水合肼对LIB正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能影响研究

以NaOH和NH3.H2O为共沉淀剂,采用共沉淀法合成了前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2,将前驱体与LiOH.H2O混合球磨,经过高温处理(500℃下预烧4h,然后在900℃下焙烧12h)得到锂离子电池(LIB)正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。考察了前驱体合成过程中还原剂水合肼对前驱体组成及正极材料电化学性能的影响,采用SEM观测前驱体的形貌,XRD分析正极材料粉末的层状结构并计算其晶胞参数,通过充放电实验测试LIB正极材料的电化学性能。结果表明,当水合肼浓度为0.48mol/L时,所得正极材料具有良好的电化学性能,在2.5~4.6V电压范围内及0.1和1C倍率下,其首次放电比容量分别为193.2和174.8mAh/g;1C倍率下经30次循环后其容量为164.6mAh/g,容量保持率为94.16%。     

锂离子电池正极材料LiNi1/3 Co1/3Mn1/3 O2的合成及电化学性能的研究

以LiOH·H2O与硫酸混合盐(Mn:Ni:Co=1:1:1)为原料,用液相共沉淀法合成前驱体钴镍锰复合氢氧化物,然后与Li2CO3混合,在不同的焙烧条件下合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.通过X射线衍射、DSC-TGA、SEM、充放电测试等手段对材料的物理性能、反应机理及电化学性能进行了研究.结果表明,用此方法合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3-O2具有单一的层状岩盐结构.采用500℃预焙烧,再经800℃焙烧的工艺条件所得产品的X衍射峰尖锐,结构规整,表面微粒较大;充放电测试表明,在4.6～2.5V的初始放电容量达到167.9 mAh/g.     

纳米Co_2O_3前躯体的室温固相反应工艺研究

采用室温固相反应合成纳米Co3O4前驱体,用X-射线衍射分析(XRD)和透射电镜(TEM)等手段对前驱体的制备工艺进行了研究,就不同工艺对前驱体形貌、尺寸和产率的影响规律进行了探讨。结果表明,采用CoSO4·7H2O和H2C2O4·2H2O为原料制备的前驱体均为单斜相的CoC2O4·2H2O。在压应力作用下,前驱体的形貌主要为不规则多边形,颗粒尺寸在50～500nm范围内变化。而无压应力作用时,前驱体形貌为不规则形状,颗粒尺寸均匀,约为150～200nm。前驱体的产率与工艺参数有较大关系,对反应物分别研磨或反应物混合研磨、施加压力、升高温度和提高H2C2O4·2H2O的量将有利于提高前驱体的产率。     

水热法合成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2及其性能研究

采用水热法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,研究了在合成过程中添加不同表面活性剂对锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响。利用XRD和SEM对其结构和形貌进行表征,并采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试其电化学性能。结果表明,均合成了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,其中用十二烷基苯磺酸钠合成的样品电化学性能较好,在C/2倍率的放电条件下,首次比容量达到143.8mAh/g,经过100次循环后,比容量保持为106.8mAh/g,容量保持率为74.3%。     

乙醇共沉淀法制备纳米CoSb3化合物前驱体的研究

探索了乙醇共沉淀法制备纳米CoSb3化合物前驱体。采用无水乙醇作为溶剂，以SbCl3和COCl2．6H2O为起始原料，NaOH作沉淀剂，得到了蓝色的沉淀。所得沉淀的混合溶液分别经过直接干燥和多次洗涤后干燥，得到了两种不同的前驱体粉体。研究了两种前驱体粉体的相组成和微结构，以及它们之间的差异。     

纳米Co_3O_4前驱体的分解过程研究

用室温固相反应合成纳米Co3O4前驱体,用热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)等手段对前驱体的分解过程进行了研究。结果表明,前驱体为CoC2O4·2H2O,呈单斜结构。随温度的升高,前驱体分解过程分两步进行:首先前驱体脱水分解为CoC2O4,然后再分解为Co3O4纳米粉。煅烧温度较低时,随煅烧时间的延长,CoC2O4逐渐分解为Co3O4,并且颗粒尺寸约为17nm。煅烧温度较高时,随着时间的延长Co3O4颗粒迅速长大,结晶更完全。     

