溶胶凝胶法制备LiCo_(0.12)Mn_(1.88)O_4粉体及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法并结合热处理工艺制备Li Co0.12Mn1.88O4粉体,考察了煅烧温度对Li Co0.12Mn1.88O4粉体形貌、结构及电化学性能的影响。结果表明:随煅烧温度的升高,粉体颗粒尺寸逐渐增大,晶型趋于完整。700℃煅烧10 h得到的Li Co0.12Mn1.88O4颗粒大小均匀,晶型完整。0.5C倍率下首次放电比容量达到117.9 m Ah/g,经100次循环后仍能达到108.8 m Ah/g,容量保持率高达92.3%,表现出良好的循环性能。     

溶胶-凝胶法制备LiFePO4粉体及其电化学性能研究

通过溶胶-凝胶法并结合热处理工艺制备LiFePO4粉体,采用XRD、SEM及恒电流充放电技术等方法,研究了煅烧时间对LiFePO4粉体结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:以聚丙烯酸(PAA)、硝酸铁、硝酸锂和磷酸二氢铵为原料,在一定温度下合成了稳定的溶胶和凝胶,经650℃煅烧得到LiFePO4粉体.随着煅烧时间的延长,粉体颗粒逐渐增大,晶型趋于完整;煅烧16h获得的LiFePO4颗粒大小均匀,晶型完整且没有明显团聚现象.1C倍率下首次放比电容量达到140 mAh/g,经100次循环后仍高于130 mAh/g,容量保持率高达93％,表现出良好的充放电稳定性.     

耐久型高倍率性能锰酸锂微球的合成(英文)

以Mn2+和NH4HCO3为原料,通过控制结晶法合成球形MnCO3前驱体模板。以LiNO3和MnCO3为原料,按照一定的摩尔比机械混合,在700°C下煅烧8h,合成高倍率性能和长循环性能的球形尖晶石LiMn2O4材料。分别考查原料的摩尔比、反应时间以及反应温度对前驱体MnCO3形貌和产率的影响。采用X射线粉末衍射和扫描电镜对合成的MnCO3和LiMn2O4进行表征,对LiMn2O4样品进行室温条件下的充放电性能测试。电化学测试结果表明:尖晶石锰酸锂微球在10C的放电倍率下的首次放电容量达90mA·h/g(1C放电容量为148mA/g),800次循环后容量保持率达到75%。该方法合成的LiMn2O4微球作为高功率型锂离子电池的正极材料有着较好的应用前景。     

LiMn2O4/Li4Ti5O12复合材料的制备与电化学性能

以LiMn2O4、醋酸锂和钛酸四丁酯为原料,乙醇为溶剂,采用原位复合法制备LiMn2O4/Li4Ti5O12复合材料.采用X射线衍射分析、红外光谱、扫描电镜和电化学测试等手段对复合材料进行表征.结果表明,在LiMn2O4/Li4Ti5O12复合材料中晶态的LiMn2O4表面被无定形结构的Li4Ti5O12包覆,但Li4Ti5O12的存在并没有改变LiMn2O4的晶体结构.由于Li4Ti5O12的包覆,LiMn2O4的倍率性能和高温性能都得到显著提高:室温下2.0C放电时20次循环后LiMn2O4/Li4Ti5O12复合材料的可逆容量达到108.4mA·h/g,平均每次循环的容量损失只有0.053%;而55 ℃ 1.0C放电时,经60次循环后LiMn2O4/Li4Ti5O12的放电容量为109.9 mA·h/g,平均每次循环的容量损失为0.036%.     

微乳液法制备锂离子电池用 ZnMn2O4/Mn3O4亚微米棒及其转化反应机理

采用油包水微乳液法再经煅烧制备分级ZnMn2O4/Mn3O4复合亚微米棒.ZnMn2O4/Mn3O4电极在550次连续放电/充电循环中,在500 mA/g充放电电流条件下,其比容量从440 mA·h/g增加到910 mA·h/g,并在100 mA/g下提供1276 mA·h/g的超高比容量,远高于ZnMn2O4或Mn3...     

