少量Mn掺杂及碳包覆改善LiFePO_4的电化学性能

采用固相法制得了颗粒细微、粒径分布窄的橄榄石型磷酸铁锂.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及恒流充放电测试仪分别对合成样品的物相、晶胞参数、表面形貌及电性能进行测试与表征.对比分析了单一碳源掺杂、掺碳且掺Mn对材料结构及性能的影响.研究发现:碳包覆并掺杂少量Mn更有利于提高材料的电化学性能.     

硅烷偶联剂对磷酸铁锂结构和电性能的影响

实验采用碳热还原法制备橄榄石型磷酸铁锂。研究了在制备过程中加入硅烷偶联剂对产物表面形貌及性能的影响。结果表明:添加硅烷偶联剂没有改变磷酸铁锂的橄榄石结构。葡萄糖炭化前加入2.5%KH550的样品颗粒细小清晰,颗粒明显呈现椭圆形,团聚现象减弱,葡萄糖炭化后分散度高。加入硅烷偶联剂明显提高LiFePO4的电性能;而葡萄糖炭化前加入2.5%KH550的样品具有最高的首次放电比容量139 mAh/g。     

以竹纤维为碳源制备碳包覆磷酸铁锂

以竹纤维为碳源,制备了碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)正极材料,研究了竹纤维掺杂量对材料结构和性能的影响.XRD分析表明:制备的材料具有标准的橄榄石型结构.充放电实验表明:当竹纤维掺杂量为7％时,材料具有较好的电化学性能,以0.1C在2.5～4.1V充放电,首次放电比容量为150 mAh/g,第20次循环的容量保持率为96％.     

锌掺杂对LiFePO4/C电化学性能的影响

用共沉淀法合成了碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)和Zn掺杂的LiFePO4/C复合正极材料.样品LiFe0.67Zn0.33 PO4具有橄榄石结构,粒径为0.04 ～ 47.90 μm.Zn的掺杂细化了晶粒尺寸,提高了导电率和Li+的扩散速率.样品在2.0～4.2V以0.2C、0.5C和1.0 C循环50次,容量保持率分别为95.2％、82.9％和79.9％.     

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%。     

以FePO4为原料的LiFePO4碳热还原合成方法研究

以磷酸铁作为铁源和磷源,以碳酸锂作为锂源,采用碳热还原法合成LiFePO4/C材料。选用不同碳源包覆和不同金属离子掺杂对样品进行改性。采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及恒电流充放电技术等分析方法分别研究了样品的结构、形貌和电化学性能。结果表明,在室温和0.1 C倍率下,碳源为单一碳质前驱体的样品比采用混合碳源制备的LiFePO4/C具有更好的电化学性能,首次放电比容量为151.5 mAh/g,循环性能稳定;而以金属离子掺杂却很难有效地提高材料的电化学性能。     

大容量磷酸铁锂体系高功率电池的设计研究

具有橄榄石结构的磷酸铁锂正极材料以其高安全性、低成本、长循环寿命等特点广泛应用于混合动力(HEVs)汽车及插电式混合动力(PHEVs)汽车等动力电池领域。选用了磷酸铁锂(LiFePO_4)/中间相碳微球作为动力电池的正负极材料体系,探讨了电极配方、制备工艺(碳基涂层铝箔)、电解液体系及集流结构设计对电池倍率及循环性能的影响。制备50 Ah磷酸铁锂功率型动力电池,进行了电化学及安全性能测试。     

水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO_4及其性能研究

利用水热法合成锂离子正极材料磷酸铁锂(LiFePO4)纯相,并以蔗糖为碳源对其进行碳包覆。采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及恒流充放电测试仪(LAND),分别对合成样品的物相、晶胞参数、表面形貌及电化学性能进行测试与表征。实验结果表明:水热法制备的LiFePO4样品具有纯度高、粒径小、形貌规则等优点,且LiFePO4/C样品制备的电池循环寿命长且可逆性好。     

钛白渣制备复合磷酸铁锂及其电化学性能

采用液相水热法制备技术,以钛白渣、碳酸锂、磷酸二氢钠为原料,抗坏血酸为添加剂,在密闭高压反应釜中合成得到了镁掺杂磷酸铁锂复合材料。研究了钛白渣一步制备磷酸铁锂材料过程中,杂质元素的掺入情况及其对复合材料结构、形貌、电化学性能等的影响。电感耦合等离子体光谱仪(ICP)和电镜能谱仪(EDS)分析结果表明,在合成过程中镁成功掺入到复合材料中,制备得到复合材料LiMP04(M代表Fe与Mg);X射线衍射仪(XRD)分析结果表明微量镁的掺入并未对材料结构产生影响;扫描电镜(SEM)结果显示钛白渣制备的复合磷酸铁锂材料形貌为菱形多面体;电化学性能测试结果表明合成的复合材料的首次充放电性能、循环性能和高倍率性能有较大提升,均显著优于高纯硫酸亚铁制备的磷酸铁锂材料性能。     

磷酸铁锂的微波合成及改性研究

研究了磷酸铁锂的微波合成与改性.通过正交实验考察了微波功率、铜的掺入量、微波辐射时间等因素对磷酸铁锂比容量的影响,确定了最佳工艺条件.实验结果表明:微波功率650 W,铜的质量分数为5％,微波辐射时间为50 min的条件下铜掺杂碳包覆磷酸铁锂的比容量为145.4 mAh/g.X射线衍射表征了样品化学组成,扫描电镜(SE...     

