中空八面体锂离子电池正极材料LiFePO_4的制备及电化学性能

以醋酸锂、磷酸、七水合硫酸亚铁为原料,聚乙二醇为分散剂,通过一步水热法制备得到中空八面体LiFePO_4锂离子电池正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试仪对样品晶型、形电化学性能进行了表征测试。研究结果表明,在2.5~4.2 V电压范围内,以0.1 C(17 mA/g)倍率进行充放电,样品首次放电比容量为129.6 mA·h/g;0.2、0.5、1、2和5 C的充放电倍率时,首次放电比容量分别达到123.6、119.7、114.1、99.5g和90.6 mA·h/g。10 C的充放电倍率时首次放电比容量为84.3 mA·h/g,说明中空八面体LiFePO_4在高倍率下表现出优异的电化学性能。     

Ag、C共包覆对LiFePO_4材料电化学性能的影响

采用葡萄糖还原法在固相法制备的LiFePO4基础上合成了Ag包覆的LiFePO4/Ag材料;同时采用一步法合成了碳银共包覆的LiFePO4/(Ag+C)材料。结果表明,Ag包覆将LiFePO4材料的首次放电容量由80mAhg-1提高到121mAhg-1;而碳银共修饰的LiFePO4/(Ag+C)材料具有更高的放电容量(132mAhg-1),并且具有更好的循环性能。此外,Ag包覆也大幅度降低了材料的电阻,电极的电荷转移电阻由253.5Ω降低到了54.8Ω。     

共沉淀-微波法不同碳源制备LiFePO4/C材料的电化学性能研究

分别以炭黑、葡萄糖、蔗糖为碳源,采用共沉淀-微波法制备出LiFePO4/C.其中以蔗糖为碳源制备的材料电化学性能最佳,首次放电容量为121.53 mAh/g,经过21周的循环后,放电容量为113.8 mAh/g,其容量保持率为93.6％.     

溶胶-凝胶法制备稀土金属离子掺杂LiFePO_4/C正极材料及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法,在溶胶阶段分别掺杂不同量的Gd3+、Ce4+、Sm3+和Tm3+制备了一系列具有橄榄石晶体结构的LiFePO4/C正极材料,通过X-射线衍射、扫描电镜和电池测试对其组成、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明:Sm3+和Tm3+的掺杂会使LiFePO4/C的电化学性能变差,而掺杂1%(质量分数,下同)Gd3+或2%Ce4+会使LiFePO4/C的电化学性能提高,其中掺杂1%Gd3+的效果最好,0.1C下LiFePO4/C的首次放电比容量可达135.7mAh·g-1。     

碳热还原法制备LiFePO_4/C粉体及其电化学性能

以FePO_4为铁源、Li_2CO_3为锂源、葡萄糖为碳源和还原剂,采用碳热还原法合成了LiFePO_4/C粉体。采用热重-差热(TG-DSC),X射线衍射(XRD),循环伏安(CV)及恒电流充放电测试等分析方法研究不同葡萄糖用量(7 wt%、10 wt%、12 wt%、14 wt%、17 wt%)对LiFePO_4/C粉体的结构及电化学性能影响。结果表明,葡萄糖用量为12 wt%的粉体具有最佳的电化学性能,首次放电比容量为150 m Ah/g,经30次循环后放电比容量仍有152.2 m Ah/g,容量保持率为101.5%。     

锂钒氧化物的合成及电化学性能的表征

在480℃、580℃和680℃下,分别烧结LiOH·H2O和NH4VO3的均匀混合物制得3种Li1.4V3O8样品。采用XRD、FTIR、循环伏安和充放电实验测试样品的结构和电化学性能之间的关系。XRD和FTIR的分析结果表明,合成的样品具有典型的Li1 xV3O8结构。充放电和循环伏安实验表明,480℃的样品可以达到500mA·h/g以上的高比容量,有一定的可充性。     