以Mn3O4为前驱体制备尖晶石型LiMn2O4及其性能

采用改进的固相反应法合成了高性能的锂离子电池正极材料LiMn2O4。首先,以廉价的MnSO4为原料,通过水解氧化法制备纳米级Mn3O4前驱体;然后,将Mn3O4和Li2CO3混合均匀,在750℃固相反应20 h,得到尖晶石型LiMn2O4。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对Mn3O4前驱体和LiMn2O4样品进行表征,用充放电测试和循环伏安技术对LiMn2O4样品进行电化学性能研究。结果表明:所制备的LiMn2O4具有完整的尖晶石型结构,且晶体粒子分布均匀。所制备的LiMn2O4材料在3.0~4.4 V之间,室温(25℃)下,在0.2C倍率下首次放电比容量为130.6 mA.h/g;在0.5C倍率下首次放电比容量为127.1 mA.h/g,30次循环后,容量仍有109.5 mA.h/g,且样品具有较好的高温性能。     

超级电容器用LiMn2O4的制备与性能

采用高温固相法制备尖晶石型LiMn2O4电极材料.XRD结果表明经700℃煅烧即可得到尖晶石型LiMn2O4样品.利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试方法研究了合成过程中温度和时间对尖晶石型LiMn2O4电极材料在2mol·L-1.(NH4)2SO4溶液中电容性能的影响.结果表明LiMn2O4电极材料具有较好的电容性能.恒流充放电和循环伏安结果表明,当煅烧温度700℃,恒温时间4-2Ah时,其容量并没有明显的变化,电流密度为10mA·cm-2时,其放电比容量保持在127F·g-1.交流阻抗结果也表明,LiMn2O4电极在2mol·L"(-1H4)2SO4溶液中具有较好的电化学电容行为,700℃下煅烧的样品的溶液欧姆电阻仅为05Ω.     

二步煅烧法合成Li4Ti5O12材料的性能

采用超声活化对原材料Li2CO3和TiO2进行预处理,并采用二步煅烧方法制备Li4Ti5O12材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜和电池充放电测试仪研究二步煅烧条件对材料结构、形貌及电化学性能的影响,并得到二步煅烧的最佳工艺。结果表明:采用600℃预烧温度制备的材料具有较高的纯度和结晶度;800℃高温煅烧温度下制备的Li4Ti5O12材料具有均一分散的颗粒结构;超声活化制备Li4Ti5O12的最佳煅烧工艺是600℃预烧8 h后800℃高温煅烧10 h,制备的材料在0.1C倍率下首次放电容量达170.6 mA.h/g,0.2C倍率下20次循环后的放电比容量由152 mA.h/g降至150 mA.h/g,容量保持率为98.7%。     

液相沉淀-多元醇还原法合成LiFePO4/C正极材料的电化学性能

以钛白工业副产物七水硫酸亚铁为铁源,用液相沉淀制得无定形FePO4·xH2O前躯体,然后在多元醇中与锂源反应制得LiFePO4材料,过程在常压下进行,无需煅烧与惰性气体保护。用XRD、SEM及电化学分析考察多元醇乙二醇(EG)、二甘醇(DEG)和三甘醇(TEG)对材料物相和形貌的影响。结果表明:三甘醇所得样品的锂离子扩散速率最小;此样品的晶粒尺寸最小,结晶最完整,无明显杂相生成。在室温下放电倍率为0.1C、1C和5C时,该正极材料的首次放电比容量分别达到148.8、129.3和102.8 mA·h/g,其碳包覆样品的首次放电比容量分别达到155.6、139.9和112.2 mA·h/g,且循环性能良好。     

稀土元素对LiMn_2O_4电极材料相结构及性能的影响

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电池测试系统等研究了不同稀土掺杂元素La、Ce、Nd等对Pechini法合成的LiMn2O4材料的相结构、形貌及电化学性能的影响规律.结果表明,合成的LiMn2O4、LiLa0.03Mn1.97O4、LiLa0.01Ce0.01Nd0.01Mn1.97O4样品具有纯尖晶石型LiMn2O4结构,LiLa0.015Ce0.015Mn1.97O4样品由LiMn:O.相及微量杂质相CeO2组成;样品呈规则的近球形或球形,其粒径范围为0.5～2.5μm.稀土元素取代使LiMn2O4材料的初始容量略有降低、循环稳定性能有较大增加,LiMn2O4、LiLa0.03Mn1.97O4、LiLa0.015Ce0.015Mn1.97O4、LiLa0.01Ce0.01Nd0.01Mn1.97O42样品的初始容量分别为126.0、120.0、117.3、124.0 mA·h/g,经30次循环充放电后的容量分别为88.9、102.7、101.6、109.1 mA·h/g.     

