掺杂Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料

研究了掺杂元素M(锡、钨、镍)的锂铁复合氧化物的合成以及Li/掺杂Li4Ti5O12实验电池的充放电行为和循环性能.实验结果说明,掺杂的Li4Ti5O1 2实验电池其电压平台低于未掺杂的复合氧化物的实验电池,电池的首次不可逆容量也小于未掺杂的复合氧化物的Li/Li4Ti5O12电池.其中Sn掺杂的Li4Ti5O12电极材料循环性能稳定,充放电容量较大,是一种比较好的锂离子电池的负极材料.     

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的合成及性能

以导电炭黑为还原剂、LiH2PO4和V2O5为原料,采用碳热还原法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂Li3V2(PO4)3.研究了烧结温度和时间对产物的影响.XRD、SEM和充放电测试表明:在750 ℃下烧结12 h合成的样品属于单斜晶系,0.2 C充放电的首次放电比容量为122.0 mAh/g,第20次循环的比容量为118.4 mAh/g.     

钒氧化物正极材料的研究现状

综述了不同钒氧化物用作锂离子电池阴极材料的研究进展,重点介绍了V2O5、V6O13、Li1+xV3O8和掺杂V2O5及纳米V2O5的结构、制备方法及电化学性能.     

正极材料Li1+xV3O8的合成及电化学性能

以Li2CO3和V2O5为原料,采用固相法合成了锂离子电池正极材料Li1 xV3O8。通过TG-DTG分析,确定了合成过程的反应机理。通过XRD和恒流充放电测试,研究了Li1 xV3O8样品的结构及电化学性能。580℃焙烧得到层状结构的Li1 xV3O8产品,电化学性能优于630℃焙烧得到的产品;以C/8充放电,首次放电比容量达到245.1 mAh/g,第30次循环的比容量仍为246.7 mAh/g。     

锂离子蓄电池正极材料锂锰氧化物的研究进展

综述了近年来锂离子蓄电池正极材料锂锰氧化物的研究进展。主要阐述了尖晶石型Lix Mn2O4和正交晶系Li MnO2的制备方法、晶体结构、充放电容量和电化学特性。目前锰酸锂的制法主要是高温固相反应和溶胶 凝胶法,通过探索新的合成方法和掺杂其他金属离子来改善循环稳定性是今后锂锰氧化物的研究趋势。同时,层状LiMnO2因其比容量高也逐渐成为目前研究的热点。     

锂离子蓄电池钒系正极材料的研究进展

锂离子蓄电池具有很多的优良特性,发展很快并得到了广泛地应用。其中锂离子蓄电池正极材料的研究主要集中在第四周期过渡金属的嵌锂氧化物LiCoO2、LiNiO2、LiCoxNi1-xO2、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、LiMnO2、LiMn2O4、LiFePO4上。近年来,钒系正极材料的研究引起了人们的广泛关注。文章对嵌锂钒系化合物LiV3O8,LiNiVO4,Li3V2(PO4)3和LiVPO4F等正极材料的制备方法、结构及电化学性能的研究现状进行了综述。     

Mg~(2+)掺杂对sol-gel法合成锂离子电池材料Li_3V_2(PO_4)_3的影响

在磷酸钒锂材料中掺杂Mg2+,Mg2+取代锂位,其化学式可以写为(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3,Mg(OH)2作为镁源,按化学反应方程式中化学计量比称取LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,Mg(OH)2(x=0.01、0.05、0.1)和柠檬酸,其中柠檬酸用量为n(V)∶n(柠檬酸)=2∶2,煅烧温度为700℃,煅烧时间为8 h,合成了(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3正极材料。研究了Mg2+掺杂量对材料性能的影响,考察了x=0、0.01、0.05、0.1四种情况。结果显示,x=0.05时材料具有较好的充放电性能。在2.7～4.5 V电压范围内进行充放电循环测试,0.05 C充放电倍率下,其首次放电比容量为145 mAh/g,库仑效率高达90%以上,0.1 C循环20次后,放电比容量仍为131 mAh/g;0.2 C循环时,首次放电比容量为140 mAh/g左右,20次循环后仍为130 mAh/g以上;0.5 C循环20次后,放电比容量为104 mAh/g。     

