Ti4＋掺杂对Li2FeSiO4／C电化学性能的影响

用溶胶-凝胶法制备Ti4＋掺杂的Li2FeSiO4／C正极材料。用XRD、HRTEM和电化学方法研究了该材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明,掺杂适量的Ti4＋不会改变Li2FeSiO4／C的正交晶系结构,可以稳定材料的结构,改善高倍率充放电性能。在室温下,Li2Fe0.97Ti0.03SiO4/C以0．1c倍率放电的首次放电比容量为149．1mA·h／g,20次循环后放电比容量为127．3mA·h／g,且不同倍率下的电化学性能明显优于未掺杂的Li2FeSiO4／C。交流阻抗谱研究表明,适量的Ti4＋掺杂,减小了正极材料在充放电过程中的电荷传递电阻,增加了材料的电子电导率,改善了材料的电化学性能。     

镍、锰掺杂LiFePO_4电池正极材料的合成和电化学性能研究

以Li OH·H2O,Fe SO4·7H2O,H3PO4、Ni SO4、Mn SO4为原料,采用水热法合成了Li Fe1-xNixPO4和Li Fe1-xMnxPO4。采用XRD、FESEM分析了正极材料的组成、结构及形貌,利用电池测试仪测试了正极材料的电化学性能。结果表明:镍、锰掺杂Li Fe PO4具有较好的充放电性能。Li Fe0.9Mn0.1PO4的首次充放电比容量分别为143.5、143 m Ah/g,Li Fe0.95Ni0.05PO4的首次充放电比容量分别为132、131 m Ah/g,离子掺杂能显著提高材料的充放电比容量。     

钇掺杂LiFePO4锂离子电池正极材料的制备与性能

用固相法合成LiFe1-xYxPO4 (x=0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04)锂离子电池正极材料,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、粉末比电阻法和充放电性能测试表征材料的晶体结构、微观形貌、电子电导率和电化学性能。结果表明,少量的钇掺杂并未改变材料的晶体结构,但改善了材料的微观结构,提高其电子电导率,改善可逆容量和电化学性能。在10 mA/g的电流密度下,LiFe0.97Y0.03PO4首次放电容量可达146.54 mAh/g。     

NaV1-xCrxPO4F的合成及电化学性能

采用高温固相法合成掺杂改性的NaV1-xCrxPO4F(x=0,0.04,0.08)作为钠离子电池正极材料。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等对材料的晶体结构和形貌进行表征。从材料的晶体结构、恒流充放电测试和循环性能等方面分析掺杂元素Cr在改善材料性能中的作用。结果表明:掺Cr后的材料电化学循环稳定性得到较好的改善,首次放电容量达到83.3 mA.h/g,效率高达90.3%,循环20次后可逆容量保持率仍然有91.4%。     

Al掺杂Li_2MnSiO_4锂离子电池正极材料的合成和电化学性能

以Li2SiO3、Mn(CH3COO)2.4H2O和Al(OH)3为原料,用传统高温固相合成法成功制备出Li2Al0.1Mn0.9SiO4锂离子电池正极材料。采用XRD、FESEM分析了正极材料的相组成、结构和形貌,利用电池测试仪测试了正极材料的电化学性能。研究结果表明,固相合成的产物主相为Li2Al0.1Mn0.9SiO4,同时存在少量的杂质,产物表面形貌为非球形颗粒,颗粒尺寸为100～500 nm。实验结果表明,Al掺杂后,正极材料的可逆容量和循环寿命都得到提高。正极材料电化学性能提高的机理在于Al掺杂稳定了Li2MnSiO4正极材料的结构。     

Li2Mn0.9Ti0.1SiO4锂离子电池正极材料的合成及其性能

以Li2SiO3、Mn(CH3COO)2·4H2O和TiO2为原料,利用传统高温固相合成法成功合成出Li2Mn0.9Ti0.1Si04锂离子电池正极材料.采用XRD、FESEM等手段分析了正极材料的相组成、结构和形貌,利用电池测试仪测试了正极材料样品的电化学性能.研究结果表明,固相合成的产物主相为Li2Mn1-x,TLSiO4,同时存在少量的杂质,掺杂Ti后,材料表面形貌从近球形转变为非球形颗粒,颗粒尺寸略有增大,为200～500nm.实验结果表明,Ti掺杂以后,Li2MnSiO4正极材料的可逆容量和循环寿命都得到提高.正极材料电化学性能提高的机理在于Ti掺杂稳定了Li2MnSiO4正极材料的结构.     

