Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2合成工艺对其结构和性能的影响

采用碳酸盐共沉淀法制备Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2。研究了前驱体合成温度、时间和焙烧温度、焙烧时间对材料结构和电化学性能的影响。测试结果表明,合成温度为40℃,时间30 h所得前驱体的振实密度和电化学性能较好。XRD测试结果表明,不同焙烧温度下得到的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2均具有α-NaFeO2型层状结构。其中800℃下焙烧15 h得到的样品具有较好的层状结构和较低的阳离子混排程度。样品在2.8～4.3 V电压范围内,0.2 C放电倍率下的首次放电比容量最高可达159.1 mAh·g-1,循环50次后容量保持率为95.7%。     

重质化学二氧化锰制备尖晶石锰酸锂

采用重质二氧化锰制备尖晶石LiMn2O4。采用X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电等技术对合成产物进行物相、形貌和电化学分析。结果表明：采用重质化学二氧化锰与电解二氧化锰制备的LiMn2O4粉末具有相似的X射线衍射结果。采用重质化学二氧化锰制备的LiMn2O4在0.2C、0.5C、1C、2C及3C放电倍率下放电比容量分别为108.5 mAh/g、104.7mAh/g、97.3mAh/g、86.5 mAh/g和70.7 mAh/g,以电解二氧化锰为原料制备的LiMn2O4放电比容量则分别为106.1 mAh/g、103.4mAh/g、99.1mAh/g、89.2mAh/g和75.5mAh/g。两种原料制备的LiMn2O4在不同倍率下的比容量和充放电循环性能差别不大,采用重质化学二氧化锰制备的锰酸锂电化学性质可以达到或超过采用电解二氧化锰制备的锰酸锂。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备及电化学性能研究

以Li3PO4和Fe（3PO4）.28H2O为原料,采用固相法成功制备了锂离子电池正极材料LiFePO4,并讨论了Li3PO4用量对材料的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和充放电测试等手段对最终产物的物相、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,按计量比制备的LiFePO4样品具有较好的电化学性能,以0.1、0.5、1和5 C（1C=150 mA/g）的倍率进行充放电,首次放电比容量分别为135.6、123.8、116.2和56.5 mAh/g。磷酸锂过量8%制备的样品具有较好的高倍率性能,5C时放电比容量为80.3 mAh/g;而磷酸锂过量30%的样品则具有很好的小倍率放电比容量,0.1C时放电比容量为151.1 mAh/g。     

一步固相法合成Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正极材料的工艺优化

以球形前驱体Ni0.13Co0.13Mn0.54(OH)0.8以及Li2CO3为原料,用正交实验方法优化一步固相法制备Li1.2Ni0.133Co0.133Mn0.534O2正极材料的合成工艺,考察焙烧温度、焙烧时间以及锂盐过量分数等因素对材料电化学性能的影响,得到最佳工艺组合:焙烧温度850℃;焙烧时间18 h;锂盐过量分数2%。按最佳工艺合成的样品0.2 C、1 C首次放电容量分别为262.6 mAh/g和234.6mAh/g,且表现出良好的循环稳定性。     