金属离子浓度对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2材料结构及电化学性能影响研究

采用液相共沉淀+高温煅烧法制备正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2,利用XRD、SEM及恒电流充放电等等分析手段,研究不同金属离子浓度合成镍钴锰酸锂前驱体对最终产品晶体结构、形貌及其电化学性能的影响。结果表明:金属离子浓度为2.0 mol/L时,所制备材料晶型层状结构发育完整,粒径分布均匀,球形度高且表面光滑,材料首次放电比容量达172.5 mAh/g,首次库伦效率为90.84%。     

溶胶凝胶法制备LiFePO4／C正极材料及电化学性能研究

以柠檬酸铁铵为络合剂、铁源以及碳源,去离子水为溶剂,LiH2PO4作为锂源,采用溶胶凝胶一步烧结法制备了LiFePO4／c正极材料。利用x射线衍射,扫描电子显微镜以及恒电流充放电测试对材料的结构形貌和电化学性能进行表征。结果表明：该方法制备的材料为单一的橄榄石结构,无杂质相存在;材料具有多孔状结构,该结构有利于电子离子的传导,颗粒粒径大约为200-300nm之间;在室温与-20℃下分别以0．1C、1C、10C倍率充放电,其比容量为168mAh／g、120mAh／g、54mAh／g与106mAh／g、65mAh／g、28mAh／g,且10次循环后容量几乎无衰减。材料具有良好的容量及循环性能。     

改进的共沉淀-微波法合成正极材料LiFePO_4/C

采用改进的共沉淀-微波法,利用自制加料装甓合成了橄榄石型LiFePO_4/C复合正极材料.应用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)以及恒电流充放电测试等方法对目标材料进行了结构表征和电化学性能测试.实验结果表明微波烧结8 min的样品具有单一的橄榄石型晶体结构和较好的电化学性能,0.2 C倍率下充放电测试表明,其首次放电比容量158.09 mAh/g,20次循环后,容量没有明显衰减.0.5、1、2C倍率下的平均放电容量分别为135.42、98.40、83.79 mAh/g,循环过程中样品表现出较好的循环稳定性.     

碳源及加入量对LiFePO_4/C性能的影响

以不同的有机物(蔗糖、柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙二醇2000、酒石酸)为碳源合成LiFePO4/C复合材料,研究了不同碳源对复合材料晶型结构与电化学性能的影响。结果表明,不同的碳源对LiFePO4材料的晶型结构没有影响,但对电化学性能影响较明显,其中采用蔗糖为碳源制得的复合正极材料电化学性能最好。进一步研究了蔗糖加入量对复合材料的形貌、粒径分布、电导率及电化学性能的影响,发现当蔗糖加入量为铁与碳的物质的量比为1∶1时,样品颗粒细小、分布均匀,电导率明显提高,电化学性能最好,0.1C首次放电比容量为154.53 mA.h/g,0.5C首次放电比容量也高达141.14 mA.h/g,循环10次后,仍保持在137.62 mA.h/g。     

前驱体FePO_4的制备工艺及其对流变相法合成LiFePO_4/C正极材料的影响

以FeSO4·7H2O,NH4H2PO4,H2O2和NH3·H2O为原料,采用均相沉淀法制备前驱体FePO4·2H2O,再通过流变相法制得LiFePO4/C复合材料,研究了反应温度、搅拌速度和pH值等反应条件对合成LiFePO4/C的影响。采用XRD、SEM和恒流充放电方法表征了材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:当反应温度为60℃,搅拌速度为800 r/min,pH值为2.5时,合成的LiFePO4/C为纯相,且粒度均匀,粒径约为200 nm,在0.1 C充放电倍率下,其首次放电比容量达137 mAh/g。     

LiFePO4/C复合材料的制备和性能

采用高温固相合成法二次灼烧工艺制备锂离子电池正极复合材料LiFePO4/C。经300℃和650℃二次灼烧,得到了从纳米到亚微米尺寸的LiFePO4和LiFePO4/C复合材料。X射线衍射(XRD)结果表明,所得到的LiFePO4和LiFePO4/C样品具有单一的橄榄石型晶体结构,且具高纯度。在多种碳源(如乙炔黑、Vulcan XC-72碳黑、鳞状石墨、各向异性石墨和葡萄糖)制备的LiFePO4/C复合材料中,以葡萄糖为碳源合成的样品具有最好的电化学性能。在电池工作温度由室温提高到40℃时,由于复合材料的电子电导率增大和锂离子在材料中的扩散速度加快,电池的充放电循环性能明显提高。     

