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...     

磷酸铁锂电池循环寿命衰减和寿命预测

通过测试磷酸铁锂电池在不同温度下的循环衰减曲线,研究其衰减特点和规律,得到电池存在最优循环温度区间,同时运用dV/dQ-Q曲线分解衰减来源.在总容量衰减达到20％后,其主要衰减来源于活性锂的损失,占总损失的80％以上;其次为负极材质的损失约为12％～14％,而正极磷酸铁锂的材质损失约为4％～6％.该结果为长循环寿命磷酸...     

磷酸铁锂粒径对低温放电性能的影响

研究了不同粒径磷酸铁锂在25 ～-20℃温度范围内的放电性能,并利用交流阻抗分析了电池阻抗随温度的变化.结果表明,随着温度的降低,锂离子电池的放电性能显著降低.粒径小的磷酸铁锂材料具有较高的放电容量、放电平台.电化学阻抗图谱(EIS)显示,在25 ～0℃温度范围内,溶液电阻(Rsoi)和SEI膜电阻(Rsei)变化不大,对电池低温性能的影响较小;而电荷传递电阻(Rct)随着温度的降低而显著增加;在相同的温度下,粒径小的磷酸铁锂Rct较小.随着温度的降低至0℃,粒径大的磷酸铁锂,Rct随温度的变化较大.     

废旧磷酸铁锂电池中锂元素的回收技术

以硝酸为浸取剂,对废旧磷酸铁锂电池的正极材料回收处理,回收其中的锂元素制备碳酸锂。以废旧锂电池中的锂离子回收率为主要考察指标,通过单因素条件实验和正交实验考察了浸取反应中浸取温度、搅拌时间、硝酸浓度、固液比等因素的变化对锂离子回收率的影响。确定锂离子浸取反应的较佳工艺条件为:浸取温度55℃、硝酸浓度4.5mol/L、浸出时间2.5 h、固液比1∶8。较佳的工艺条件下,锂离子的回收率可达91.25%,所制备的碳酸锂纯度最高可达98.4%,实现了废旧磷酸铁锂电池中锂的有效回收。     

从废旧磷酸铁锂电池中回收铝、铁和锂

针对废旧磷酸铁锂锂离子电池回收工艺中电极材料的分离提取问题,根据集流体、活性物质、粘结剂的物理化学性质差异,通过高温焙烧、碱溶解、酸浸出并结合搅拌筛分等分离手段,对磷酸铁锂正极材料中各成分进行分离提取,从废旧磷酸铁锂电池中回收铝、铁和锂。实验结果表明:对正极极片进行焙烧,碱溶解可预先分离约92%的铝,其次用H2SO4+H2O2体系通过控制pH值可分离95%以上的铁;余液在90℃以上用饱和热碳酸钠溶液沉积碳酸锂,一次沉积锂率可达80%以上。     

一种高倍率磷酸铁锂正极材料前驱体磷酸铁的制备

磷酸铁的颗粒、形貌对磷酸铁锂的性能起至关重要的作用。现有氨法工艺制备的磷酸铁具有颗粒尺寸大、颗粒分布不均匀的缺点,影响了磷酸铁锂锂离子扩散速度。在现有氨法工艺上进行优化：在浆料中同时加入酸碱调节剂,陈化过程升温保温后得到晶体结构NH₄Fe₂(OH)(PO₄)₂·2 H₂O的碱式磷酸铁铵,干燥煅烧获得高性能无水磷酸铁。所制备的无水磷酸铁具有一次颗粒40～50 nm、颗粒分布均匀规则、比表面积12～13 m²/g、物料疏松、杂质含量低等特点,采用此种磷酸铁制备的磷酸铁锂倍率性能高,10 C放电比容量大于145 mAh/g。     