锂离子电池纳米ε-VOPO_4正极材料的合成与电化学性能

以V_2O_5、H_3PO_4为原料,在V_2O_5与H_3PO_4摩尔比为1:2.4条件下通过水热法制各VOPO_4·xH_2O,得到的VOPO_4·xH_2O再通过650℃煅烧制备纳米结构ε-VOPO_4,通过X射线衍射对制备材料进行表征。采用SEM对产物形貌进行观察,考察原料配比条件对产物组成和晶相的影响;对纳米ε-VOPO_4进行电化学性能测试。结果表明:在该条件下制备出的纳米ε-VOPO4物相纯;所制备纳米结构的ε-VOPO_4颗粒粒径为200 nm,且颗粒度均匀;在0.2C倍率、电压范围为2.0~4.3 V充放电制度下,首次充电比容量可以达到227.9 mA·h/g,在0.5C倍率充放电制度下循环140次后,放电容量达160.49 mA·h/g。     

PAA络合法制备掺Co锰酸锂纳米粉体

采用PAA络合法并结合热处理技术制备了尖晶石结构的LiCo0.1Mn1.9O4纳米粉体,并考察了前驱体的热分解行为、粉体的结构、形貌及电化学性能。结果表明:随着烧结温度的升高,LiCo0.1Mn1.9O4粉体的颗粒尺寸略有增大,尖晶石型结构越来越完整。在电流密度0.1 mA/cm2,截止电压3.5～4.4 V时,在700℃烧结8 h得到性能较好的LiCo0.1Mn1.9O4粉体,首次放电比容量达124 mAh/g,稳定放电比容量大于110 mAh/g。     

溶胶-凝胶法制备LiCoxMn2-xO4及电化学性能研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了颗粒较小(100～300nm)、分布均匀的尖晶石LiCoxMn2-xO4粉体,研究了不同掺杂水平对其结构及电化学性能的影响.结果表明,掺杂少量Co于LiMn2O4中并不改变材料的尖晶石结构;随着Co掺杂量增加,材料结构稳定性提高,极化降低,首次放电比容量逐渐减小,但充放电循环性能却明显改善;在低温(500℃)条件下退火6h后,LiCoxMn2-xO4粉体的放电比容量稍有增加,但对循环性能影响不大;在电流密度0.1mA/cm2和截止电压3.5～4.4V时,LiCo0.1Mn1.9O4粉体首次放电比容量达123mAh/g,20次循环后的稳定放电比容量为106mAh/g,具有较好的电化学性能.     

超临界水热合成结合固相煅烧制备高性能锂离子电池的锰酸锂正极材料(英文)

采用超临界水热合成与高温固相合成相结合的方法制备亚微米级锂离子电池锰酸锂正极材料,研究超临界水热合成过程中的反应压力、反应温度、反应时间和高温固相合成过程中煅烧温度对合成材料的纯度、形貌及电化学特性的影响。结果表明:相对于传统的高温固相合成方法,在400°C和30 MPa的条件下,经过15 min超临界水热反应获得的LiMn2O4电池材料,在后续800°C煅烧温度下的煅烧时间可缩短到3 h。在该条件下合成的LiMn2O4正极材料具有良好的结晶度、均匀的粒度分布和优异的电化学性能,在0.1C下的首次放电比容量达到120 mA·h/g,且在50C的高倍率下仍然表现出良好的放电性能。     

共沉积Co3O4-石墨负极材料及其在锂离子电池中的循环性能

在0.5 mol/L Co(NO3)2溶液中添加石墨粉,在铜箔集流体的表面电化学共沉积前驱体薄膜,然后在245℃真空热处理使之形成Co3O4-石墨粉复合负极材料.研究了共沉积Co3O4-石墨负极材料在锂离子电池中的循环性能.XRD分析和SEM观察表明,该电极材料结构由蜂窝状的Co3O4包覆石墨粉复合而成,Co3O4晶粒尺寸为0.7～2.2 nm.0.5C充放电倍率测试表明,在0.5 mol/L Co(NO3)2电解液中添加5%石墨粉形成的Co3O4-石墨复合材料负极的性能最好,该电极的初始充电比容量为872.7 mA·h/g,第20周循环的充电比容量为732.7mA·h/g,第50周循环的充电比容量为545.2 mA·h/g,比容量保持率分别为83.96%和62.47%;而纯Co3O4电极的初始充电比容量为665.3 mA·h/g,经过20次循环后充电比容量为407.9 mA·h/g,第50周循环的充电比容量为124.5mA·h/g,保持率仅分别为61.31%和18.31%.     