Cr-F掺杂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

高温固相法制备正极材料Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xCrxO2-yFy,用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表征,用恒电流充放电测试系统测试材料的电化学性能。结果表明:合成的Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O1.96F0.04样品具有典型的空间群为R-3m的六方层状α-NaFeO2结构,且结构完整,阳离子混排程度较低,颗粒大小分布比较均匀。该样品在0.1C放电倍率和2.6~4.6V电压范围的首次放电比容量为187.4mAh/g,保持率为90.34%,表现出良好的循环性能。     

TiO_2包覆LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的结构和电化学性能研究

为了提高材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2在锂离子电池中的充放电循环性能,采用钛酸丁酯为原料对其进行TiO_2包覆。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒流充放电测试研究包覆材料的结构和电化学性能。结果表明:TiO_2仅在表面形成包覆层,并未改变材料的结构。当TiO_2包覆量小于3%(wt,质量分数,下同)时,包覆效果不明显,而当包覆量大于3%时,材料的循环性能会有大幅提高,特别是在4.4V以上充放电时,材料有较高容量的同时,循环性能也较为稳定。因此包覆TiO_2能提高高倍率性能、高温稳定性和循环性能。     

LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Cr_xO_2粉体的类共沉淀制备及其电化学性能

采用一步类共沉淀法合成了LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Cr_xO_2粉体(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.10、0.15),通过X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)、扫描电镜(SEM)及循环伏安(CV)对制备的粉体进行了表征,重点探究了Cr含量对掺杂粉体结构和电化学性能的影响。研究表明能够通过一步类共沉淀法制备化学计量的α-NaFeO_2层状结构LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Cr_xO_2三元粉体材料,掺入适量的Cr可提高三元正极材料的放电比电容。当电压窗口在(0~1.4)V vs.SCE、扫描速度为5mV/s、电解液为1mol/L Li_2SO_4溶液时,x=0.03的LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Cr_xO_2正极材料比电容可达到553F/g。     

前驱体热处理温度对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的影响

以NaCO3为沉淀剂,NH3·H2O为缓冲溶液,将NiSO4、CoSO4和MnSO4混合溶液共沉淀制备（Ni1/3Co1/3Mn1/3）CO3前驱体,将其在400-900℃热处理5h制备得（Ni1/3Co1/3Mn1/3）Ox氧化物。EDTA络合滴定、BET、XRD及SEM研究表明,随着热处理温度的升高,（Ni1/3Co1/3Mn1/3）Ox中过渡金属含量及结晶度随着增加,而比表面积却减小。（Ni1/3Co1/3Mn1/3）Ox与LiOH混合后在850℃热处理24h制备出LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料,其结构、形貌及电性能的测试结果表明,前驱体在600℃条件下热处理制备的正极材料电化学性能最佳,其首次放电比容量为189.7mAh·g^-1,不同倍率循环60周后,循环保持率为92.4%。     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及性能研究

以氢氧化钠为沉淀剂,采用共沉淀法合成了Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驱体,前驱体和LiOH·H2O充分混合高温烧结制备了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构、微观形貌及电化学性能进行了表征.XRD结果表明,所合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相单一无杂相,具有标准的α-NaFeO2型层状结构.SEM测试显示,颗粒粒度均一,粒径大约在0.5μm,粒径分布窄.以20mA/g电流密度放电,充放电电压在2.8～4.4 V之间,首次放电比容量达到181mAh/g,80次循环之后放电比容量仍然保持在172mAh/g;循环伏安测试显示,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2反应中主要是Ni2 /Ni4 、Co3 /Co4 2个电对在起作用,锰的价态保持不变,起到支撑结构的作用.     