废钴酸锂及磷酸铁锂正极材料联合浸出研究

针对废锂离子电池正极材料浸出方法试剂消耗量大的问题,利用废钴酸锂、磷酸铁锂正极材料在酸性条件下发生的氧化还原反应联合浸出钴、锂,从而大幅减少双氧水试剂的消耗。通过条件实验得到了优化的钴酸锂、磷酸铁锂联合浸出方案:反应温度为60℃,按铁钴摩尔比(Fe/Co)1.1:1进行混料,硫酸、双氧水用量分别为反应当量1.05和1.1倍。反应完成后,钴、锂的浸出率分别为96.21%、96.65%,浸出液中钴、锂的浓度分别为64.41、17.23 g/L,铁、磷杂质含量降至0.02 g/L以内;通过成分分析结果可知,浸出渣主要成分为FePO₄·2 H₂O与碳粉的混合物,其中钴、锂的残留量降至0.2%(质量分数)以内。采用磷酸铁锂与钴酸锂进行联合浸出的方案与采用双氧水分别浸出两种材料的方案相比,每处理1t混合料可节约815 kg双氧水(分析纯,质量分数30%),且可将钴、锂浸出率提升3%～5%。     

磷酸铁锂在饱和硝酸锂溶液中的交流阻抗研究

应用慢扫描循环伏安法研究磷酸铁锂化合物在水溶液体系中的电极过程,并通过交流阻抗法探讨了其在不同电位条件下的脱嵌锂过程.对不同频率区域的电化学行为进行分析表明,高频圆弧归属于体相电阻和电容;中低频区的半圆反映了Li 在电解液和活性物质界面发生的电荷转移;低频区部分的斜线说明了锂离子在电极材料内部的扩散行为.提出了等效电路模型,并以此对实验结果进行了拟合.在此基础上分析了磷酸铁锂在饱和硝酸锂溶液中的电极反应机理.研究表明,磷酸铁锂在水溶液体系中具有良好的电化学可逆性.     

磷化渣制备磷酸铁锂及其性能研究

磷酸铁(FePO4)作为磷酸铁锂(LiFePO4)材料的前驱体,随着锂离子电池的发展引起了广泛的关注.磷化渣是磷化工业的副产物,含有大量的磷酸铁,将磷化渣提纯得到粗提纯FePO4,经水热重结晶得到亚微米-微米级前驱体FePO4,以碳热还原的手段得到LiFePO4.研究了水热过程中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量、pH对FePO4粒度的影响.结构表征手段主要有XRD、SEM、LPS等,使用电化学工作站表征LiFePO4材料的电化学性能.电化学表征结果表明,该材料具有较高的的首次充电比容量,接近磷酸铁锂的理论比容量,库仑效率达到93.51％,但高倍率下的充放电性能较差.     

正交法优化沉淀法制备超细磷酸铁工艺

以六水氯化铁和磷酸为原料制备超细磷酸铁,采用正交法优化最佳工艺条件为:反应温度85℃,磷铁摩尔投料比为1.5∶1,表面活性剂CTAB用量为铁盐质量的1%,原料液滴加时间30 min,抽滤后的湿凝胶采用喷雾干燥,二水磷酸铁的脱水煅烧温度为400℃。在此条件下实验得到的样品为纳米片状磷酸铁,片状厚度达70~100 nm,属斜方晶系。所制备的磷酸铁锂正极材料有较好的电性能。     

LiFePO4前驱体FePO4的制备及性能

以FeSO4、H3PO4和H2O2为原料,通过控制反应温度、pH值、FeSO4与H3PO4的物质的量比等反应条件,合成了前驱体FePO4.在氩气气氛中煅烧FePO4、Li2CO3和葡萄糖的混合物,制备了LiFePO4.充放电测试表明:LiFePO4样品具有3.4 V的放电电压平台,在0.1 C倍率下的首次充放电比容量分别为154.1 mAh/g和146.5 mAh/g.     

正极材料Li_(1-4x)Ti_xFePO_4的合成和电化学性能

采用碳热还原法制备了锂离子电池正极材料Li1-4xTixFePO4(x=0、0.005、0.010、0.015、0.020和0.025).采用XRD、SEM、交流阻抗、恒流充放电及循环伏安等方法,研究了材料的结构和电化学性能.Li0.94Ti0.015FePO4的性能较好,0.2 C首次放电比容量为124.02 mAk/g,循环30次后的容量保持率为96.44%.     