固相法制备Y3+掺杂LiFePO4/C的反应机理及其电化学性能

以Fe2O3为铁源,采用高温固相法制备了Y3+掺杂的LiFePO4/C复合材料。利用TG-DSC、XRD、SEM、恒电流充放电等手段对材料的合成反应历程、粉体颗粒形貌以及电化学性能进行了研究。结果表明:Fe3+在300～550℃间被还原为Fe2+,经过650℃煅烧后,形成晶型单一的橄榄石结构晶体。LiFe0.98Y0.02PO4/C样品在0.2 C倍率下的首次放电比容量达到了151.6 mA.h/g。     

新型锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的合成及其性能

以LiOH·H2O、V2O5和NH4H2PO4为原料,C为还原剂,采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3).考察了合成温度等条件对产物组成和晶相的影响.结果表明:随着焙烧温度的升高,杂相的衍射峰相对强度逐渐减弱,当煅烧温度达到800℃时,杂相衍射峰消失,所得样品为纯相的Li3V2(PO4)3样品;按Li、V、P的摩尔比为3:2:3将原料在800℃下焙烧24 h,合成得到正极材料.该材料在0.1 C充放电制度下,首次充电比容量达到135 mA·h/g,首次放电比容量130 mA·h/g,充放电效率达96.3%;经过20次循环后,放电容量仍然高达110 mA·h/g.对经过20次循环后的样品进行了X射线衍射分析,结果发现,经过20次循环后样品仍然具有单斜晶体结构,样品各主要衍射峰强度都急剧减弱,说明样品在充放电过程中晶体结构发生了变化;采用最小二乘法对样品充放电前后的晶胞参数进行了计算,发现样品在经过充放电循环后晶胞参数都有不同程度的增加,晶胞体积增大0.6%左右.     

LiMn2L(Ac)2热分解制备的尖晶石LiMn2O4及其电化学性能

通过XRD、SEM及电化学测试等手段研究了前驱体LiMn2L(Ac)2(L为柠檬酸根)的焙烧工艺条件对尖晶石LiMn2O4产物的结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:提高前驱体的焙烧温度有利于获得晶相结构、微观形貌及电化学性能均较好的LiMn2O4样品.在500℃焙烧2 h再于750℃下保温8～16 h的分段焙烧工艺所得样品的初始容量达到126.0 mAh/g,循环50次后容量衰减了14.5%.     

沉淀-碳热还原联合法制备橄榄石磷酸铁锂

以FeSO4.7H2O,NH4H2PO4和H2O2为初始原料,通过液相沉淀制得前驱体FePO4,然后通过碳热还原得到LiFePO4/C。X射线衍射和扫描电镜分析表明:560,600,700和800℃合成的样品均为LiFePO4/C,LiFePO4颗粒粒径随合成温度的升高而逐渐增大,560℃合成材料的颗粒粒径分布在0.3~0.4μm之间;而800℃合成材料的颗粒粒径则达到0.6~0.7μm,反应剩余的碳黑直接分布在LiFePO4颗粒之间,有利于提高其电子导电率。560℃样品在放电倍率为0.1C时的首次放电比容量为151 mA.h/g(0.1C),而当放电倍率达到1C时,放电比容量为129 mA.h/g,且具有良好的循环性能。     

F-掺杂LiMn2O4的合成及电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成掺杂F^-的LiMn2O4。通过XRD、SEM对掺杂F-的LiMn2O4材料的组成、结构、微观形貌等进行分析与表征,测试不同F^-掺杂量的LiMn2O4在常温（20℃）、高温（55℃）下的电化学性能。结果表明：所合成的材料具有良好的尖晶石立方结构,无杂相;F^-的掺杂提高了材料的比容量,增强了材料的稳定性,改善了其在高温下的循环性能。当F^-的掺入量x由0增加到0.1时,材料的比容量由119.7 mA.h/g增加到124.9 mA.h/g,高温下充放电30个循环后容量保持率由79.4%增加到84.4%。