二步煅烧法制备高振实密度钛酸锂负极材料

以Li2CO3和纳米TiO2为原料,通过二步煅烧固相反应法制备Li4Ti5O12负极材料。研究前驱体球磨以及球磨时间对合成Li4Ti5O12样品振实密度和电化学性能的影响。借助XRD、SEM、振实密度仪和充放电测试仪、电化学综合测试仪表征Li4Ti5O12材料的物理性能和电化学性能。结果表明:球磨工艺能够提高Li4Ti5O12的纯度,并有效提高其振实密度和电化学性能;球磨时间为2 h时,所得材料的振实密度达1.70 g/cm3,0.1C首次放电比容量为174 mA.h/g,5C放电比容量达124.2 mA.h/g。     

溶胶-凝胶法制备球形Li_4Ti_5O_(12)及其电化学性能研究

为提高Li4Ti5O12材料的振实密度,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂,通过溶胶-凝胶法合成了球形Li4Ti5O12材料。利用TGA/DSC、XRD、SEM、CV和恒流充放电仪对材料的结构、形貌和电化学性能进行测试。结果表明,在800℃热处理12 h所得样品为单一的尖晶石晶体结构,结晶度较高,颗粒基本呈规则球形、流动性较好,粒径分布均匀,并表现出较好的电化学性能,振实密度达1.86 g/m L。在室温下以0.1 C充放电时,其首次放电比容量为173.19 m Ah/g,50次充放电循环后其放电比容量保持率为97.4%。     

石墨烯/钛酸锂复合材料制备研究

采用易于工业化的固相法合成Li4Ti5O12以及Hummers法制备氧化石墨烯,并以N2H4·H2O为还原剂制备石墨烯材料,在此基础上高能球磨合成Li4Ti5O12/Grephene复合材料。借助X射线衍射、扫描电镜、能谱分析对合成的样品进行结构和形貌表征,并采用恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等测试方法检测其电化学性能。充放电结果表明:复合前后材料形貌不发生变化,石墨烯均匀地附着在Li4Ti5O12表面。由于石墨烯具有良好的导电性,材料的倍率性能得到大幅提高。在充放电倍率为20 C时,复合材料的比容量约为120.2 m Ah·g-1,而纯相钛酸锂的比容量只有61mAh·g-1。     

Li[Li0.2Ni0.15Mn0.55Co0.1-xCrx]O2-yCly富锂正极材料的合成及电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成富锂正极材料,900℃煅烧12 h得到产物Li[Li0.2Ni0.15Mn0.55Co0.1-xCrx]O2-yCly。X射线衍射光谱(XRD)测试表明,材料均具有层状α-NaFeO2结构;扫描电镜(SEM)观察材料颗粒均匀,粒径达到纳米范围;充放电测试显示,Cl-、Cr3+共掺材料在2~4.8 V电压范围及0.1 C倍率下,20℃时,首次放电比容量达到239.8 mAh·g-1,首次库伦效率为81.2%;55℃时,首次放电比容量和首次库伦效率分别为308.3 mAh·g-1和92.7%。并且40个循环之后在1 C倍率下,材料在20和55℃时放电比容量仍分别达到173.5和207.7 mAh·g-1。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的制备及电化学性能

采用嵌段聚合物型表面活性剂P123作为结构导向剂,利用溶胶-凝胶方法制备出纳米TiO2作为合成Li4Ti5O12锂离子电池负极材料的原料之一.然后采用湿法球磨辅助的固相反应合成方法,以丙酮作为球磨介质,制备出Li4Ti5O12锂离子电池负极材科,并对所制备的Li4Ti5O12电极材料进行扫描电镜SEM、透射电镜TEM、粉末X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)以及循环性能测试.电化学性能测试表明所制各出的锂离子电池负极材料Li4Ti5O12具有较高的放电比容量和优异的循环性能.在电流密度为16 mA/g时首次放电比容量为155 mAh/g,首次库仑效率为98.3%.300次循环结束时放电比容量仍可达150.8 mAh/g,约为首次放电比容量的97.3%,300次循环容量仅衰减了2.7%.     