锂离子电池用硅-石墨/炭复合负极材料的电化学性能研究（英文）

以纳米硅、石墨和马铃薯淀粉为原料制备硅-石墨/炭复合负极材料,探讨复合材料的制备工艺对其电化学性能的影响,并采用扫描电镜和X-射线衍射法对材料的颗粒形貌和微晶结构进行表征。研究表明:当复合材料中m(Si)/m(graphite)为1∶4,球磨时间为10 h时,复合材料经20次循环后其可逆容量仍为466 mA·h/g,显示出良好的电化学性能,进一步分析表明纳米硅和石墨均对复合材料的可逆容量做出贡献,而且复合材料中含量较高的石墨的颗粒形貌和微晶结构对其电化学性能起关键性作用。     

液相法合成高容量LiFePO4/C复合正极材料

采用液相共沉淀法合成了纯相橄榄石型LiFePO4和LiFePO4/C复合正极材料。利用原子吸收(AAS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、振实密度测定等方法对其进行表征,并组装成电池研究其电化学性能。结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C都具有单一的橄榄石型晶体结构,且前者的振实密度可达1.67 g/cm2,掺碳后制成的LiFePO4/C振实密度有所降低,但充放电平台非常平稳。与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更高的放电比容量和循环性能,室温下以0.2 mA/cm2和0.4 mA/cm2电流密度充放电,首次放电比容量分别达到158.1 mA.h/g、150.0 mA.h/g。充放电循环20次后放电比容量仍分别保持在154.2 mA.h/g,137.2 mA.h/g。     

A Facile Route for Synthesis of LiFePO4/C Cathode Material with Nano-sized Primary Particles

A facile and practical route was introduced to prepare LiFePO4/C cathode material with nano-sized primary particles and excellent electrochemical performance. LiH2PO4 was synthesized by using H3PO4 and LiOH as raw materials. Then, as-prepared LiH2PO4, reduced iron powder andα-D-glucose were ball-milled, dried and sin-tered to prepare LiFePO4/C. X-ray diffractometry was used to characterize LiH2PO4, ball-milled product and LiFePO4/C. Differential scanning calorimeter-thermo gravimetric analysis was applied to investigate possible reac-tions in sintering and find suitable temperature for LiFePO4 formation. Scanning electron microscopy was em-ployed for the morphology of LiFePO4/C. As-prepared LiH2PO4 is characterized to be in P21cn（33） space group, which reacts with reduced iron powder to form Li3PO4, Fe3（PO4）2 and H2 in ball-milling and sintering. The appro-priate temperature for LiFePO4/C synthesis is 541.3-976.7 ℃. LiFePO4/C prepared at 700 ℃ presents nano-sized primary particles forming aggregates. Charge-discharge examination indicates that as-prepared LiFePO4/C displays appreciable discharge capacities of 145 and 131 mA·h·g^-1 at 0.1 and 1 C respectively and excellent discharge ca-pacity retention.     

硅/氧化硅/锡/碳锂离子电池负极复合材料制备及电化学性能

以一氧化硅、二氧化锡和导电碳(Super P)为原料,通过高能球磨,加入稀盐酸与糠醇发生聚合反应,再采用高温固相法制得硅/氧化硅/锡/碳复合材料作为锂离子电池负极材料.用 XRD、SEM 进行表征,并进行有关电化学性能测试,首次放电比容量高达 1503 mAh·g<'-1>,循环性能得到了较大改善.     

碳负载型IrO2水合物复合电极材料的制备及电容性能研究

文章以KB600型活性炭和少量氯铱酸为原料,分别采用共沉积法和还原氧化法制备了碳载氧化铱电极材料,通过循环伏安测试和恒流充放电测试对比分析了材料的电化学性能。其中,还原氧化法制备的碳载IrO2电极材料的比电容量高达389.7 F·g-1,具有较好的应用前景。