化成充电SOC对软包磷酸铁锂电池性能的影响

在锂离子电池生产制造中,化成是最重要的工序之一.化成工艺决定了电池内部固态电解质膜的质量,进而影响到电池各项终端性能.然而,电池化成后充电到多少荷电状态(SOC)性能最佳,一直未能有较为统一的结论.本文通过实验研究了不同化成充电SOC对软包磷酸铁锂锂离子电池的容量、首次库伦效率、高低温放电性能、倍率充放电性能、循环性能...     

锂离子电池放电截至电压对循环容量衰减影响

测试循环放电截至电压在2.70～3.20 V电压范围内的锂离子电池容量衰减,界定了比较合理的放电截至电压窗口为≥2.85 V。把完成1000次循环后的电池进行拆解,用其正极极片和负极极片分别制作了扣式半电池及极片样品,对扣式半电池进行克容量测试和循环伏安(CV)测试可逆性,对极片涂层材料进行ICP,SEM,EDS,XRD,Raman等形貌、结构、组分分析,发现影响电池循环容量衰减的主要因素是正极材料钴酸锂的活性锂离子在负极端的持续损失,表现为钴酸锂生成不可逆的CoO和Co₃O₄所致。钴酸锂损失的活性锂离子一部分用于修复负极表面的SEI膜变成死锂;一部分沉积在涂层颗粒间隙或石墨晶格层间中,没有再脱出嵌回钴酸锂发挥容量。     

重铬酸钾容量法测定电池用磷酸铁中铁含量

在制定电池用磷酸铁行业标准的过程中,参照企业标准和部分方法标准,采用重铬酸钾容量法对电池用磷酸铁中铁含量进行测定。分别采用甲基橙作氧化还原预处理指示剂和三氯化钛作还原剂进行对比试验,实验结果表明,采用三氯化钛还原三价铁的方法比甲基橙方法具有更高的准确度和精密度。     

铝箔表面改性方式对磷酸铁锂电池的影响

针对铝箔表面改性要求,对铝箔表面进行烘烤、电晕和涂碳处理,并制作6 Ah软包磷酸铁锂电池。通过铝箔表面粗糙度、极片辊压附着力、电化学阻抗、存储、循环等测试,评估表面改性方式对铝箔、极片及电池性能的影响。结果表明,铝箔经过电晕处理后,表面粗糙度增加了41%,极片附着力是原来的3.166倍。铝箔经电晕+涂碳处理后,电池阻抗少了一道铝箔与活性物质间的容抗弧,电池交流内阻降低至5.59 mΩ,并提升了电池内阻一致性。铝箔经电晕和涂碳处理均能提升电池大电流放电性能,降低极化,提升放电平台,但相比电晕处理,涂碳处理效果更显著。同时,涂覆的碳对高温循环改善明显。     

前驱体二水磷酸铁对磷酸铁锂电化学性能的影响

以钛白生产副产物七水硫酸亚铁为铁源,工业磷酸二氢铵为磷源,双氧水为氧化剂,采用共沉淀法合成了不同粒径和形貌的二水磷酸铁,并以此为前驱体,通过碳热还原法制备了粒径不同的LiFePO₄/C正极材料。经过对样品进行X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）以及恒电流充放电测试,研究了二水磷酸铁及LiFePO₄/C的结构、形貌以及电化学性能。结果表明,以较细的二水磷酸铁为铁源,制备得到的LiFePO₄/C颗粒较细,且具有更优异的电化学性能。0.1、0.5、1、2、5、10 C放电比容量分别为154、148、144、140、130、120 mA·h/g。     

电池级磷酸铁的制备及性能

以铁粉和H₃PO₄为原料,采用沉淀法制备了FePO₄,并研究了反应温度、反应时间、过氧化氢加入量对FePO₄性能的影响。利用X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、TG/DTA和电感耦合等离子体发射光谱仪等对制备的磷酸铁形貌、晶体结构与化学成分进行了表征。实验结果表明,磷酸铁制备过程的最佳实验条件为：反应温度70℃,反应时间1h,H₂O₂过量10%滴加时间60min。在最佳条件下制备的磷酸铁粒径为1~4μm,结晶度好,纯度高。样品中铁的质量分数为36.37%,磷的质量分数为20.86%,铁磷物质的量比为0.97,均可达到电池级磷酸铁的标准,完全可以满足磷酸铁锂正极材料前体的要求。     

