高容量球形LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2锂电正极材料的制备

以均相共沉淀法制备的球形Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2粉末为前驱体,按一定的比例将前驱体与碳酸锂混合,然后采用高温固相法合成高容量球形LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料.XRD物相分析表明,在不同合成温度下的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2产物均为具有α-NaFeO2层状结构的纯相物质,在较高合成温度下所得材料的结晶度较高.SEM分析表明,LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料与前驱体形貌有良好的继承性,均为理想的球形.电化学性能研究表明,在2.8～4.3 V的电压范围内,电池的放电比容量在0.2C倍率下为171.6 mA·h/g,在1C倍率下为158.1 mA·h/g;1C倍率下经300次循环后,电池容量保持率为84.3％,显示出良好的电化学性能.     

铌掺杂对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料结构和电化学性能的影响

通过高温固相法合成铌掺杂Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)_1-xNb_xO₂(x=0,0.01,0.02,0.03)正极材料,利用X射线衍射、扫描电子显微镜以及电化学测试手段分析铌掺杂的影响。结果显示,铌掺杂没有改变材料的α-NaFeO₂层状结构;充放电循环结果显示Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)_0.98Nb0.02O2在1C充放电倍率、电压为3.0~4.3 V条件下,经过50周循环后的容量保持率为95.9%,而没有经过掺杂处理材料的容量保持率为85.3%;交流阻抗测试结果证明了铌掺杂可以降低材料的电化学阻抗,从而提高材料电化学性能。     

钛和锆共掺杂对单晶LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料形貌和电化学性能的改进

用共沉淀法和高温固相法合成了单晶LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2-2xTi_xZr_xO₂(x=0.0,0.001,0.002,0.003), 研究了Ti和Zr部分取代Mn对材料结构、电化学性能和Li⁺扩散系数的影响。研究结果表明, 钛和锆共掺杂能进一步增加Li层间距、改善阳离子混合, 从而提高电池容量和倍率性能。半电池循环伏安特性测试表明, 与未掺杂材料相比, Ti和Zr共掺杂的LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂正极材料具有更好的电化学性能。以LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2-2xTi_xZr_xO₂为正极材料制作的扣式电池放电比容量、电荷转移效率和Li⁺扩散系数均随掺杂元素比例x增大而增加。在3.0～4.3 V电压范围内, LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2-2xTi_xZr_xO₂正极材料在x=0.002时, 半电池在1C倍率下的放电比容量达到163.2 mAh/g, 半电池经过1C倍率循环50次后, 放电容量保持率提高到93.2%, 高于未掺杂样品(92.1％)。对循环后电池进行交流阻抗测试, 结果表明, 对过渡金属的部分替代有助于结构内部锂离子扩散和降低电荷转移电阻。     

共沉淀法合成Lil1-2x Nix FePO4正极材料的研究

利用共沉淀法合成了Ni2 掺杂量x=0.00,0.005,0.和0.03的Li1-2xuhNixFePO4.通过对合成材料的XRD、元素组成及其电化学性能研究表明,少量Ni2 的掺杂并未影响材料晶体结构,但对材料的电化学性能却有着非常积极的影响:0.1C放电时,掺杂量x=0.01样品的首次放电比容量可达143.2 mA·h/g,20次循环后放电比容量为131.2 mA·h/g,容量衰减仅为8.4%.分别从荷锂状态(LI1-2xNixFePO4)和缺锂状态(FePO4)两方面对Ni2 掺杂改性的原理进行了简单的探讨:材料处于荷锂状态时,Ni2 掺入形成的锂空位与镍取代有利于提高锂离子于晶体中的扩散速率以及材料的电子导电能力;材料处于缺锂状态时,Ni2 掺入使得材料形成了Fe2 /Fe3 共存的状态,从而提高了其电子导电能力.     

