镁离子掺杂对LiFePO4材料性能的影响

为了提高LiFePO4的电化学性能,用Mg2 对LiFePO4进行掺杂,以Li3PO4为锂源、Mg(OH)2为掺杂源,采用固相法合成锂离子电池正极材料Li1-xMgxFePO4(x=0.005、0.01、0.02和0.03).通过X射线衍射分析及电化学测试,研究了Mg掺杂对材料的结构和电化学性能的影响.实验研究表明,掺入少量的Mg2 ,可以减小晶胞体积,提高LiFePO4的循环性能和比容量.当Mg的掺入量为2 mol%时,以0.1C倍率充放电,Li0.98Mg0.02FePO4最大放电容量为123.6 mAh/g.     

尖晶石型Li_4Mn_5O_(12)正极材料的合成

以LiOH·H2O和MnCO3为原料,采用两段固相法制备了亚微米级大小的尖晶石型Li4Mn5O12正极材料.通过充放电测试、X射线衍射、扫描电镜等现代实验方法研究了合成温度对材料的电化学性能的影响.研究表明:500℃烧结制备的样品表现出最佳的电化学性能.在0.2 C倍率电流条件下,第1循环和第30循环的放电容量分别为143.5 mAh·g-1和143.9 mAh·g-1;在2 C倍率电流下,样品的第1循环和第50循环的放电容量分别为109.2 mAh·g-1和126.1 mAh·g-1.     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_(5-x)Co_xO_(12)的结构与电化学性能

主要采用溶胶凝胶法合成Li4Ti5-xCoxO12负极材料,通过XRD、SEM和电化学测试手段,系统的研究了尖晶石型Li4Ti5-xCoxO12的结构和电化学性能.结果表明:0.06≤x≤0.24的样品均为纯相尖晶石型结构,掺杂Co3+对晶粒的生长有抑制作用,但团聚现象明显;引入Co元素降低了样品的首次放电比容量,但是没有影响样品的循环稳定性.     

锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4的合成及性能

采用固相反应法合成了锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4(Re=Er,Y,Gd,Nd,La),采用X射线衍射、恒电流充放试验对掺杂试样的微观结构和电化学性能进行测试。试验结果表明:掺杂稀土金属离子对LiFePO4的晶体结构没有影响,与LiFePO4相比,掺杂Er3+,Y3+,Gd3+的试样具有优良的循环性能和倍率性能,而掺杂Nd3+,La3+的试样的循环性能和倍率性能较差。掺杂试样中,Li0.97Gd0.01FePO4的电化学性能最佳,在C/10和1C(1C=120 mA.g-1)倍率下放电容量均最大。     

锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4的合成及性能

采用固相反应法合成了锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4（Re=Er,Y,Gd,Nd,La）,采用X射线衍射、恒电流充放试验对掺杂试样的微观结构和电化学性能进行测试。试验结果表明：掺杂稀土金属离子对LiFePO4的晶体结构没有影响,与LiFePO4相比,掺杂Er^3＋,Y^3＋,Gd^3＋的试样具有优良的循环性能和倍率性能,而掺杂Nd^3＋,La^3＋的试样的循环性能和倍率性能较差。掺杂试样中,Li0.97Re0.01FePO4的电化学性能最佳,在C/10和1C（1C=120mA·g^-1）倍率下放电容量均最大。     

非计量合成LiMn0.8Fe0.2PO4正极材料的电化学性能研究

采用固相法合成了LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4/C、Li(Mn_(0.8)Fe_(0.2))_(0.94)P_(0.97)O_4/C、Li(Mn_(0.8)Fe_(0.2))_(0.9)P_(0.95)O_4/C和Li(Mn_(0.8)Fe_(0.2))_(0.86)P_(0.93)O_4/C四个复合正极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学性能测试对材料的晶体结构、颗粒形貌和电化学性能进行了研究.结果表明:非计量合成的样品与计量合成的样品晶体结构没有明显差异,样品中都没有观察到Li_4P_2O_7衍射峰.非计量合成的样品一次颗粒的完整性不好,LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4/C材料具有最佳的大倍率放电性能.     

Na3-xLixV2(PO4)3正极材料的制备与电化学性能研究

通过溶胶-凝胶法合成了锂离子掺杂的磷酸钒钠(Na_(3-x)Li_xV_2(PO_4)_3)正极材料,探究了不同锂离子掺杂量对材料组成、结构及电化学性能的影响和离子传输机理。研究结果表明,锂离子的引入并不改变Na_3V_2(PO_4)_3的主晶相,但是会造成晶胞体积的减小。锂离子通过激活Na_3V_2(PO_4)_3中的Na(1)位点来提高电化学性能。具有蜂窝状结构的Na_(2.96)Li_(0.04)V_2(PO_4)_3具有较好的电化学性能,在30 C下首次放电比容量达到104.9 mAh·g~(-1),经过350次循环后其放电比容量为77.52 mAh·g~(-1);库伦效率接近100%;其钠离子的扩散系数为2.02×10~(-13) cm~2·s~(-1)。     

超声波法制备球形Li3PO4粉末

为了制备锂离子电池正极材料球形LiFePO4,以曲拉通-100(Tx-100)作表面活性剂,用超声波法制备了LiFePO4的前驱体材料μm级球形Li3PO4粉末,并用X射线衍射进行了表征.研究了各种因素对Li3PO4颗粒形态的影响,得到了超声波法制备球形Li3PO4粉末的适宜条件:反应温度为35℃,Li+的浓度为0.6 mol/L,Tx-100的质量百分数为10%,超声波作用时间为5 min.     