锂离子电池铁氧化物负极材料的研究进展

铁氧化物负极材料具有较高的储锂容量和较低的电压平台,是最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一,而且铁氧化物负极材料具有合成方法简单、对环境友好等特点,受到研究者的关注。本文介绍了铁氧化物负极材料在锂离子电池中的应用以及最新进展情况,总结了铁氧化物材料的不同制备方法,重点分析了不同铁氧化物负极材料在电化学性能方面表现出的差异,展望了铁氧化物负极材料电化学性能的研究趋势。     

废旧磷酸铁锂电池正极材料回收研究进展

为了满足人类对可持续能源和高质量生活不断增长的需求,锂离子电池（Lithium ion battery）的数量正在稳步增加。由此产生的大量LIB废弃物如果不加以妥善处理,将会带来安全隐患,由于具有有毒物质,其本身的毒性会严重危害环境。此外,电池大规模生产的背后是许多稀缺的贵金属资源的消耗。鉴于严重的环境、资源、安全和回收问题,回收废旧LIB已经成为实现社会可持续发展的一个必不可少的迫切需要。本文主要综述了国内外近几年废旧磷酸铁锂电池正极材料回收利用研究最新技术,主要为正极材料回收金属元素技术方法。结合环保、自动化、经济、效率和质量方向给予评价。     

制备条件对磷酸铁锂电化学性能的影响

采用辅助微波加热的方法,制得了粒子较细、粒径分布窄的LiFePO4/C化合物。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对所得样品的晶体结构、表面形貌和粒径分布进行了分析研究。试验表明,采用该反应方法有利于控制产物的形貌和粒径。用LiFePO4/C作正极材料进行了电池的充放电和循环伏安测试,结果显示,材料中锂离子的充放电平台相对锂电极电位为3.5 V左右,首次放电量为151 mA.h/g,表现出了良好的循环性能和高倍率性能。     

磷酸铁锂锂离子电池正极材料的研究

锂离子电池是绿色高能可充电池，具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等突出优点。本文从磷酸铁锂的结构与性能、材料的制备方法、改性、粒径控制等几方面综述了近年来对橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO4）锂离子电池正极材料的研究进展。材料的粒度大小及其分布、离子和电子的传导能力对产品的电化学性能影响很大。在制备时，采用惰性气氛、掺杂导电材料和控制晶粒生长制备粉体是获得性能优良的LiFePO4的有效方法。     

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展

磷酸铁锂正极材料因其优良的电化学性能,被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。但由于其导电率低和锂离子扩散速率慢等问题,一直制约其发展。本文阐述了磷酸铁锂的晶体结构、充放电原理以及电化学反应模型,回顾了近年来国内外对于改善磷酸铁锂的电化学性能所进行的研究,重点介绍了离子掺杂、碳包覆以及材料纳米化等改性方法对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响以及目前仍然存在的问题,最后展望了该领域的发展趋势,指出继续进行深入的理论研究和进行工艺改进将是今后重点的研究方向。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

从LiFePO4的结构出发,分析了该材料所特有的优越性能以及存在的缺陷,阐述了物理掺杂和体相掺杂两类改性方法的特点和取得的成效。在此基础上,介绍了高温固相法、共沉淀法等方法合成LiFePO4的最新研究进展,探讨了各种制备方法的优缺点,并简要评述了LiFePO4未来发展的前景以及为使该材料走向实用化应注重的研究方向。     

正极材料LiFePO4/C掺杂改性的研究进展

LiFePO₄/C具有高温稳定性好、价格低廉、循环性能良好、环保等性能,是一种具有发展潜力的锂离子动力电池正极材料之一,因此在锂离子电池行业备受关注。但由于其电子电导率低以及锂离子扩散速率慢等缺点制约其发展。介绍了磷酸铁锂的结构、性能、充放电原理和掺杂机理,尤其对近年来LiFePO₄/C材料的掺杂改性研究进行了综述。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的改性研究进展

