锰掺杂对锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3/C性能的影响（英文）

采用溶胶-凝胶法合成Li3V2-2/3xMnx(PO4)3(0≤x≤0.12)。采用XRD、SEM、XPS、恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)研究Mn掺杂对Li3V2(PO4)3/C结构和电化学性能的影响。XRD研究表明:掺杂少量的Mn2+不会影响材料的结构,所有样品均具有单一相态的单斜结构(P21/n空间群)。XPS分析表明:在Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C中,V和Mn的化合价分别为+3和+2,原料中的柠檬酸在煅烧过程中分解成C而残留在Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C中。电化学测试表明:掺杂Mn改善了电极材料的循环性能和倍率性能,正极材料Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C表现出最好的循环稳定性和倍率性能。在40mA/g的放电电流密度下,循环100次后,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C的放电容量从158.8mA·h/g衰减到120.5mA·h/g,容量保持率为75.9%,而未掺杂样品的放电容量从164.2mA·h/g衰减到72.6mA·h/g,容量保持率为44.2%。当放电电流密度增加到1C时,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3/C的初始放电容量仍能达到146.4mA·h/g,循环100次后,放电容量保持为107.5mA·h/g。EIS测试表明,掺杂适量的Mn2+减小了电荷转移阻抗,这有利于Li+的脱嵌。     

不同有机-水混合溶剂的Li3V2（PO4）3/C合成及其性能

以有机-水为混合溶剂,采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电以及循环伏安(CV)测试等方法,研究产物的结构形貌及电化学性能。结果表明:溶剂对材料的晶型结构没有影响,对颗粒的形貌影响较大;以1,2-丙二醇-水为溶剂的样品呈薄片状和针状;在3.0～4.5 V电压范围内,Li3V2(PO4)3/C的0.1C首次放电比容量为132.89 mA.h/g,10C首次放电比容量达125.42 mA.h/g,循环700周后容量保持率为95.79%,具有良好的倍率性能与循环性能;而在3.0～4.8 V电压范围内倍率性能较差。     

合成温度对正极材料Li3V2（PO4）3/C性能的影响

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3和C6H8O7·H2O为原料,采用溶胶-凝胶法在600～800℃下合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C,利用XRD和蓝电测试系统对材料进行表征,研究了合成温度对材料电化学性能的影响。结果表明:650℃下合成产物中开始出现Li3V2(PO4)3相,700、750和800℃下合成纯相的Li3V2(PO4)3正极材料;750℃合成的样品在放电电流密度为0.1C下首次放电容量为123.5mAh·g-1,并且随电流密度增大到10C时也有较好的循环稳定性。     

Ni2+掺杂对Li3V2（PO4）3电化学性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和电化学方法,研究Ni2+掺杂对正极材料Li3V2(PO4)3的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:掺杂适量的Ni2+不会改变Li3V2(PO4)3的单斜晶系结构,但可提高材料的电导率,抑制电池在充放电过程的极化。在室温下,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3以0.1C倍率放电的初始比容量为115mA.h/g,放电倍率从0.1C增加到0.4C循环60次后,比容量衰减率仅为2.7%,而未掺杂原样Li3V2(PO4)3的初始比容量为129 mA.h/g,60次循环后比容量衰减率约为30.3%;当放电倍率增至1C时,80次循环后,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3比容量为99.8 mA.h/g,而原样的比容量为84.1 mA.h/g;当放电倍率增至5C时,循环120次后,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3比容量为67.7 mA.h/g,而原样的比容量降为0。循环伏安和交流阻抗测试表明,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3的可逆性明显优于Li3V2(PO4)3的可逆性。     

高分散Li4Ti5O12纳米晶的制备及电化学性能（英文）

以月桂酸为分散剂,采用溶胶-凝胶法合成颗粒尺寸为120～250nm的高分散Li4Ti5O12纳米晶。通过研究表面活性剂月桂酸的含量优化制备工艺,制备出电化学性能最佳的样品。采用XRD、FESEM、TEM、激光粒度分析仪、交流阻抗以及恒流充放电测试,对材料的物理和电化学性能进行表征。在800℃下热处理10h后的高分散性Li4Ti5O12纳米晶显示出优异的电化学性能,在1C倍率下,首次放电容量为163.3mA.h/g,50次放电循环后,放电容量无明显衰减。研究表明,高分散性Li4Ti5O12纳米晶可以缩短锂离子的扩散路径,改善样品的电化学动力过程,有效地提高其高倍率性能。     

