掺杂少量Co对Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2电化学性能的影响

改进共沉淀法合成层状电极材料Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2.分别用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征材料结构、形貌和电化学循环过程中过渡金属离子价态的变化,用恒电流充放电研究材料的电化学性能.实验结果显示在3.0～4.2 V(vs.Li+/Li)电势范围内,以25 mA/g恒流充放电,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2初始放电比容量分别为159 mAh/g和186.8 mAh/g,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2经过50次循环后容量仍保持在183.9 mAh/g,高倍率放电效果较Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2有很大的改善.实验证明掺杂少量的Co可在很大程度上改善电极材料的电化学性能.     

Li[Li1/9 Ni1/3 Mn5/9]02的制备及性能研究

用共沉淀工艺制备出锰镍复合氢氧化物[M(0H)2,M=Mn和Ni],利用该复合氢氧化物前驱体和锂盐球磨混均后,高温焙烧,然后利用液氮淬火合成出一种新型的锂离子电池正极材料Li[Li1/9Ni1/3Mn5/9]O2.通过SEM、XRD和电化学性能测试,发现该材料具有较大的表面积和层状结构,同时表现出较高的充放电容量、较佳的循环性能和较好的结构稳定性.用锂片和Li[Li1/9Ni1/3Mn5/9]O2分别作为负极和正极组装成扣式电池,在2.00～4.60V之间、充放电电流为30 mA/g条件下进行了循环测试,结果表明:这种材料首次放电容量可高达200 mAh/g以上,15次循环后容量保持率为88.9%.     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2材料的合成及性能研究

采用碳酸盐共沉淀法制备Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2(y=0,0.01,0.02,0.05,0.10)。通过XRD、SEM测试对其晶型结构、组织形貌进行了分析,交流阻抗法(AC)和充放电性能测试对其电化学性能进行了研究。实验表明,制备的样品均具有较好的层状结构,其中Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Sn0.02O2性能最佳,以0.5C循环充放电时,首次放电比容量达到173.31mAh/g,30次循环后,放电比容量为149.55mAh/g,容量保持率为86.29%。     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2的合成与电化学性能

采用溶胶-凝胶法在900℃于空气中煅烧合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2(x=0,0.01,0.02,0.05).通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究了掺杂元素对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的结构和电化学性能的影响.结果表明,适量Mg、Al掺入Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2后降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加.合成材料颗粒分布比较均匀,平均粒径约为0.5 μm.在充放电倍率为0.1 C和电压范围为3.0～4.3 V的条件下,与未掺杂样品相比,Mg-Al复合掺杂的样品具有更好的电化学性能和容量保持率.当x=0.02时,复合掺杂样品的首次放电容量和库仑效率分别为153 mAh/g和93.0%,20个循环后容量保持率达93.4%.因此Mg-Al复合掺杂锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2是很有前景的.     

Mg-F共掺杂对Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成正极材料层状Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-x)Mgx]O2-yFy(0≤x≤0.04,0≤y≤0.04)。通过原子吸收光谱(AAS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等手段研究了掺杂元素对材料结构和电化学性能的影响。结果表明,镁氟掺杂后的样品具有单相的典型六方晶系结构,合成材料颗粒分布比较均匀。在充放电倍率为0.1 C和电压范围为3.0￣4.3 V的条件下,与未掺杂样品相比,Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-0.04)Mg0.04]O2-0.04F0.04具有较高的放电比容量和容量保持率。其首次放电比容量和库仑效率分别为158 mAh/g和91.3%,20个循环后容量保持率达92.1%。Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-0.04)Mg0.04]O2-0.04F0.04是一种有前景的锂离子电池新型正极材料。     

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

以乙酸盐为原料,采用高温固相法制备正极材料Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xCrxO2,采用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和循环性能。结果表明:合成的Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O2样品具有典型的空间群为R-3m的六方层状α-Na Fe O2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,粒径大小在300~900 nm。该样品在0.1 C、2.6~4.6 V下的首次放电比容量为187.6 m Ah/g,并表现出良好的循环性能。适当的Cr掺杂可以提高Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的晶体结构稳定性,使其具有良好的电化学性能。     

Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2正极材料的制备及性能

采用共沉淀法合成了球形Ni0.13Co0.13Mn0.54(OH)1.6前驱体,与锂结合生成Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正极材料。采用X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、循环伏安测试(CV)、交流阻抗测试(EIS)和充放电测试对Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正极材料进行了表征。结果表明,所合成的材料具有球形形貌,粒度分布均匀,振实密度达2.1 g/cm3,材料0.2 C首次放电比容量280.9 mAh/g,1 C首次放电比容量237.1 mAh/g,循环50次后1 C容量保持率92.5%,表现出优异的电化学性能。     

正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备及性能研究

以柠檬酸为络合剂,乙二醇为交联剂,通过Pechini法制备出锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征.实验结果表明在850℃下保温6h合成出的LiNi1/3Co1/3Mn13O2具有最佳的层状结构和纳米级的一次均匀颗粒,且该条件下由LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/碳纳米管(质量比为90∶5)作为正极复合材料制作的电池电化学性能最佳.在2.5～4.5V进行恒流充放电测试,0.2 C下首次放电比容量为219.6 mAh/g,倍率性能佳,在1C下充放电首次比容量为158.7 mAh/g,且循环性能优良,在60次循环以后,容量保持率为91.25％.     