低温碳热还原法合成Li3V2（PO4）3及其电化学性能

利用V2O5-nH2O湿凝胶,LiOH.H2O、NH4H2PO4和C为原料,通过低温碳热还原法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3.考察了不同合成温度、时间对产物晶形结构、形貌和电化学性能的影响.结果表明,当合成温度和时间分别为550℃和12 h时,所合成的Lj3V2(PO4)3样品属于纯的单斜晶系,且颗粒分布均匀.该样品以O.2 C充放电,首次放电容量为130 mAh.g-1,循环30次后容量为124 mAh.g-1.     

原位聚合法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12-PAn及其电化学性质

以醋酸锂和钛酸四丁酯为原料,以乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12;以苯胺、过硫酸铵为原料,以盐酸为溶剂,采用原位聚合法合成Li4Ti5O12-聚苯胺复合材料.采用X射线衍射、红外光谱和电化学测试等对复合材料进行了表征.结果表明,聚苯胺的加入明显提高了Li4Ti5O12的电子导电性能,Li4Ti5O12-PAn复合材料具有比Li4Ti5O12更好的高倍率性能和循环稳定性.0.1C和2.0C放电时Li4Ti5O12-PAn的放电容量分别达到了191.3和148.9 mA·h/g,经80次循环后二者平均每次循环容量衰减率分别为0.13%和0.61%.     

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%。     

高能球磨辅助固相法制备Zr掺杂的钛酸锂

采用改进的高温固相法合成Zr4+掺杂的Li4Ti5O12,研究了原位包覆技术、高能球磨和金属元素掺杂对其晶型、相结构、颗粒形貌以及电化学性能的影响。结果表明:改进后的高温固相法能有效阻止颗粒团聚、提升颗粒的均匀分散度;Zr4+掺杂能降低电极极化、提升锂离子扩散系数,从而改善电化学性能。所得Li4Ti4.95Zr0.05O12在0.5 C倍率下首次放电比容量达176 mAh·g-1,在40 C高倍率下仍达52 mAh·g-1。另探讨了不同离子半径的Zr4+和Ce4+对掺杂效果的影响,结果表明较小离子半径的元素掺杂效果较好。     

Li2MnSiO4/C复合正极材料的合成及电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成了Li2MnSiO4/C复合正极材料,并用TG-DTA,XRD和电化学性能测试对材料进行了表征.前驱体的TG-DTA曲线表明,合成Li2MnSiO4时烧结温度应高于500℃.XRD测试表明Li2MnSiO4具有正交结构,对应Pmn21空间群.将Li2MnSiO4/C组装成扣式电池进行电化学测试的结果表明,600℃烧结10h所得样品性能最好,首次放电比容量达到124.2mAh·g-1,为理论比容量的74.5%;循环30次后放电比容量为71.5mAh·g-1.     

钛酸锂表面碳包覆改性研究进展

尖晶石结构的Li4Ti5O12由于电压平台平稳、循环寿命长、"零应变"和安全性高等优点,成为锂离子电池的热门负极材料。然而纯Li4Ti5O12本身为绝缘体,导电性很差,倍率性能不佳,这限制了它的实际应用。研究表明,对Li4Ti5O12表面进行碳包覆可以有效改善其电化学性能。结合最近国内外研究情况,综述了表面碳包覆对Li4Ti5O12负极材料改性的研究进展,分析了不同的碳包覆方法、碳层厚度、碳结构和碳含量对Li4Ti5O12/C复合材料电化学性能的影响,希望促进Li4Ti5O12/C复合电极材料在锂离子电池领域的应用。     

锂离子电池极材料钽掺杂钛酸锂的制备及电化学性能

通过固相合成制备了钽掺杂材料Li4Ti4.95Ta0.05O12。通过XRD和SEM来表征Li4Ti4.95Ta0.05O12的结构和形貌。钽掺杂并没有改变本体材料的结构和形貌,而且显著提高了材料的循环性能和倍率性能。Li4Ti4.95Ta0.05O12在10C和30C倍率时的放电容量分别是116.1mA.h/g和91.0mA.h/g。Ta掺杂取代了Li4Ti5O12中的Ti的位置,产生了Ti4＋/Ti3＋混合价态,从而提高了钛酸锂的电导率。故具有优异的高倍率性能,是一种优异的锂离子电池负极材料。.     