介孔Li3V2（PO4）3正极材料的研磨溶胶凝胶法合成和电化学性能（英文）

以V2O5·nH2O、LiOH·H2O、NH4H2PO4和蔗糖为原料,采用研磨溶胶凝胶技术制备了无定形Li3V2(PO4)3前驱体,再经过焙烧获得具有单斜结构的介孔Li3V2(PO4)3正极材料,并用XRD、SEM、TEM、比表面积和电化学性能测试来表征材料的性能。研究表明,在700°C下焙烧的样品具有良好的介孔结构、最大的比表面积(188cm2/g)和最小的孔径(9.3nm)。在0.2C倍率下,该介孔样品的首次放电容量达155.9mA·h/g,经过50次循环后其容量仍然可达154mA·h/g,表现出非常稳定的放电性能。     

前驱体体系pH值对LiFePO4/C正极材料性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/C正极材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学手段对材料进行了结构表征和性能测试.研究了其前驱体体系pH值对材料性能的影响.结果表明:当前驱体体系pH值为8.4时,LiFePO4/C正极材料具有最佳的电化学性能.在0.1C倍率下充放电,磷酸铁锂首次放电比容量为16...     

Li3Ni0.1V1.9（PO4）3的电化学性能研究

采用X射线衍射和电化学方法,研究了正极材料Li3Ni0.1V1.9(PO43)的结构和电化学性能。结果表明:Li3Ni0.1V1.9(PO43)具有单斜晶系结构。在室温下,以0.1C倍率放电时Li3Ni0.1V1.9(PO4)3的初始比容量为115mAh/g,从0.1C增加到0.4C经过60次循环后,比容量保持率为97.3%,而未掺杂镍的Li3V2(PO4)3,初始比容量为129mAh/g,60次循环后,比容量保持率仅为69.7%。循环伏安和交流阻抗测试表明,Li3Ni0.1V1.9(PO4)3有较低的极化电阻和较好的可逆性。     

固相-水热法制备LiFePO4-Li3V2（PO4）3复合材料及其电化学性能（英文）

分别采用固相-水热法和球磨法制备磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合正极材料(LiFePO4-Li3V2(PO4)3)。电化学性能测试表明,LiFePO4-Li3V2(PO4)3复合正极材料的电化学性能远远高于 LiFePO4和 Li3V2(PO4)3单独作为正极材料的性能,并且以固相-水热法制备的复合材料性能优于以球磨法制得的复合材料。研究发现 LiFePO4-Li3V2(PO4)3复合材料有 4 个氧化还原峰,相当于 LiFePO4 和 Li3V2(PO4)3 氧化还原峰的叠加。采用固相-水热法制备的LiFePO4-Li3V2(PO4)3 复合材料形貌较为规则,且有新相物质产生,这是导致其电化学性能较好的原因。     

溶胶-凝胶法合成LiMnPO4/C锂离子电池复合材料（英文）

通过溶胶-凝胶法合成LiMnPO4/C锂离子电池复合材料,采用XRD、SEM和电化学性能测试对LiMnPO4/C进行性能表征。XRD研究表明,在500°C下能够合成得到纯的LiMnPO4;SEM研究表明,柠檬酸作为螯合剂和碳源能有效地抑制LiMnPO4/C颗粒的长大。在500°C下烧结10h合成的LiMnPO4/C样品的电化学性能最好,首次放电容量为122.6mA·h/g,以0.05C倍率循环30次后其容量为112.4mA·h/g。     

Li_4SiO_4-Eu_2O_3的溶胶-凝胶法合成及电导性能

用溶胶 -凝胶法制备了 L i4Si O4- x Eu2 O3(x=0 .0 0～ 0 .15 )离子导体材料 ,并用差热和热重分析仪 (DTA- TG) ,X射线衍射仪 (XRD) ,透射电镜 (TEM)及交流阻抗等技术对样品进行了观察和测试。结果发现 :用溶胶 -凝胶法可降低 L i4Si O4的合成温度并可提高离子的导电性 ,适量 Eu2 O3的掺入可提高基质材料的导电性能。     

Li4SiO4—Eu2O3的溶胶—凝胶法合成及电导性能

用溶胶－凝胶法制备了Ｌｉ４ＳｉＯ４－ｘＥｕ２Ｏ３（ｘ＝０．００～０．１５）离子导体材料,并用差热和热重分析仪（ＤＴＡ－ＴＧ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）,透射电镜（ＴＥＭ）及交流阻抗等技术对样品进行了观察和测试。结果发现：用溶胶－凝胶法可降低Ｌｉ４ＳｉＯ４的合成温度并可提高离子的导电性,适量Ｅｕ２Ｏ２的掺入可提高基质材料的导电性能。     

Electrochemical performance of Al-substituted Li_3V_2(PO_4)_3 cathode materials synthesized by sol-gel method