镍离子掺杂对LiFePO4结构和性能的影响

为提高LiFePO4的充放电性能,用Ni2 对LiFePO4进行掺杂.采用电化学方法测量了Li1-xNixFePO4的充放电性能,用X射线衍射和里特沃尔特方法表征了掺杂LiFePO4的晶体结构.固相反应可制备单相Li1-xNixFePO4(x=0.00、0.01、0.02、0.03、0.05和0.07,摩尔分数).研究表明:少量镍离子掺杂能有效地提高LiFePO4的比容量和循环性能,其中Li0.97Ni0.03FePO4具有更好的电化学性能,放电比容量高出LiFePO4约30mA·h/g,其主要原因是镍离子掺杂不仅改变了晶体中原子间距离和位置,引起晶胞收缩;而且增加了LiFePO4中Fe3 /Fe2 共存态的浓度,提高了材料的导电能力.     

Al掺杂对Li_4Ti_5O_(12)结构及性能的影响

以金红石型TiO2、Li2CO3和Al2O3为原料,采用高温固相法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12和Li4AlxTi5-xO12(x=0,0.025,0.05,0.1,0.2,0.4)。利用X射线衍射仪、扫描电镜、半电池充放电测试和交流阻抗测试研究材料的物相、结构、形貌以及电化学性能。结果表明:Al掺杂不会改变Li4AlxTi5-xO12的尖晶石结构,但会导致材料颗粒尺寸增大;适当Al掺杂后,材料的循环稳定性和极化性能得到改善,充放电比容量和可逆比容量不同程度降低;Li4Al0.025Ti4.975O12具有最优的电化学性能,0.1C倍率下首次充电比容量达到156.7 mA.h/g。     

锂离子电池富锂材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的制备及掺杂改性

以乙酸盐为原料,采用喷雾干燥法制备层状α-NaFeO2结构的富锂正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2及掺杂Cr的Li[Li0.2Ni0.15Cr0.1Mn0.55]O2。采用X射线衍射、扫描电镜、半电池充放电和电化学阻抗谱等方法研究材料的物相、结构、形貌及电化学性能。结果表明:Cr掺杂使材料的颗粒变粗,但不改变材料的结构,而使材料的层状特征更为明显;Cr掺杂后材料的电化学性能得到明显改善,电荷转移阻抗Rct从275.0降低到105.0,循环稳定性和倍率性能均有所改善,Li[Li0.2Ni0.15Cr0.1Mn0.55]O2材料1C倍率下的放电比容量为140.0 mA.h/g,循环50次后放电比容量为133.7 mA.h/g,远高于未掺杂Cr材料的比容量,未掺杂Cr材料在1C倍率下放电比容量为107.1mA.h/g,循环50次后放电比容量为102.1 mA.h/g。     

正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2阴离子掺杂改性研究

采用溶胶-凝胶法合成了层状LiNi0.4Co0.2Mn0.4O1.97X0.03(X=O,F,Cl)正极材料。以XRD、SEM、CV、EIS和充放电测试等手段对材料的晶体结构、表观形貌和电化学性能进行表征。XRD结果显示F-和Cl-掺杂没有改变晶体的六方单层状结构;CV结果表明掺杂提高了材料的可逆性;充放电测试表明,F-和Cl-掺杂均提高了材料的放电容量,并改善了材料的循环性能;EIS测试结果发现,F-和Cl-掺杂均有效地抑制其在循环过程中电化学反应阻抗的增加。     