pH值对共沉淀制备的LiCo1／3Ni1／3Mn1／3Oz结构与电化学性能的影响

用在不同PH值下制备的共沉淀前驱体合成了LiCo1/3Ni1／3Mn1/3O2材料。用XRD、IR、ESEM、交流阻抗、充放电测试仪测试了PH值对材料结构和电化学性能的影响。结果表明在pH=11条件下合成的材料的层状结构特征和结晶度较好；pH值对材料颗粒的大小没有显著的影响，所有材料的粒径均在0．3～0.7μm范围内；pH=11时合成的材料的放电比容量最高（达163．48mAh／g），循环性能最好，可能是由于此条件下合成的材料在电池充放电过程中电荷传递速率较快所致。     

电化学合成磷酸铁锂正极材料的前驱体

以NH4H2PO4、锂盐和纯铁为主要原料,采用电化学法合成磷酸锂铁前驱体,再通过磷酸锂铁前驱体合成锂离子电池正极材料LiFePO4/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及充放电性能测试等方法对其晶体结构、微观形貌和电化学性能进行分析研究。结果表明,LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构。其中在无水乙醇溶剂中合成的LiFePO4/C正极材料粒径细小且分布均匀,具有最好的电化学性能,在0.2C的放电电流下,首次放电比容量达到142.3mAh/g,充放电循环30次后放电比容量仍保持在141.2mAh/g。     

Synthesis, structure, and some properties of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2

Crystalline LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ powders have been synthesized by two different procedures, using carbonate coprecipitation from sulfate and nitrate solutions, followed by two-step heat treatment of a mixture of the resultant Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3CO₃ precursor and Li₂CO₃ at 500 and 900°C. The powders have been characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and dynamic light scattering. The results demonstrate that the synthesized compounds have a hexagonally ordered, layered structure of the α-NaFeO₂ type. The primary-particle (crystallite) size in the powders is 50 nm and the aggregate size is 150–250 nm. The average size of larger structures (agglomerates) is 11 and 18 μm in the powders prepared via the sulfate and nitrate routes, respectively. The chemical stability of the synthesized powders is shown to depend on the ambient medium. Prolonged storage in air leads to the formation of new, lithium-deficient phases, especially in the case of the powders prepared from nitrate solutions.     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的合成及电化学性能研究

通过固相自引发基团置换反应——流变相法制备出层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,研究了不同烧结温度对材料的结构特性、微观形貌以及电化学性能的影响。结果表明,850℃煅烧20h的样品具有最佳的二维层状结构和阳离子有序度,产物颗粒呈球形,分布均匀,平均粒径约250nm。在2.8～4.3V区间,以80mA/g充放电,首次放电比容量为169mAh/g,30次循环后容量保持率为82.6%。将充电截止电压提高至4.4V,材料的前几次放电容量明显提高,以32mA/g充放电,10次循环后的放电比容量为174mAh/g,其后容量衰减加快,循环稳定性变差。     

锂离子筛前驱体Li4Mn5O12的制备及性能研究

吸附法是目前从低锂浓度的盐湖卤水中提取锂的最有前途的方法。采用EDTA-柠檬酸络合法制备了Li₄Mn₅O₁₂前驱体, 经酸浸脱锂后得到对Li⁺具有特殊选择性的锰氧化物锂离子筛。通过热重、XRD、SEM、FT-IR、化学组成、吸附动力学及共存金属离子的分配系数等手段对样品的晶相结构和Li⁺选择性吸附性能进行了研究。结果表明: 煅烧时间对Li₄Mn₅O₁₂前驱体生成有较大影响, 由400℃煅烧24 h所得的前驱体几乎为纯相的Li₄Mn₅O₁₂化合物, 经酸浸脱锂后的离子筛仍保持着与前驱体相同的尖晶石结构; 前驱体Li₄Mn₅O₁₂和离子筛MnO₂均为 200 nm左右的球状颗粒; 离子筛的最大吸附容量为43.1 mg/g, 并具有较好的Li⁺选择性。     

Facile synthesis Mn/Co dual-doped Ni3S2 nanosheets for supercapacitor

Journal of Materials Science: Materials in Electronics - Ni3S2 nanosheets dual-doped with manganese, cobalt elements on conductive nickel foam (MC-Ni3S2) had been synthesized by two steps...