LiV3O8的合成及电化学性能

用LiOH、LiCO3和V2O5作原材料分别通过凝胶法和高温反应,合成了锂离子电池正极材料LiV3O8.利用XRD、SEM对合成材料进行表征,通过恒流充放电和交流阻抗技术进行电化学性能研究.结果表明:采用凝胶法合成的LiV3O8具有较高的嵌锂容量和良好的循环可逆性,在0.1 C倍率和1.8～3.6 V的电压范围内具有260 mAh/g的首次放电容量.     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4的研究进展

从制备方法、比容量、循环性能、高温性能等几方面对近年来有关LiMn2 O4尖晶石的研究作了综述。烧结温度、氧分压及冷却速度是影响高温固相反应产品性能的关键因素 ,软化学合成方法具有一些固有的优点 ;合成高n(Li)∶n(Mn)比的Li1 +xMn2 O4、对LiMn2 O4进行化学嵌锂、或同时利用 3V +4V两个平台的容量可以提高比容量 ;以低价金属离子掺杂、阴 /阳离子同时掺杂、或合成非整比化合物可以改善循环性能 ;过渡金属的掺杂还将改变充放电曲线 ,导致容量向高电位区转移 ;锰的溶解及其引起的结构变化是导致高温下锂锰尖晶石容量衰减的原因。     

梯度包覆镍钴锰酸锂材料Li[Ni_(0.83)Co_(0.07)Mn_(0.10)]O_2的合成

采用溶胶凝胶法在球形Ni(OH)2颗粒表面包覆钴、锰氧化物,作为镍钴锰氢氧化物浓度梯度包覆的复合前驱体,然后配锂高温焙烧,合成了梯度包覆的镍酸锂复合正极材料Li[Ni0.83Co0.07Mn0.10]O2。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表观形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,该材料具有良好的六方单相层状α-Na Fe O2结构,呈类球状。切面元素线扫描显示该材料的包覆壳层中锰金属元素呈梯度变化。同时该新型梯度包覆的镍钴锰酸锂复合正极材料表现出了优越的电化学性能:在25℃下,2.8~4.3 V充放电范围,0.5 C首次放电比容量可达190.5 m Ah/g,循环50次容量保持92.5%;55℃下,该材料首次放电比容量可达210.1 m Ah/g,循环50次容量仍能保持81.1%。     

不同正极活性物质的钛酸锂负极锂离子电池

采用4种正极活性物质,设计32650型4.0 Ah钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))负极锂离子电池,评估充放电倍率性能、放电温升、低温放电性能、循环性能和安全性能。尖晶石镍锰酸锂(Li Ni0.5Mn1.5O4)正极电池的电压平台高(3.15 V),-20℃下的1 C放电(3.3~2.0 V)容量是常温时的83.16%,比能量为74.57 Wh/kg;磷酸铁锂(LiFePO_4)正极电池的电压平稳(1.70 V),适用于对电压要求严格的领域。三元材料正极电池中,镍钴锰酸锂(LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2)正极电池的各项性能较优,3 C循环3 486次的容量保持率为102.58%,可用于快充领域;镍钴铝酸锂(LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2)正极电池更适合于储能领域。     

锂离子蓄电池正极材料锂钒氧化物研究进展

近年来 ,锂离子蓄电池因其优异的特性而受到化学电源界的极大重视。有关锂离子蓄电池正极材料的研究大部分集中在过渡金属嵌锂氧化合物上。本文对正极材料应具备的结构、性质及目前研究较多的层状化合物LiCoO2 、LiNiO2和尖晶石型化合物LiMn2 O4 类正极材料作了简单叙述 ,重点对嵌锂氧化钒系列化合物LixVO2 、LixV2 O4 、Li1 xV3 O8和LiNiVO4 等正极材料的制备方法、结构及电化学性能之间的关系及近期研究现状进行了阐述。随着新技术、新方法的出现 ,大容量的层状化合物Li1 xV3 O8及高电压反尖晶石型LiNiVO4 有望成为新一代性能优良的锂离子蓄电池正极材料     