V2O5/Graphene复合电极材料的制备与储锂性能

采用简便的溶胶凝胶法制备了V2O5/石墨烯复合电极材料。利用SEM、XRD、Raman和TGA表征了样品的微观结构,以V2O5/石墨烯复合材料和Li4Ti5O12分别作为正极和负极组装了V2O5/石墨烯 // Li4Ti5O12全电池。结果表明,该复合电极材料是含有0.55%（质量分数）石墨烯的片状正交相V2O5。电化学测试表明,与未复合石墨烯的纯V2O5样品相比,V2O5/石墨烯复合材料具有更高的储锂活性和优异的大电流放电性能。在200 mA/g的电流密度下,V2O5/石墨烯复合材料和纯V2O5样品的放电比容量分别为283 mAh/g和253 mAh/g;当电流密度增加到5 A/g时,V2O5/石墨烯复合材料依然保持有150 mAh/g的放电比容量,而纯V2O5样品的放电比容量仅为114 mAh/g;V2O5/石墨烯和纯V2O5电极的电荷传递电阻分别为142 Ω和293 Ω。V2O5/石墨烯 // Li4Ti5O12全电池测试结果表明,在1.0 ~2.5 V电压范围内,循环初期全电池正极材料的放电比容量从110 mAh/g衰减到96 mAh/g,随后又出现上升,循环100次后正极材料的放电比容量稳定在102 mAh/g,库伦效率接近100%,这表明该V2O5/石墨烯复合电极材料是一种非常有应用前景的锂离子电池电极活性材料。     

ZnF2包覆对锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的性能影响

本文用溶胶凝胶法制备了LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,然后用ZnF2对其进行表面包覆。XRD测试表明,包覆处理没有影响材料的晶体结构,EDS、SEM和TEM测试表明,2wt%ZnF2在LiNi0.5Mn1.5O4表面形成了约7 nm厚的均匀包覆层。对未包覆、1wt%、2wt%、3wt%包覆后的材料进行电化学性能测试对比,发现包覆后都能减弱电解液与基体间的相互作用,较大地稳定电极表面,提高了材料的电化学性能。其中,2wt%ZnF2包覆样品表现出最佳的电化学性能,0.2 C倍率下循环200圈后,其放电比容量维持在109 mAh/g,容量保持率为79.7%;在10 C时,放电比容量依然高达102.1 mAh/g;5 C高倍率下循环500圈后,放电比容量维持在94.2 mAh/g,容量保持率为85.6%。     

焙烧条件对纳/微结构LiFePO4/C性能的影响

以FePO_4·2H_2O、LiOH·H_2O、淀粉为原料,采用湿法球磨-喷雾干燥-碳热还原法制备出纳/微结构LiFePO_4/C复合材料,通过XRD、SEM测定了LiFePO_4/C复合材料的形态结构,考察了焙烧温度、焙烧时间对纳/微结构LiFePO_4/C形态和电化学性能的影响。结果表明:最佳的焙烧温度为650℃、焙烧时间为8.5 h,该条件下所得的LiFePO_4/C复合材料10 C放电比容量为123.0 mA·h/g,100次循环后放电比容量的保持率接近100%。     

Li4Ti5O12@C复合材料的制备及其性质研究

本文以葡萄糖为碳源,采用原位复合法制备锂离子电池复合负极材料Li4Ti5O12@C,同时探讨了不同碳包覆量对Li4Ti5O12的影响。通过X-射线衍射和扫描电子显微镜对合成出的材料结构及表面形貌进行表征,采用恒电流充放电和电化学阻抗等技术对其进行电化学性能测试。结果表明：碳包覆量为3 %的Li4Ti5O12颗粒均匀且电化学性能最好。在0.5 C下,首次放电比容量为185.9 mAh/g,循环50次后,其放电比容量仍为161.5 mAh/g。在2.0 C下,首次放电比容量为99.9 mAh/g,材料表现出优良的电化学性能。     

碳掺杂改善LiFePO4电化学性能

采用葡萄糖为碳源,通过固相合成法制备了掺碳的LiFePO4正极材料,并对样品的性能进行了研究分析.结果表明,少量的碳掺杂并未改变LiFePO4的晶体结构但显著改善了其电化学性能,LiFePO4/C样品的粒度较小粒径分布均匀,0.1 C首次放电比容量为141.9 mAh/g,循环50次后容量下降11.2 mAh/g,以1 C倍率首次放电比容量为126.5 mAh/g,循环50次后容量保持率为87.2%.     