化学沉淀法制备掺杂磷酸铁锂的结构和性能研究

用化学沉淀法制备了Mg^2＋、Al^3＋、Ti^4＋、V^5＋和Ni^2＋掺杂的磷酸铁锂，用恒电流充放电方法测量掺杂LiFePO4的充放电性能，用x射线衍射和里特沃尔特方法表征了掺杂LiFePO4的晶体结构。研究表明，少量金属离子掺杂能有效地提高LiFePO4的大电流放电性能，其中Li1-xTixFePO4、Li1-xVxFePO4和Li1-xNixFePO4以2C速率充放电时，放电比容量在120mAh／g以上，循环20次后容量保持率在80％以上。主要原因是掺杂金属离子以固溶体形式存在，并占据锂的位置，改变了晶体中原子间距离和位置，引起晶胞收缩和Li-O原子间平均距离增加，形成了有利于锂离子脱嵌的结构。     

Electrochemical and physical characterization of lithium ionic salt doped polyaniline as a polymer electrode of lithium secondary battery

Polyaniline films doped with lithium ionic salts such as LiPF₆ and LiBF₄ were prepared by using the electrolyte solution mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate. The doping level of the polyaniline films was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and dc conductivity experiments. A doping mechanism of lithium ion through the interaction with a nitrogen at imine site is proposed. Electrochemical cells of Lipolyaniline-LiPF₆ or Lipolyaniline-LiBF₄ were assembled to investigate electrical capacity and its trends over the repeated charge/discharge cycles. The capacity of Lipolyaniline cell was increased and then saturated over 15 cycles. However, it did not reach the half of theoretical capacity of polyaniline material. The mechanism of electrochemical reaction during charge/discharge process of Lipolyaniline cell is presented.     

复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料的制备与电化学性能研究

以超声波辅助沉淀法合成的纳米级球形FePO4·2H2O为原料,采用碳热还原法制备了复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试,循环伏安和交流阻抗测试表征了FePO4·2H2O和LiFePO4/C的物相、结构和电化学性能。结果表明,溶液浓度为0.1 mol/L时制备的FePO4·2H2O为分布均匀的纳米级球形颗粒。复合金属掺杂显著提高了LiFePO4的放电比容量,Ni和Nb复合掺杂的LiFePO4/C复合材料表现出了最佳的电化学性能,0.1 C倍率条件下首次放电容量158.8 mAh/g,1 C倍率下首次放电容量150.2 mAh/g,100次循环后容量保持率分别为98.30%和97.8%。Ni和Nb复合掺杂后提高了LiFePO4的锂离子扩散速率和电导率。     

Preparation of NaV1−xAlxPO4F cathode materials for application of sodium-ion battery

The effects of Al doping on the electrochemical properties of NaVPO4F as a cathode material for sodium-ion batteries were investigated. Al-doped NaV1-xAlxPO4F （x=0, 0.02） samples were prepared by a simple high temperature solid-state reaction involving VPO4 and NaF for the application of cathode material of sodium-ion batteries. The crystal structure and morphology of the material were studied by Flourier-infrared spectrometry（FT-IR）, X-ray diffractometry（XRD） and scanning electron microscopy（SEM）. The results show that NaV1-xAlxPO4F （x=0, 0.02） has a typical monoclinic structure. The effects of Al doping on the performance of the cathode material were analyzed in terms of the crystal structure, charge-discharge curves and cycle performance. It is found that NaV0.98Al0.02PO4F shows an improved cathodic behavior and discharge capacity retention compared with the undoped samples in the voltage range of 3.0-4.5 V. The electrodes prepared from NaV0.98Al0.02PO4F deliver an initial discharge capacity of 80.4 mA.h/g and an initial coulombic efficiency of 89.2%, and the capacity retention is 85% after 30th cycle. Though the Al-doped samples have lower initial capacities, they show better cycle performance than Al-free samples.     

Co~（2＋）掺杂对Li_2FeSiO_4/C电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法,合成纳米复合材料硅酸亚铁锂（Li2FeSiO4/C）。用XRD、TEM和电化学方法,研究了Co2＋掺杂对Li2FeSiO4/C的影响。结果表明,掺杂适量的Co2＋不会改变Li2FeSiO4的正交晶系结构,可稳定材料结构,改善高倍率充放电性能。室温下,Li2Fe0.97Co0.03SiO4/C以0.1C放电的首次放电比容量为151.8（mA.h）/g,20次充放电循环后放电比容量为131.2（mA.h）/g;Li2FeSiO4/C的首次放电比容量为122.0（mA.h）/g,20次循环后,比容量衰减率为20.3%。交流阻抗测试表明：Li2Fe0.97Co0.03SiO4/C在1.5～4.5V下充放电的可逆性优于Li2FeSiO4/C。     