Sol-gel法合成Li3V2(PO4)3及其性能研究

利用LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,H2O2和柠檬酸作为原材料,通过sol-gel(溶胶-凝胶)法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。研究了预烧、不同合成温度、柠檬酸用量对产物结构、电化学性能的影响。结果表明,在预烧条件下,合成温度为700℃,柠檬酸用量为nV∶n柠檬酸=2∶2时,材料具有比较好的性能。充放电电压范围控制在2.7~4.5 V,在0.05 C倍率下,其首次放电比容量高达148mAh/g,0.1 C倍率下循环,首次放电比容量为138 mAh/g,20次循环后放电比容量为130 mAh/g。     

聚醚固体电解质锂电池放电性能研究

利用氧亚甲基连接的聚氧乙烯-聚氧丙烯多嵌段共聚物或氧亚甲基连接的聚氧乙烯多嵌段共聚物与高氯酸锂的络合物作电池的电解质,锂片作负极,几种含钒的化合物作正极,组装了全固态二次锂电池.研究了不同正极材料、不同电解质和不同温度对电池短路放电性能的影响以及电池的重复短路放电性能.研究表明,正极材料V_6O_(13)的性能优于Na_(1+x)V_3O_8;电解质(PEO)_n·LiClO_4的性能优于(PEO-PPO)_n·LiClO_4,这与它们的电导率分别为3.2×10~(-3)S·cm~(-1)和2.2×10~(-3)S·cm~(-1)是一致的.     

Li3V2(PO4)3/C复合正极材料的制备与性能

以CH3COOLi、V2O5、NH4H2PO4和碳凝胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子蓄电池Li3V2(PO4)3/C复合正极材料.对其前驱体和产品采用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)以及元素分析分别进行了表征.考察了掺杂碳含量对材料充放电性能及其高倍率循环性能的影响.样品C的首次放电比容量达到128.4 mAh/g.样品B和C以0.2 C充放120次后容量几乎没有衰竭;继续以1 C充放电120次,其比容量仍基本恒定,比单一Li3V2(PO4)3材料具有更优良倍率性能和循环性能.交流阻抗测试表明碳掺杂可以形成碳包覆层,材料的电导率大幅提高,从而提高了材料的电化学性能.     

热电池钒酸铜正极性能影响因素的研究

通过溶胶凝胶法合成钒酸铜正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、差热分析(DTA)和粒度分析方法对钒酸铜材料进行了表征。采用粉末压片工艺制备单体电池,实验结果表明,正极中电解质和导电剂的最佳质量分数添加量分别为25%和10%。单体电池以100 m A/cm~2恒流放电时,起始电压可达2.811 V,截止电压为2V时比容量为212 m Ah/g.     

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。     

高温固相法合成的Li4-xAlxTi5O12的性能

采用高温固相法合成了锂离子电池负极材料Li4-xAlxTi5O12(x=0、0.05、0.10、0.15或0.20)。用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试,研究了产物的晶体结构和电化学性能。制备的Li4-xAlxTi5O12具有良好的尖晶石结构,其中Li3.90Al0.10Ti5O12的电化学性能较好,以0.5C循环的首次放电比容量为162.21mAh/g,第50次循环的放电比容量为151.91mAh/g,容量保持率为93.65%。     

采用Li4Ti5O12为负极的软包锂离子电池研究

以扣式电池评估了碳包覆钛酸锂的比容量。采用磷酸铁锂为正极,碳包覆钛酸锂（LI4Ti5O12）粉末作为负极活性材料制作锂离子软包电池,并对电池进行测试。该电池2C放电容量能够达到0．5C放电容量的81．6％。1C2000次循环后,容量保持率在90％以上,展现了优异的循环性能。电池以3C倍率过充到15V,没有漏液、爆炸和起火,经过针刺测试后,没有爆炸和起火,电池表面最高温度不超过90℃。