LiNi0.8Co0.2O2正极的电性能

以LiNi0.8Co0.2O2为活性物质,炭黑为导电剂,聚偏氟乙烯为粘结剂,采用溶液浇铸法制备锂离子电池正极,研究聚偏氟乙烯含量对锂离子电池正极电性能的影响.结果表明,当正极材料中粘结剂聚偏氟乙烯含量为4%时,所制备的正极片的电性能最佳,首次放电容量为190mA·h·g-1,首次充放电效率达到91%,循环性能良好,进一步组装的18650电池经50次循环后容量为1832mA·h,是首次放电容量的97.8%.     

共沉淀法合成Li_(1-2x)Ni_xFePO_4正极材料的研究

利用共沉淀法合成了Ni^2＋掺杂量x=0．00,0．005,0．01和0．03的Li1-2xNixFePO4通过对合成材料的XRD、元素组成及其电化学性能研究表明,少量Ni^2＋的掺杂并未影响材料晶体结构,但对材料的电化学性能却有着非常积极的影响：0．1C放电时,掺杂量x=0．01样品的首次放电比容量可达143．2mA-h／g,20次循环后放电比容量为131．2mA·h／g,容量衰减仅为8．4％。分别从荷锂状态（Li1-2xNixFePO4）和缺锂状态（FePO4）两方面对Ni^2＋掺杂改性的原理进行了简单的探讨：材料处于荷锂状态时,Ni^2＋掺入形成的锂空位与镍取代有利于提高锂离子于晶体中的扩散速率以及材料的电子导电能力;材料处于缺锂状态时,Ni^2＋掺入使得材料形成了Fe^2＋／Fe^2＋共存的状态,从而提高了其电子导电能力。     

B-Mg共掺杂LiCoO_2正极材料的性能研究

采用Co_3O_4为钴源,Li_2CO_3为锂源,Mg(OH)_2和H_3BO_3分别为镁源和硼源,按照化学计量比称取各原料并混合均匀后在高温条件下合成Li Co_(1-2y)Mg_yB_yO_2正极材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和恒电流间歇滴定(GITT)分别表征了样品的形貌、结构和锂离子扩散系数。将材料组装成CR2016型扣式电池,采用LAND测试仪进行电化学性能测试,结果表明,当掺杂的摩尔总量为2.0%时,材料在3.0~4.5 V范围内以0.2C充放电首次放电比容量达到190 m Ah/g,循环100次后容量保持率为88.6%。     

富锂正极材料Li[Li_(0.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)]O_2的合成及其电化学性能研究

以过渡金属硫酸盐和一水合氢氧化锂为原料,采用共沉淀-高温固相烧结法制备富锂正极材料Li[Li0.2Ni0.13Co0.13Mn0.54]O2。通过XRD、SEM和电池充放电测试方法考察了产物结构和性能,结果表明:在水浴50℃下控制p H=11合成的前驱体具有很好的分散性,且在950℃下烧结得到了优越的电化学性能;在0.1C(1C=300 m A/g)充放电时,首次放电比容量为258.9 m Ah/g(2.0~4.8 V),首次充放电效率为75.6%;在1C充放电时,首次放电比容量为204.6 m Ah/g,循环10次后放电比容量为179.9 m Ah/g;2C倍率下仍保持了141.4 m Ah/g的放电比容量。     

LiNi_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)O_2正极材料的微波合成机理及其表征

以前驱体Ni_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)(OH)_(2.035)和LiOH·H_2O为原料,采用微波法合成了LiNi_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)O_2锂离子电池正极材料。通过XRD、SEM和充放电测试等方法对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征,结果表明:在微波中以1 300 W的输出功率合成的正极材料具有最大的c/a和I(003)/I(104)值以及最小的R值,以0.2C充放电、在2.8~4.3 V之间首次放电比容量为185.2mA h/g,首次充放电效率为84%,循环30次后容量保持率为92.3%,表现出较好的电化学性能。微波对材料升温曲线影响较大,氢氧化锂的强吸波能力能够增大混合物的升温速率,缩短反应时间。     