固液结合-碳热还原法制备LiFePO4/C材料的研究

介绍用工艺较简单的固液结合-碳热还原法制备橄榄石结构的LiFePO<,4>/C锂离子电池复合正极材料,讨论了不同的烧结温度和烧结时间等条件对材料电化学性能的影响.研究表明,该材料在焙烧温度为700℃,焙烧时间>6 h的条件下进行充放电测试,0.25 C倍率下放电容量为145.8 mAh/g,6 C倍率下放电容量仍有11...     

Li_2FeSiO_4/C复合材料的制备及电化学性能

以CH3COOLi、FeC2O4、纳米SiO2为原料,葡萄糖为碳源,超导碳为微波耦合剂,采用微波加热法合成了Li2FeSiO4/C材料。考察了不同微波时间对材料室温下电化学性能的影响,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线能谱对样品的晶型结构、表面形貌和组成进行表征分析。结果表明,微波合成法可以快速制备Li2FeSiO4/C材料,微波时间16min所得样品具有最好的电化学性能。室温下以C/16倍率进行充放电测试,放电容量为111.5mA·h/g;以0.2C进行充放电循环,首次放电容量为96.7mA·h/g,19次循环后容量仍有95.2mA·h/g。     

PEG为碳源碳热法合成LiFePO_4/C的改性研究

以FePO4和Li2CO3为原料,以PEG为碳源,采用碳热还原法制备LiFePO4/C复合正极材料。利用XRD、SEM对所得样品的晶体结构和表面形貌进行表征。采用恒流充放电循环测试考察样品的电化学性能。首先研究了不同PEG掺入量对材料结构和电化学性能的影响,发现加入PEG后仍得到结晶完好的LiFePO4晶体,PEG的加入并没有影响LiFePO4的晶体结构。随着PEG掺入量的增加,材料的放电容量先增大后减小;当PEG掺入量为1 mol时,样品的电化学容量最高,0.2C倍率下可达155.9mAh/g。当锂源用量过量4%时,材料的电化学性能最好,其0.2C、1.0C和5.0C时的放电比容量可分别达156.6、143.5和110.3mAh/g,且表现出良好的循环稳定性。     

改进固相法优化合成碳包覆磷酸亚铁锂正极材料

锂铁比、葡萄糖加入量、焙烧温度、焙烧时间是影响LiFePO4正极材料电化学性能的4个重要因素。本文使用改进的固相法设计出一个四因素三水平的正交实验,对LiFePO4/C正极材料进行了优化合成,探讨了其优化合成条件,并合成出具有优良电化学性能的LiFePO4/C正极材料。使用XRD、SEM对合成产物进行结构分析;使用循环伏安、交流阻抗、放电比容量等对正极材料的电化学性能进行分析。此方法不使用球磨机,有利于工业化生产。室温下0.2 C倍率首次放电比容量为133.2 mAh/g,1.0 C倍率容量为112.5 mAh/g;30次循环活化后,0.2 C倍率容量稳定保持在133.1 mAh/g左右,1.0 C倍率容量则下降至106.8 mAh/g。     

热处理温度对半固相碳热还原法制备LiFeP04/C的影响

以Fe2O3为铁源,以柠檬酸为碳源和还原剂,采用半固相碳热还原法制备LiFePO4/C,利用XRD和SEM研究反应温度对LiFePO4/C样品的晶型结构、粒度和形貌的影响,结果表明采用该法制备的样品均为橄榄石结构的LiFePO4,残留碳以无定型形态存在。在800℃下制备的样品电化学性能最好,0.1C倍率下放电比容量可达151.1mAh.g-1,循环稳定性良好,其碳含量为7.25%,振实密度为1.23g/cm3。     

改进的共沉淀-微波法合成正极材料LiFePO_4/C

采用改进的共沉淀-微波法,利用自制加料装甓合成了橄榄石型LiFePO_4/C复合正极材料.应用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)以及恒电流充放电测试等方法对目标材料进行了结构表征和电化学性能测试.实验结果表明微波烧结8 min的样品具有单一的橄榄石型晶体结构和较好的电化学性能,0.2 C倍率下充放电测试表明,其首次放电比容量158.09 mAh/g,20次循环后,容量没有明显衰减.0.5、1、2C倍率下的平均放电容量分别为135.42、98.40、83.79 mAh/g,循环过程中样品表现出较好的循环稳定性.     

