结晶生长过程,达到提高材料电化学性能的目的。采用磁控溅射法制备含氦LiFePO4薄膜电极,利用扫描电镜观察样品的微观形貌,发现样品表面与截面皆呈现多孔结构。用X射线衍射仪分析含氦LiFePO4薄膜电极的晶体结构。结果表明,氦渗入薄膜后显著增强了材料在29.81o的衍射峰强度,而此处正对应了锂离子在LiFePO4材料中的扩散路径（[010] 方向）。这表明含氦LiFePO4薄膜中存在有利于材料脱锂/嵌锂的结晶择优生长取向,会导致薄膜电极电化学性能的提高。     

Li2MnO3的电化学活性及脱嵌锂机理研究进展

富锂固溶体正极材料xLizMnO3·（1-x）LiMO2（M--Co,Ni,Mn…）,首次不可逆容量很大程度上与组分中的LizMnO3电化学过程有关。富锂固溶体正极材料4．5V区域充电平台是组分中Li2MnO3电化学活化过程;Li2MnO3首次循环不可逆容量较大,约在50～100mAhg-1,4．5V电位脱出Li＋同时脱出O2-,等效脱出不可嵌入的Li2O;Li2MnO3与分解的电解液发生离子交互反应后,H＋占据不可逆位置,阻碍了Li＋的嵌入;多周循环晶体结构改变,形成不可逆结构并有新相生成。本文综合介绍近几年关于Li2MnO3结构、常温脱嵌锂机理、高温下电解液分解及循环后结构变化等方面的研究现状。     

Effect of lithium on the casting microstructure of Cu-Li alloys

The effect of lithium on the casting microstructure of Cu-Li alloys was studied via the Wild MPS 46 Automatic camera, Deitz Diaplan, and scanning electron microscope. The result shows that trace lithium added to copper coarsens the grains of Cu-Li alloys in eqniaxed crystal area because of the excellent purification effect. With the amount of lithium increasing, the average grain size increases sharply. But when the amount of lithium increases more, the average grain size decreases instead. At the same time, the typical dentritic crystal area of copper is diminished when lithium is added to pure copper.