非化学计量比Li1+xNi0.8Co0.2O2结构和性能研究

共沉淀法合成了层状Li1＋xNi0.8Co0．2O2（X=0和0．05）,采用XRD和电化学方法对其进行了研究。与Li1＋xNi0.8Co0．2O2相比,Li1.05Ni0.8Co0.2O2有较高的放电容量和较差的循环性能。与Li1＋xNi0.8Co0．2O2放电容量微分曲线相似,Li1＋xNi0.8Co0．2O2在4．15V存在负峰,随着循环次数的增加,4．15V负峰峰位明显向左移。与Li1＋xNi0.8Co0．2O2放电容量微分曲线不同,层状结构Li1＋xNi0.8Co0．2O2的4．15V负峰峰高随循环次数的增加而增高,循环过程促进了Li1＋xNi0.8Co0．2O2结构转变。     

锂离子电池正极材料层状LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2的研究进展

对层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法（如高温固相合成法、溶胶-凝胶法、共沉淀法）进行了重点论述，并讨论了相应的电化学性能、结构特征和目前存在的问题。并对层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的发展进行了展望。     

镍钴锰酸锂正极材料 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的制备方法和研究进展

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2很好的构成了LiNiO2/LiCoO2/LiMnO2三类材料的固溶体系,兼容了三种材料的优点且弥补了上述材料作为正极材料的不足,是备受欢迎的锂电池正极材料。详细叙述了该正极材料的结构特征和电化学反应特征及近几年国内外对111型镍钴锰酸锂正极材料的研究进展,介绍了固相法,共沉淀法和溶胶凝胶法等方法的原理和特点,并阐述了掺杂和包覆改性对正极材料电化学性能的影响。     

石墨烯的制备及其复合导电浆料对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2锂离子电池性能的影响

通过化学氧化-热还原法制备了高柔韧性、片层少的石墨烯粉体,将其与碳纳米管、炭黑制备出石墨烯复合导电浆料,并分析对比了不同片径的石墨烯复合导电浆料和常规复合导电浆料对LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂锂离子电池性能的影响。结果表明,石墨烯含有丰富的含氧官能团,复配后的石墨烯复合导电浆料在正极材料LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂中可以构建高效的点-线-面结构的三维空间导电网络,其中,D₅₀片径为11.581 μm的石墨烯复合导电浆料电化学性能较为优异,在8C(20 A)大倍率放电条件下容量保持率为104.45%,1C/8C倍率循环200周后电池仍有2 121 mAh的容量,容量保持率为87.90%。     

锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物的研究

采用共沉淀法合成了镍钴氧化物前驱体,再与LiOH·H2O固相混合,在氧气氛下高温焙烧合成锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物LiNi0.5Co0.5O2,对所得化合物进行了合成条件及电化学性能的研究;同时也进行了相关的XRD、SEM、CV表征研究。得到的LiNi0.5Co0.5O2化合物性能比较优良,其首次充电比容量可达157.6mA·h/g,放电比容量达142.8mA·h/g。     

Research on high density and safety LiCoO2 as cathode materials for lithium ion batteries

Three LiCoO2 samples of different specifications were synthesized using different Co3O4 s as starting material, and characterized in physical, electrochemical and safety properties. There demonstrates clear dependence of LiCoO2 on Co3O4 in particle size and density. The main difference among the three LiCoO2 samples lies in physical, rate capability and safety properties, the sample with larger particle size, higher density (accordingly smaller surface area) demonstrates better safety but lower rate capability, while there is little difference among them in terms of capacity and cycling stability despite of the variation in physical properties.     

溶胶凝胶法制备La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3及其性能表征

以溶胶凝胶法合成了La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3(LSF)粉体,用于中温固体氧化物燃料电池阴极材料.分别利用热分析(TG-DTG-DTA)、X射线衍射分析(XRD)、透射电镜(TEM)和交流阻抗谱仪(ACEIS)对粉体和阴极进行表征.结果表明,随着温度升高,经过粉体失水、硝酸盐分解等过程,在600 ℃已基本形成钙钛矿相,1000 ℃时为单一的钙钛矿相,煅烧4 h后的粒径约为80 nm.在800 ℃的阴极界面阻抗为0.12 Ω·cm~2.