橄榄石型结构的磷酸亚铁锂( LiFePO4)作为备受关注的锂离子电池正极材料,可望成为新一代首选的可代替钴酸锂的锂离子二次电池正极材料.详细地叙述了近年来国内外对LiFePO4改性所做的研究,着重介绍了导电剂掺杂包覆、金属离子掺杂和合成方法对LiFePO4电化学性能的影响,以及这些改性方法存在的问题.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

LiFePO4作为新一代首选的正极材料,具有材料来源广泛、价格便宜、热稳定性好、比能量高、无吸湿性、对环境友好等优点。笔者综述了LiFePO4的结构特征、充放电机理、合成方法及改性研究。     

Effect of complexing agents on the electrochemical performance of LiFePO4/C prepared by sol-gel method

ABSTRACT: LiFePO4/C is synthesized via sol-gel method using Fe3+ as iron sources and different complexing agents, followed by sintering at high temperature for crystallization. The amount of carbon in these composites is less than 6.8 wt.%, and the X-ray diffraction experiment confirms that all samples are pure single phase indexed with the orthorhombic Pnma space group. The particle size of the LiFePO4/C synthesized by acetic acid as a complexing agent is very fine with a size of 200 nm. The electrochemical performance of this material, including reversible capacity, cycle number, and charge-discharge characteristics, is better than those of LiFePO4/C synthesized by other complexing agents. The cell of this sample can deliver a discharge capacity of 161.1 mAh g-1 at the first cycle. After 30 cycles, the capacity decreases to 157.5 mAh g-1, and the capacity fading rate is 2.2%. The mechanism is studied to explain the effect of a complexing agent on the synthesis of LiFePO4/C by sol-gel method. The results show that the complexing agent with a low stability constant may be proper for the synthetic process of LiFePO4/C via sol-gel method.     

掺杂元素对锂离子电池正极材料LiFePO4的影响

为提高锂离子电池正极材料LiFePO4的充放电性能,用Mg,Al,V和Ti对LiFePO4进行掺杂。研究了掺杂元素的种类和用量对LiFePO4性能和结构的影响。可用高温固相反应制备单相LiMxFe1-xPO4 (M=Mg,Al,V和Ti)。在LiMxFe1-xPO4 材料中,LiV0. 05Fe0. 95PO4具有比LiFePO4更好的电化学性能,用80mA/g的电流进行充放电时,第二次放电比容量为130. 429mA·h/g,循环20次后为131. 196mA·h/g。     

Lithium iron phosphate/carbon nanocomposite film cathodes for high energy lithium ion batteries

This paper reports sol–gel derived nanostructured LiFePO₄/carbon nanocomposite film cathodes exhibiting enhanced electrochemical properties and cyclic stabilities. LiFePO₄/carbon films were obtained by spreading sol on Pt coated Si wafer followed by ambient drying overnight and annealing/pyrolysis at elevated temperature in nitrogen. Uniform and crack-free LiFePO₄/carbon nanocomposite films were readily obtained and showed olivine phase as determined by means of X-Ray Diffractometry. The electrochemical characterization revealed that, at a current density of 200 mA/g (1.2 C), the nanocomposite film cathodes demonstrated an initial lithium-ion intercalation capacity of 312 mAh/g, and 218 mAh/g after 20 cycles, exceeding the theoretical storage capacity of conventional LiFePO₄ electrode. Such enhanced Li-ion intercalation performance could be attributed to the nanocomposite structure with fine crystallite size below 20 nm as well as the poor crystallinity which provides a partially open structure allowing easy mass transport and volume change associated with Li-ion intercalation. Moreover the surface defect introduced by carbon nanocoating could also effectively facilitate the charge transfer and phase transitions.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的电化学性能改进

引言 随着社会的进步,人们对化学电源提出了高能量、长寿命、低成本、低环境污染的要求.虽然锂离子蓄电池目前已经实现了商品化,但正极嵌锂材料结构与性能的研究,以及如何提高容量和降低成本是锂离子蓄电池进一步被开发和应用的关键.