Sn~(4+)掺杂对正极材料Li_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能的影响

采用共沉淀法合成掺杂的Li_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3-x)Sn_xO_2的正极材料,通过X射线光谱、扫描电镜、充放电测试等技术对Li_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3-x)SnxO_2材料的结构、形貌、电化学性能进行表征。结果表明,采用共沉淀法Sn4+能有效掺杂进正极材料Li_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的体相结构。掺杂量x=0.04时,在2.8~4.2V、0.2C倍率下掺杂的正极材料首次充放电比容量为138.5mA·h/g,30次循环后的容量保持率为96.96%。掺杂Sn4+对Li_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3) Mn_(1/3)O_2正极材料改性后,材料仍保持典型的α-NaFeO_2层状结构,且晶型良好,表明Sn4+掺杂能够有效改善材料的电化学性能。     

锂离子电池正极材料LiMn0.95Zn0.05PO4/C的固相合成及电化学性能

以PEG为新型碳源,采用简单固相法合成了锌离子掺杂的锂离子电池正极材料LiMn0.95Zn0.05PO4/C。采用XRD和电化学测试分别研究了预分解温度对LiMn0.95Zn0.05PO4/C结构及性能的影响。实验结果表明预分解温度为500℃合成的LiMn0.95Zn0.05PO4/C具有最好的放电性能,0.02 C首次放电比容量可以达到131.7 mA.h.g-1,达到文献较好水平。考察了最佳条件合成样品的倍率性能和循环伏安特性。     

水热法制备LiFePO_4及其电化学性能的研究

采用水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO4,研究了制备工艺条件对LiFePO4结构和电化学性能的影响.采用扫描电镜及X射线仪对制备材料进行了表征,采用恒流充放电测试研究材料的电化学性能.实验验结果证明,采用水热法制备LiFePO4的适宜条件为:反应物摩尔比为Li:Fe=3:1,反应温度120℃,反应时间10 h,干燥时间为6 h.     

Mn2+掺杂对LiFePO4正极材料结构、性能及嵌锂动力学的影响

为了改善橄榄石型LiFePO4正极材料的性能,采用高温固相法合成了Mn掺杂的LiMnxFe1-xPO4(x=0,0.10,0.25,0.40,0.50)材料.采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、充放电测试、循环伏安和电化学阻抗谱研究了材料的结构、电化学性能和锂离子嵌脱动力学.结果表明,锰掺杂的LiFePO4样品颗粒分布比较均匀,具有较小的平均粒径和窄的粒度分布,LiMnxFe1-xPO4是纯相的橄榄石结构.在不同倍率下,LiMn0.4Fe0.6PO4具有最高的放电容量和最好的动力学性能.Mn的掺杂提高了LiFePO4材料的可逆性、锂离子扩散系数和放电容量,减小了电荷转移电阻,进而提高了其动力学性能.     

水热法制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4及其电化学性能的研究

以LiOH·H2O、MnSO4·H2O和NiSO4·6H2O等为原料,采用水热法合成尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料.利用扫描电子显微镜、粉末X-射线衍射仪、电化学测试分别对材料形貌、结构和电化学性能进行表征.研究加入不同锂量和热处理对尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料的初始容量、放电平台以及循环性能的影响.结果表明:经过850℃热处理所合成的材料分布均匀、结晶和电化学性能良好.当LiOH溶液为0.162 g·mL-1时,尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料在1 C倍率电流(140 mAh g-1)条件下,首次放电比容量为111.0 mAh·g-1.且该样品的循环性能优越:经150充放电循环后的容量衰减率仅为4.5%.     