负极材料Li4Ti5O12的改性及其电化学性能的研究

以CH3COOLi·2 H2O和Ti(OC4H9)4为原料,C6H15NO3为络合剂,CH3CH2OH为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12材料,并且复合掺杂Mg、Mn、Ni、Co四种金属。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜、电化学阻抗(EIS)分析研究了材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:掺杂Mn、Mg两种金属的Li4-x MgxTi5-yMnyO12材料,其中x=0.02,y=0.02时所制备的Li3.98Mg0.02Ti4.98Mn0.02O12样品,具有良好的电化学性能。在1～2.5V进行充放电,0.1C时,首次放电容量达到154.7 mAh/g。在0.2C、0.5C、1.0C下循环20次后,稳定在107.2、99.3、73.9 mAh/g。再次进行0.1C充放电时,放电比容量为110.8 mAh/g,容量保持率为75%。掺杂金属改善了Li4Ti5O12材料的导电性,提高了该材料的倍率性能以及循环性能。     

高温固相法合成LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2及其结构性能研究

采用高温固相法合成了层状LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及恒电流充放电测试,研究了LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2材料的结构、形貌以及电化学性能。实验结果表明950℃7 h合成的样品具有最好的电化学性能,在0.1 C时2.5～4.3 V间,其首次充放电比容量分别为166.3 mAh/g和150 mAh/g,循环10周容量保持96%;XRD精修结果表明Li层中只有1.1%的位置被Ni所占据。     

低成本电池材料Li[Li1/6Fe1/6Ni1/6Mn1/2]O2的制备与表征

Li[Li1/6Fe1/6Ni1/6Mn1/2]O2中用地壳储量丰富的Fe元素取代了昂贵及有毒性的Co元素,既避免了使用有毒元素又降低了生产成本,为商业化批量生产提供了新的材料.采用溶胶凝胶法制备了Li[Li1/6Fe1/6Ni1/6Mn1/2]O2正极材料.实验结果表明,煅烧11 h制得的Li[Li1/6Fe1/6N...     

Enhanced electrochemical and thermal properties of Sm2O3 coated Li[Li1/6Mn1/2Ni1/6Co1/6]O2 for Li-ion batteries

For EV vehicles of the future, a lithium ion battery with highly enhanced electrochemical and thermal properties has been widely investigated. Here we introduce Sm₂O₃ as a new surface coating source for the cathode material of Li-ion batteries and explore the effects of the Sm₂O₃ coating using XRD, EIS, and DSC measurements. The cathode material used is Li[Li_1/6Mn_1/2Co_1/6Ni_1/6]O₂. The XRD and TEM results indicate that the Sm₂O₃ is coated on the surface of the cathode material without changing the layered structure of the core Li[Li_1/6Mn_1/2Co_1/6Ni_1/6]O₂. With the Sm₂O₃ coating, the cycling performance during 50 cycles using 6 C rate, as well as 1 C rate, is highly improved, five times better. The EIS results show that film resistance and the charge transfer resistance decrease in comparison with the pristine Li[Li_1/6Mn_1/2Co_1/6Ni_1/6]O₂. Furthermore, the DSC results show a highly enhanced thermal property. We highly recommend the Sm₂O₃ coating for Li-ion batteries for various applications.     

正极材料Li1-xLaxFe1-yMgyPO4/C合成及电化学性能研究

以La3+为Li位掺杂离子、Mg2+为Fe位掺杂离子,采用液相法合成双位掺杂的Li1-xLaxFe1-yMgyPO4/C(0≤x＜1,O≤y＜1)锂离子电池复合正极材料.通过X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)研究材料的结构及形貌,恒流充放电测试电化学性能,考察Li1-xLa xFe1-yMgyPO4/C室温和低温电化学性能.结果表明:适量的La、Mg离子掺杂并未改变材料的结构;当La3+离子掺杂量为1％(摩尔分数)、Mg2+离子掺杂量为10％(摩尔分数)时,Li1-xLa xFe1-yMgyPO4/C的电化学性能最优.室温下,0.1C首次充放电比容量达到155 mAh/g.-20℃时,1 C、5 C、10 C较大倍率下首次充放电比容量为69、68、69 mAh/g,低温下不同放电倍率下稳定性良好,拥有优异的低温循环稳定性.     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2正极材料的电化学性能

用共沉淀法制备出(Ni1/3Co1/3Mn1/3)(OH)2,与LiOH·H2O混合后,在900℃下焙烧12 h,得到锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2.在2.70～4.35 V,电流为40 mA/g时,循环性能稳定.当截止电压升高到4.60 V时,容量可达190 mAh/g.循环伏安实验表明,材料的结构在循环过程中保持稳定.     

三元层状正极材料的电化学性能影响因素研究

三元层状正极材料是非常有应用前景的动力型电池正极材料,而其电化学性能还有待于进一步提高。研究了正极片厚度、隔膜类型、电解液组成和负极表面变化等因素对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2(NCM111)材料电化学性能的影响。研究发现随着正极极片厚度的增加,电池在循环过程中容量衰减严重;相比于聚丙烯(PP)隔膜,聚酰亚胺(PI)隔膜由于具有更好的浸润性,提高了电池的放电容量;电解液中低粘度链状碳酸二乙酯(DEC)的含量对电极相容性和正极材料中过渡金属离子溶解都有较大影响;负极表面锂枝晶的形成降低了电池的循环性能。     

石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池储存后的衰减机理

用充放电测试、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线能谱(EDX)等方法,研究了石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池高温储存后的性能变化.在55℃下储存后,Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2正极的容量衰减较大,同时阻抗增大,动力学性能下降.储存后的容量衰减...