糖类作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO4/C正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)和电化学手段对目标材料进行了结构表征和性能测试.考察了葡萄糖和蔗糖作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响.结果表明,以葡萄糖作为碳源的正极材料具有优良的电化学性能,首次放电比容量达136.3 mAh/g,远远高于纯的LiFePO4正极材料,随着循环次数的增加,材料的放电比容量逐渐增加,然后趋于稳定.循环30次后,比容量为139.6 mAh/g.     

废旧磷酸铁锂锂离子电池正极的回收

采用磷酸(H3PO4)溶液对废旧LiFePO4电池正极片在低温热解得到的粉末材料进行浸出,以铁盐溶液作为补充铁源,合成电池级磷酸铁(FePO4),并将滤液pH值调到8.0以上,得到工业级磷酸锂(Li3PO4)。通过SEM、XRD和电化学性能测试,研究热处理温度、反应原料配比与溶液pH值对回收产物形貌和性能的影响。将正极片在350℃下热解2 h分离得到的粉末加入到85℃的H3PO4溶液中,在n(P)∶n(Fe)为1.3∶1.0的条件下,制备的FePO4结晶度好。制备的电池在2.5~4.0 V充放电,0.2 C和2.0 C放电比容量最高分别达到160.2 mAh/g和150.3 mAh/g。以Li3PO4方式回收滤液中的锂元素,当p H值为10时,回收率达到90%,Li3PO4纯度在99.4%以上。     

溶胶凝胶法制备磷酸亚铁锂的研究

研究了溶胶凝胶法制备磷酸亚铁锂,探讨了不同锂源、不同胶溶剂、烧结时间及金属离子的掺杂改性对合成材料的充放电性能影响。利用XRD分析产物的晶型结构为橄榄石型磷酸亚铁锂,SEM观察材料的形貌及粒径发现,掺杂金属离子能有效控制颗粒长大。采用循环伏安和电化学阻抗简单分析材料的电化学性能,得知以氢氧化锂为锂源,蒸馏水为溶剂,烧结18 h合成的样品可逆性好,电阻小,极化小,电极反应速度大,容量高。     

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。     

Li_3V_2(PO_4)_3的制备及其电化学性能研究

以磷酸二氢锂为锂源和磷酸根源、五氧化二钒为钒源,硬脂酸为还原剂和表面活性剂,采用球磨加碳热还原法制备锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3/C复合材料。采用X射线衍射光谱法(XRD)对样品进行了物相分析,用扫描电子显微镜法(SEM)对样品形貌和粒径进行了表征,用恒流充放电蓝电测试仪对材料的电化学性能进行了测试。结果表明:烧结温度700℃时产品循环性能和倍率性能最佳。在3.0~4.3 V电压范围内,0.1 C、0.5 C下,首次放电比容量分别为115.2、108.7 mAh/g,循环50次、17次后容量保持率分别为96.7%、101.4%,呈现了良好的循环性能。     

扣式Li-LiFePO4蓄电池的研制

采用高温固相法合成了LiFePO4蓄电池正极材料,并用X射线衍射、扫描电镜、循环伏安和充放电测试等方法对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究;考察了不同负极和电解液对扣式Li-LiFePO4蓄电池电性能的影响。研究结果表明,该方法所合成的LiFePO4为单一的橄榄石型晶体结构、晶粒较细、粒径分布较均匀;以0.1 C充放电,首次放电比容量为134.8 mAh/g,50次的平均放电比容量不小于128 mAh/g,其充放电效率在99.6%以上;以锂/铝合金作负极,LiAsF6/碳酸乙烯酯(EC) 二甲基四氢呋喃(2-MeTHF) 四氢呋喃(THF)为电解液所得扣式锂蓄电池的性能最好。     

LiFePO_4正极材料倍率性能改善的研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LFP)作为锂离子电池正极材料,具有良好的电化学性能、平稳的充放电平台、稳定的充放电结构,而且无毒、无污染、安全性能好、循环寿命长、原材料来源广泛。然而由于其本身结构的缺陷,导致其倍率性能低下,这将直接影响该材料在动力汽车市场的应用。改善其倍率性能的方法主要有离子掺杂、表面包覆、合成纳米材料。以这几类改性方法为主线,综述了近年来LFP倍率性能改善的研究进展。     

纳米LiFePO4材料的制备及性能研究

以FeCl2.4 H2O、(NH4)2HPO4及LiOH·3 H2O和柠檬酸为原料,采用水热模板法制备花形结构的LiFePO4纳米棒。此方法合成的LiFePO4形貌可控,粒径均匀,分散性好,电压平台稳定,具有高于160 mAh/g的比容量。还研究了柠檬酸浓度以及前驱体的煅烧温度对LiFePO4的形貌以及电化学性能的影响。实验表明在柠檬酸浓度为0.1 mol/L、煅烧温度650℃下,样品为分布均匀的纳米"花形棒状"结构,尺寸均匀、晶形稳定,电压平台为3.45 V,且电压平台宽,首次充放电比容量高达162.5 mAh/g,0.5 C充放电50次容量保持率将近100%。     

碳包覆磷酸铁锂的微波合成及电化学性能研究

研究了碳包覆磷酸铁锂的微波合成,对制备的LiFePO4-C产品的电化学性能进行测试与表征。实验结果表明,微波合成的碳包覆LiFePO4-C首次放电比容量达到140mAh/g,LiFePO4-C样品的循环性能在10次使用周期内比容量曲线稳定在135mAh/g以上。碳包覆有效地提高了LiFePO4的导电性能,提高了LiFePO4的实际比容量。微波作用下碳包覆LiFePO4没有引起晶型的变化,是一种很有前景的提高LiFePO4电化学性能的改性方法。