The effect of Al-substitution on the electrochemical performances of Li3V2(PO4)3 cathode materials was studied.Samples with stoichiometric proportion of Li3AlxV2-x(PO4)3(x=0,0.05,0.10)were prepared by adding Al(NO3)3 in the raw materials of Li3V2(PO4)3.The XRD analysis shows that the Al-substituted Li3V2(PO4)3 has the same monoclinic structure as the un-substituted Li3V2(PO4)3.The SEM images show that Al-substituted Li3V2(PO4)3 has regular and uniform particles.The electrochemical measurements show that Al-substitution can improve the rate capability of cathode materials.The Li3Al0.05V1.95(PO4)3 sample shows the best high-rate performance.The discharge capacity at 1C rate is 119 mA·h/g with 30th capacity retention rate about 92.97%.The electrode reaction reversibility and electronic conductivity are enhanced,and the charge transfer resistance decreases through Al-substitution.The improved electrochemical performances of Al-substituted Li3V2(PO4)3 cathode materials offer some favorable properties for their commercial application.     

微乳液合成法制备锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C

利用微乳液法在温和条件下合成Li_2FeSiO_4/C的前驱体,煅烧后得到蠕虫形纳米Li_2FeSiO_4/C正极材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行表征。通过恒流充放电对材料的电化学性能进行测试。结果表明,采用此法合成的前驱体在700℃煅烧9 h得到的蠕虫形Li_2FeSiO_4/C在室温、1.5~4.8 V的电压范围内,于C/16、C/8和1C倍率下的首次放电容量分别为140.1,139和94.0 mAh/g,循环20次后的容量保有率分别为96.4%,81.2%和73.5%。该样品具有良好的循环稳定性与倍率性能。     

Li_3V_2(PO_4)_3溶胶-凝胶-微波合成工艺优化及性能研究

用溶胶-凝胶-微波法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3样品,用正交试验法考察了影响样品性能的因素,分析并优化了工艺。XRD、SEM和电化学测试表明:该方法所制备的样品为单斜结构,粒径尺寸0.2～1μm,颗粒分布比较均匀。锂源为Li2CO3、反应物摩尔比为Li∶V=3.0∶2.0、微波时间为25 min时,为最佳合成工艺条件。在此优化条件下,3.0～4.3 V区间内0.2 C放电比容量达到106 mAh/g,交换电流密度高达6.17×10-6 A/cm2。     

Synthesis and electrochemical performance of Li3V2(PO4)3 by optimized sol-gel synthesis routine

Li₃V₂(PO₄)₃ samples were synthesized by sol-gel route and high temperature solid-state reaction. The influence of Li₃V₂(PO₄)₃ as cathode materials for lithium-ion batteries on electrochemical performances was investigated. The structure of Li₃V₂(PO₄)₃ as cathode materials for lithium-ion batteries and morphology of Li₃V₂(PO₄)₃ were characterized by X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Electrochemical performances were characterized by charge/discharge and AC impedance measurements. Li₃V₂(PO₄)₃ with smaller grain size shows better performances in terms of the discharge capacity and cycle stability. The improved electrochemical properties of Li₃V₂(PO₄)₃ are attributed to the refined grains and enhanced electrical conductivity. AC impedance measurements also show that the Li₃V₂(PO₄)₃ synthesized by sol-gel route exhibits significantly decreased charge-transfer resistance and shortened migration distance of lithium ions.     

Preparation and characteristics of Li2FeSiO4/C composite for cathode of lithium ion batteries

A Li2FeSiO4/C composite cathode for lithium ion batteries was synthesized at 650 ℃ by solid-state reaction. The effects of carbon sources and carbon content on the properties of the Li2FeSiO4/C composites were investigated. The crystalline structure, morphology, carbon content and charge/discharge performance of Li2FeSiO4/C composites were determined by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), carbon/sulfur analyzer and electrochemical measurements. As carbon content increases in the range of 5%-20%, the amount of Fe3O4 impurity phase decreases. The SEM micrographs show that the addition of the carbon is favorable for reducing the Li2FeSiO4 grain size. Using sucrose as carbon source, the Li2FeSiO4/C composite with 14.5% carbon synthesized at 650 ℃ shows good electrochemical performance with an initial discharge capacity of 144.8 mA-h/g and a capacity retention ratio of 94.27% after 13 cycles.     

Li_4Ti_5O_(12)的溶胶-凝胶合成及其电化学性能

以乳酸(LA)为配位剂,Ti(OC4H9)4和LiAc.2H2O为原料,通过溶胶-凝胶法制备具有优良电化学性能的电极材料Li4Ti5O12。采用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电以及循环伏安(CV)等方法对合成的材料进行结构表征和电化学性能测试。结果表明:在800℃烧结18 h制备的样品颗粒分布均匀、结晶度良好、电化学性能优良。0.5 C倍率的首次放电比容量为184.32 mA.h/g,50次循环后仍然保持在155.62mA.h/g。