稀土金属离子掺杂对LiFePO4结构和性能的影响

采用稀土金属离子(Er3+、Y3+、Nd3+)分别对LiFePO4的Li、Fe原子位进行掺杂,通过X射线衍射(XRD)、恒电流充放电及电化学阻抗(EIS)法系统地研究掺杂对LiFePO4结构和性能的影响。结果表明:掺杂试样的微观结构和性能与掺杂离子半径、取代位置密切相关。LiFe0.99Y0.01PO4试样具有最佳的电化学性能,在15mA.g-1放电电流密度下首次放电容量达到149.8mAh.g-1,当电流密度增加到300mA.g-1时,放电容量为134.3mAh.g-1,经过50次循环充放电后,放电容量保持率为99.1%。     

耐久型高倍率性能锰酸锂微球的合成(英文)

以Mn2+和NH4HCO3为原料,通过控制结晶法合成球形MnCO3前驱体模板。以LiNO3和MnCO3为原料,按照一定的摩尔比机械混合,在700°C下煅烧8h,合成高倍率性能和长循环性能的球形尖晶石LiMn2O4材料。分别考查原料的摩尔比、反应时间以及反应温度对前驱体MnCO3形貌和产率的影响。采用X射线粉末衍射和扫描电镜对合成的MnCO3和LiMn2O4进行表征,对LiMn2O4样品进行室温条件下的充放电性能测试。电化学测试结果表明:尖晶石锰酸锂微球在10C的放电倍率下的首次放电容量达90mA·h/g(1C放电容量为148mA/g),800次循环后容量保持率达到75%。该方法合成的LiMn2O4微球作为高功率型锂离子电池的正极材料有着较好的应用前景。     

Synthesis and characterization of LiNi0.95-xCoxAl0.05O2 for lithium-ion batteries

Samples of LiNi0.95-xCoxAl0.05O2 （x = 0.10 and 0.15） and LiNiO2, synthesized by the solid-state reaction at 725℃ for 24 h from LiOH-H2O, Ni2O3, Co2O3, and AI（OH）3 under an oxygen stream, were characterized by TG-DTA, XRD, SEM, and electrochemical tests. Simultaneous doping of cobalt and aluminum at the Ni-site in LiNiO2 was tried to improve the cathode performance for lithium-ion batteries. The results showed that co-doping （especially, 5 at.% A1 and 10 at.% Co） definitely had a large beneficial effect in increasing the capacity （186.2 mA.h/g of the first discharge capacity for LiNio.s.42OoaoAlo.0502） and cycling behavior （180.1 mA-h/g after 10 cycles for LiNio.85CooaoAlo.osO2） compared with 180.7 mA.h/g of the first discharge capacity and 157.7 mA.h/g of the tenth discharge capacity for LiNiO2, respectively. Differen- tial capacity versus voltage curves showed that the co-doped LiNio.95_xCoxmlo.osO2 had less intensity of the phase transitions than the pristine LiNiO2.     

CuxBy表面修饰对Mg50Ni50合金循环稳定性的影响

用机械合金化法合成了CuxBy合金和非晶态Mg50Ni50储氢合金.用同样的方法以CuxBy对非晶态Mg50Ni50合金进行表面修饰.探索了不同组成的CuxBy合金、同一组成不同比例(质量比,下同)的修饰对Mg50Ni50合金电极循环稳定性的影响.结果表明:不同组成的CuxBy合金对Mg50Ni50合金的表面修饰,都不同程度地提高了Mg50Ni50合金电极的循环稳定性.同一组成不同比例的修饰,对Mg50Ni50合金电极循环稳定性改性效果差异较大.当Mg50Ni50:Cu0..9B0.1=5:1时,初始放电容量为465 mAh·g-1,第50个循环放电容量为222 mAh·g-1.在保持高放电容量的前提下,有效地提高了非晶态Mg50Ni50合金电极的循环稳定性.