FePO_4为原料碳热还原法合成LiFePO_4/C工艺的优化

以市售FoPO4·2 H2O为原料,利用正交实验方法优化碳热还原法制备LiFePO4/C复合正极材料的合成工艺,考察合成温度、原料摩尔比及保温时间等因素对材料形貌及电化学性能的影响,得到最佳工艺组合:合成温度650℃,保温时间16 h,原料摩尔比2∶1∶2.5.按最佳工艺合成的样品0.2 C与1 C时的最大放电比容量可达151.4、141.2mAh/g,振实密度可达1.4 g/cm3,且表现出良好的循环稳定性.     

使用LiFePO_4-LiMn_2O_4混合正极的锂离子电池的性能

将LiFePO4和Li Mn2O4按78∶9的质量比混合,并用作锂离子电池正极材料。使用该混合正极的14500型电池适宜的充放电电压范围为4.20～2.50 V,在常温下以1.0C循环250次,容量保持率为87.47%;在60℃下以1.0C循环12次,容量保持率为84.62%。电池以100%SOC在60℃下贮存7 d后,容量保持率为82.50%,容量恢复率为89.01%。     

LiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的制备及研究

使用磷酸铁锂(LiFePO4)和钛酸锂(Li4Ti5O12)做正、负极活性材料,制备锂离子电池,并测试其性能。用三电极法考察不同配比时正负电极充放电电位的变化,并据此确定了电池中正负极的容量配比。性能测试结果表明,所制备的锂离子电池具有优异的循环稳定性,容量发挥好。正负极容量配比1.4时,18650圆柱电池负极钛酸锂的容量发挥为160mAh/g。     

碳热还原法制备Li1-4xZrxFePO4/C

以FePO4.2H2O、Li2CO3和ZrO2为原料,用碳热还原法制备了Li1-4xZrxFePO4/C(x=0、0.01、0.02和0.03)正极材料。XRD和SEM分析表明:样品为单一的橄榄石结构,Zr4+占据Li位,诱导了阳离子缺陷固溶体的形成;一次颗粒粒径为200~500 nm,并团聚成疏松多孔的二次颗粒。Li0.96Zr0.01FePO4/C的1.0C、2.0C和4.0C首次放电比容量分别为150.4 mAh/g、135.3 mAh/g和109.5 mAh/g,第100次循环时的容量保持率分别为95.2%、97.3%和96.7%。     

数字水印技术

文中介绍MPEG-4的基本特点及其对数字水印技术提出的新要求,并概述几种面向MPEG4的数字水印算法、实际应用情况以及发展前景.     

LiFePO4锂离子电池的性能测试

以改性LiFePO4、包覆碳为电极活性材料,制备了额定容量为1 000mAh的18650型锂离子电池.电池的工作平台电压为3.0～3.3 V;0.5 C循环1 000次后和10 C循环100次后的容量分别为额定容量的90%以上和60%.     

FePO4颗粒尺寸对LiFePO4/C复合材料性能的影响

以FePO4为铁源、Li2CO3为锂源、聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法合成了LiFePO4/C复合材料.研究了铁源FePO4 的颗粒尺寸对复合材料电化学性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成产物的晶体结构、表面形貌进行了表征和研究,通过充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)对材料的电化学性能进行测试和分析.结果表明:FePO4颗粒的大小影响着合成产物颗粒的大小,从而影响了LiFePO4/C的充放电性能.     

球形LiFePO4的制备及电化学性能

以(NH4)3C6H5O7为络合剂,通过控制结晶法制备了球形NH4FePO4.H2O,并研究了反应温度、滴加速度、搅拌速度和反应物浓度等对颗粒形态的影响。以球形NH4FePO4.H2O为前驱体,制备了球形LiFePO4,振实密度达1.08 g/cm3。充放电测试结果表明:样品在0.05C下的首次放电比容量为77.3 mAh/g;在0.05C、0.10C和0.50C下分别循环20次后,样品的放电比容量分别为77.2 mAh/g、54.7 mAh/g和42.7 mAh/g。