锰酸锂/碳纳米管复合电极的电化学特性

以多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanombes,MWCNTs)作为正极材料导电剂制备了LiMn2O4/MWCNTs复合电极.扫描电镜照片显示:MWCNTs形成三维网状结构并且均匀的分散在LiMn2O4活性颗粒之间.以1 C倍率进行充放电测试,质量分数分别为2%,5%和8%MWCNTs的正极材料首次放电容量为分别为96.0,105.5 mAh/g和114.8mAh/g.质量比为5%的乙炔黑(acetylene black,AB)电极放电容量为98.0mAh/g,说明MWCNTs能有效提高电极材料的电子电导率以及活性物质的利用率.交流阻抗测试结果表明:电极过程中电荷传递电阻随MWCNTs含量的增加而减小,并由此计算得出相同导电剂含量的LiMn2O4/MWCNTs和LiMn2O4/AB复合电极的电荷传递活化能为27.5kJ/mol和32.3kJ/mol.     

共沉淀-微波法不同碳源制备LiFePO4/C材料的电化学性能研究

分别以炭黑、葡萄糖、蔗糖为碳源,采用共沉淀-微波法制备出LiFePO4/C.其中以蔗糖为碳源制备的材料电化学性能最佳,首次放电容量为121.53 mAh/g,经过21周的循环后,放电容量为113.8 mAh/g,其容量保持率为93.6％.     

水系镁离子电池正极材料MgMn2O4的制备

采用溶胶-凝胶法制备得到了主相为四方结构的MgMn2O4。研究了煅烧温度对产物的相演化和表面形貌的影响,比较了电化学循环稳定性。结果表明,550℃烧结得到了表面呈现多孔通道和孔洞的MgMn2O4 (MMO550),在40 mA/g电流密度下,最大放电比容量为54.0 mAh/g; 与碳纳米管于400℃复合2 h后,CNT形成的导电网格有效地将MgMn2O4颗粒连接起来,得到MMO/CNT样品的首次放电比容量可达118.0 mAh/g,是未复合MMO550最大放电比容量的2.2倍,循环30周后容量保持在88.1 mAh/g。     

LiFePO_(3.92)F_(0.08)C的合成、表征和电化学性能

采用两步固相法反应制备LiFePO4/C和LiFePO3.92F0.08/C。采用XRD对样品的结构进行分析。结果表明LiFePO3.92F0.08/C仍然具有橄榄石结构,但是相比于未掺杂的磷酸铁锂其具有更好的倍率性能和循环性能。LiFePO3.92F0.08/C在不同倍率下的放电比容量分别为141.7mAh/g(0.2 C)、113.2 mAh/g(1 C)、70.4 mAh/g(10 C)。尤其是在1 C倍率下循环30圈后,放电比容量仍达115.6 mAh/g。研究显示,F掺杂能够提高电子电导率进而显著改善其电化学性能。     

共沉淀法制备球形LiFePO4及其电化学性能的研究

以H3PO4、FeSO4·7H2O和LiOH·H2O为原料采用共沉淀法制备了球形锂离子电池正极材料LiFePO4，并通过掺碳提高其电导率。利用X射线多晶体衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构、表观形貌进行分析。结果表明，制备的LiFePO4为规则圆球形，粒径0.5斗μm，电导率大于10^-2数量级，具有3.3～3.4V左右的放电电压平台。0.5℃倍率下放电，共沉淀法合成样品首次放电容量为140.2mAh/g；循环15次后放电比容量为139.5mAh/g。