微波合成LiMn2O4正极材料及其电化学性能的研究

本文以Li2CO3 、MnO2为原料,采用微波热处理合成锂离子电池正极材料LiMn2O4,研究了热处理温度,Li/Mn摩尔比对产物结构和电化学性能的影响,同时研究了微波热处理和传统热处理两种加热方式的差别.通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、恒电流充放电测试分别对产物的结构、形貌及电化学性能进行表征,结果表明：采用微波法在750℃保温15 min,快速地制备出尖晶石型LiMn2O4,纯度高,尺寸分布均匀,约100-300 nm;于0.1C倍率下,以微波法制备的正极材料首次放电比容量可达112.38 mA·h/g,1C倍率充放电50次循环后,容量保持率为91.6％;以传统方法制备的正极材料0.1C倍率下首次放电比容量为94.07 mA·h/g,1C倍率充放电50次循环后,容量保持率为71.4％     

复合材料Li_4Ti_5O_(12)/SnO_2的制备及电化学性能研究

采用化学沉积法制备Li4Ti5O12/Sn O2复合材料,讨论了Sn O2的含量对负极材料电化学性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试对材料进行结构、形貌及电化学性能表征.结果表明:复合材料中的Sn O2不会改变钛酸锂的尖晶石结构和形貌,当Sn O2质量分数为5%时,材料的电化学性能最优;电压在1~3 V,进行恒流充放电测试,结果表明:0.1 C倍率时,Li4Ti5O12的首次放电比容量为167.83 m Ah/g,而5%复合材料的首次放电比容量为178.21 m Ah/g.     

Li_(1.1)Ni_(1/3)CO_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的制备与性能研究

以Li2CO3、Ni CO32Ni OH24H2O、Co CO3H2O和Mn CO3为原料,采用高温固相法,制备了Li1.1Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料.通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征,并采用恒电流充放电测试系统对该材料的电化学性能进行测试.结果表明:第2次球磨时加锂盐合成的Li1.1Ni1/3Co1/3Mn1/3O2样品结构完整,为-Na Fe O2型二维层状结构,属于R-3m空间群,且该样品的阳离子混排程度较低,颗粒大小比较均匀.该样品在0.1 C放电倍率和2.4~4.6 V电压范围的首次放电比容量为182.7 m Ah/g,循环57次后,容量的仍高达保持率为95.1%,表现出良好的循环性能.     

高温固相法制备LiFePO4／C正极材料及其性能研究

以Fe2O3,LiH2PO4,乙炔黑和蔗糖为原料,采用高温固相合成方法制备LiFePO4／C复合正极材料。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明,合成材料为单一晶相正交晶系结构,在电压为2．50～4．20V（vs．Li^＋／Li）,以0．1mA／cm^2电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为156．3mAh／g,经过30周充放电循环后放电比容量为157．7mAh／g,表现出较大的初始放电比容量和优异的循环性能。     

LiVO_3/石墨烯复合材料制备及电化学性能研究

为提高 Li VO_3的电化学性能，通过简易溶液法制备了一系列 Li VO_3/ 石墨烯( 质量分数分别为 0,3% ,5% ,7% ) 复合材料。借助 X 射线衍射( XRD) 、扫描电镜( SEM) 、电化学交流阻抗测试( EIS) 、恒电位间隙滴定( GITT) 等表征技术，考察石墨烯包覆以及石墨烯的含量对 Li VO_3的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明: 通过溶液法可实现石墨烯包覆，石墨烯包覆能细化晶粒; 随着石墨烯含量的增大，样品颗粒尺寸减小，锂离子扩散系数增大，材料电子导电率提高，因而Li VO_3/ 石墨烯复合材料的倍率性能和循环性能都有一定程度的提升。石墨烯质量分数为 5% 的样品 LVO / Gr - 3 综合性能最优，首次放电容量可达 338 m Ah/g，在 200 m A/g 的电流下循环 100 次，容量保持率为 71. 4% 。     

掺钴对富锂磷酸亚铁锂大电流放电性能的影响

采用固相法制备了具有橄榄石型结构的微米Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品.通过充放电循环、循环伏安实验、交流阻抗、XRD衍射、红外光谱、扫描电镜等现代技术研究了制备的样品的电化学性能.研究表明,在2 C倍率电流下,制备的Li1.12FePO4/C和Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品第1循环的放电容量分别为64.8和108.9 mAh.g-1,第30循环的放电容量分别为67.3和110.1 mAh.g-1.因此,掺钴的富锂Li1.12Fe0.98Co0.02PO4/C样品具有明显改善的大电流放电性能.     

离子掺杂和碳修饰对Li_2FeSiO_4结构和性能的影响

采用高温固相反应方法合成锂离子电池正极Li_2Fe_(1-x-y)Mn_xNi_ySiO_4/C复合材料,并采用X-ray线衍射、扫描电子显微镜和电化学分析方法,研究了Ni和Mn离子共掺杂及碳修饰复合改性对复合材料结构和性能的影响。结果表明,复合改性没有对材料的晶体结构造成改变,镍锰离子共掺杂和表面碳包覆能有效提高材料的比容量和循环性能;以C/32倍率充放电,复合掺杂得到的Li_2Fe_(0.6)Mn_(0.2)Ni_(0.2)SiO_4/C材料样品的电化学性能最优,根据实测结果,该复合材料的首次放电比容量达到149 m Ah·g~(-1),充放电循环10次以后容量保持率仍有95.3%。