Electrochemical Performance of Li4Ti5O12 Synthesized by a PVP Combustion Assisted Sol-gel Method

Li4Ti5O12 samples were synthesized via a PVP (polyvinylpyrrolidone) assisted gel-combustion method by varying the calcination temperature. The effect of different roasting temperatures on the structure, the morphology, and the electrochemical performance of the Li4Ti5O12 material was analyzed. The cycle performance, the structure and the morphology of the prepared material were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and charge/discharge test system. The results show that the Li4Ti5O12 powder has a single-phase spinel structure with uniform particles size. The average particle size is 500 nm. The Li4Ti5O12 material synthesized at 800 oC for 8 h possesses excellent performance, and its first discharge capacity is 167.4 mAh/g     

Synthesis and electrochemical properties of nanocrystalline Li[Li1／3Ti5／3O4] by complex sol-gel method

1　INTRODUCTIONSpinelLi[Li1/3Ti5/3O4 ]isaveryattractiveelec trodematerialforitsexcellentcyclelifeandpromisingchargingrateinrechargeableenergystoragecells .Duringelectrochemicalreactionsconsistingofelectronandlithiumioninsertionintoorextractionfromit,itslatticeconstantchangesveryslightly ,soitiscon sidereda“zero strain”insertioncompound[13] .Thismaterialwassuccessfullyusedasanodecoupledwithhighpotentialcathodematerials (LiMn2 O4 ,LiCoO2oractivecarbonfiber)toprovideacellorhybridsu perc…     

Heat treatment effect on electrochemical properties of spinel Li4Ti5O12

Anode material Li4Ti5O12 was prepared at 800℃ by a solid-state reaction, followed by heat-treatment at 600℃ for different times （0, 2, 8, and 12 h）. The effects of heat-treatment time on the particle morphology, rate-capability, and electrode kinetic process of the Li4Ti5O12 electrode, and on the lithium ion diffusion coefficient inside the Li4Ti5O12 electrode were investigated. Proper heat treatment could smoothen the particle surface of Li4Ti5O12 particles and increase the rate-capability of the electrode. Overlong heat treatment might cause particle aggregation and hence result in a poor electrode kinetic process. A sample with 8 h of heat treatment showed the best rate-capability and the lowest electrode reaction resistance. Heat treatment for 2-8 h does not significantly change the lithium ion diffusion coefficient inside the Li4Ti5O12 electrode, whereas, 12-h treatment results in a lower lithium ion diffusion coefficient.     

水热法制备Li_4Ti_5O_（12）负极材料及其电化学性能

以钛酸四丁酯和乙酸锂为原料,水热法制备前驱体,再经过短时间的高温煅烧制备Li4Ti5O12负极材料。利用XRD、SEM和恒电流充放电方法分别测定材料的结构、形貌以及材料的电化学性能。结果表明：制备出的产物Li4Ti5O12颗粒具有尖晶石型结构,其中800°C、6h烧结出的样品具有约800nm的粒径,并表现出优良的电化学性能,0.1C和5C首次放电容量分别达到158.7（mA.h）/g和109.3（mA.h）/g,不同倍率下循环20次容量保持率较好。     

Li4Ti5O12/TiN复合材料的制备及电化学性能

以尿素为氮源,采用高温热处理方法在Li4Ti5O12表面自生长一层纳米尺寸厚度的TiN导电包覆膜。利用DSC-TG、Raman、TEM、FT-IR、XRD及恒流充放电等测试手段,研究热处理工艺对材料结构、形貌及电化学性能的影响。结果表明:使用适中的尿素原料含量可以获得均匀连续、厚度适中的TiN导电膜,较高的热处理温度有利于促进TiN的生成,而较短的热处理时间可以保持材料物相的纯净和较高结晶度。在尿素含量10%(质量分数)、热处理温度800℃、热处理时间20 min的工艺条件下,所制备的复合材料的容量和倍率性能最优,0.2C和3C初始放电比容量分别达到162.4和130.2 mA.h/g。