锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及其改性

采用共沉淀法合成了锂离子正极材料LiFePO4,考察了不同合成条件对材料结构及性能的影响.研究结果表明:通过碳包覆改性后,LiFePO4的容量可明显提高,SiO2的掺杂对LiFePO4的结构没有影响.同时讨论了上述两种改性方法对材料性能的影响机制.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究新进展

磷酸铁锂（LiFePO4）具有价格低廉、对环境友好、热稳定性高、比容量大等优点,成为目前锂离子电池正极材料的研究热点。对LiFePO4的制备方法和改性研究进行了综述,介绍了一些常用的表征方法。     

LiFePO4的合成与改性研究进展

随着能源的需求,锂离子电池受到了广泛重视。橄榄石结构的LiFePO4由于比容量高、热稳定性好、成本低、无污染等优点,成为一类最具发展前景的锂离子电池正极材料。从材料制备和改性等方面综述了近年来国内外合成LiFePO4及其掺杂改性的研究状况,包括高温固相法、碳热还原法、溶胶-凝胶法、水热法、碳包覆法、金属离子掺杂法及粒径尺寸控制等技术,并阐述了各自的特点。     

La2O3对LiFePO4正极材料的修饰改性研究

采用碳热还原法合成橄榄石型LiFePO4正极材料,并用溶胶-凝胶法在其表面修饰La2O3颗粒。通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）等方法对表面修饰前后的LiFePO4进行表征,分析了表面修饰前后LiFePO4物理性质的变化,并进行了恒流充放电测试和循环伏安测试,研究了表面修饰对LiFePO4电化学性能的影响。结果表明,La2O3表面修饰没有改变LiFePO4材料的晶体结构,LiFePO4材料经La2O3修饰后,其电化学性能显著改善。     

Mg2+掺杂的LiFePO4材料的共沉淀合成与表征

提出了一种采用共沉淀法合成镁掺杂的锂离子正极材料LiFePO4的新方法,研究了合成条件,采用XRD,SEM,循环伏安测定,电化学阻抗谱分析,以及充放电测试对合成的材料作了表征分析．结果表明,采用共沉淀合成方法可以获得性能良好的LiFePO4;Mg^2＋掺杂对LiFePO4结构没有产生明显的影响,但掺杂量的大小对LiFePO4的放电性能有较大影响．     

水热法制备LiFePO_4及其电化学性能的研究

采用水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO4,研究了制备工艺条件对LiFePO4结构和电化学性能的影响.采用扫描电镜及X射线仪对制备材料进行了表征,采用恒流充放电测试研究材料的电化学性能.实验验结果证明,采用水热法制备LiFePO4的适宜条件为:反应物摩尔比为Li:Fe=3:1,反应温度120℃,反应时间10 h,干燥时间为6 h.     

基于不同碳源的LiFePO4／C的合成及电化学性能研究

以不同有机碳(月桂酸、葡萄糖和柠檬酸)为碳源合成了橄榄石型LiFePO4/C锂离子电池复合正极材料.研究了不同碳源对LiFePO4/C复合材料的结构、形貌及其电化学性能的影响.结果表明用不同碳源合成的LiFePO4/C复合材料的形貌及颗粒大小不同,影响其电化学性能.其中以葡萄糖作为碳源合成的复合正极材料粒径细小,分布均匀,具有最好的电化学性能,在0.1 C放电电流下,首次放电比容量达143.1 mAh/g,接近LiFePO4的理论比容量(170 mAh/g).     

Mn2+掺杂对LiFePO4正极材料结构、性能及嵌锂动力学的影响

为了改善橄榄石型LiFePO4正极材料的性能,采用高温固相法合成了Mn掺杂的LiMnxFe1-xPO4(x=0,0.10,0.25,0.40,0.50)材料.采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、充放电测试、循环伏安和电化学阻抗谱研究了材料的结构、电化学性能和锂离子嵌脱动力学.结果表明,锰掺杂的LiFePO4样品颗粒分布比较均匀,具有较小的平均粒径和窄的粒度分布,LiMnxFe1-xPO4是纯相的橄榄石结构.在不同倍率下,LiMn0.4Fe0.6PO4具有最高的放电容量和最好的动力学性能.Mn的掺杂提高了LiFePO4材料的可逆性、锂离子扩散系数和放电容量,减小了电荷转移电阻,进而提高了其动力学性能.     

锂离子电池正极材料LiNixFe1-xPO4的制备及其性能

为提高锂离子电池正极材料LiFePO4的充放电性能，用Ni对LiFePO4进行掺杂，研究了Ni掺杂量对LiFePO4性能的影响，在LiNixFe1-xPO4（x=0，0．01，0．03，0．05，0．10）材料中，LiNi0.03Fe0.97PO4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2次放电比容量为133．278mAh／g，循环20次后为127．655mAh／g．     

镁离子掺杂对LiFePO4材料性能的影响

为了提高LiFePO4的电化学性能,用Mg2 对LiFePO4进行掺杂,以Li3PO4为锂源、Mg(OH)2为掺杂源,采用固相法合成锂离子电池正极材料Li1-xMgxFePO4(x=0.005、0.01、0.02和0.03).通过X射线衍射分析及电化学测试,研究了Mg掺杂对材料的结构和电化学性能的影响.实验研究表明,掺入少量的Mg2 ,可以减小晶胞体积,提高LiFePO4的循环性能和比容量.当Mg的掺入量为2 mol%时,以0.1C倍率充放电,Li0.98Mg0.02FePO4最大放电容量为123.6 mAh/g.     

High performance 0.9LiMnPO_4-0.1LiFePO_4/C composite

The rate performance of lithium manganese phosphate is seriously tarnished by its sluggish surface kinetics, which could be addressed by LiFePO_4-surface coating. For a higher energy output, here we explore thinner coating layers with 10% and 5%LiFePO_4 via the lab-developed DMSO assisted method. The core-shell structured 0.9LiMnPO_4-0.1LiFePO_4/C maintains a high specific capacity, 153, 148 and 140 mA hg~(-1) under 0.1, 1 and 5 C respectively, which are the best results for this composition till date. As for 0.95Li MnPO4-0.05 LiFePO_4/C, the discharge capacity is lower than 110 mA hg~(-1) even in 0.1 C, which cannot meet the requirements of practical application. Our approaches push the manganese ratio of LiMnPO_4-based composite to 90% from 80%, further improving the energy-density of the olivine phosphates.     

高温固相法制备LiFePO4／C正极材料及其性能研究

以Fe2O3,LiH2PO4,乙炔黑和蔗糖为原料,采用高温固相合成方法制备LiFePO4／C复合正极材料。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行表征。结果表明,合成材料为单一晶相正交晶系结构,在电压为2．50～4．20V（vs．Li^＋／Li）,以0．1mA／cm^2电流密度下经恒电流充放电测试,其首次放电比容量为156．3mAh／g,经过30周充放电循环后放电比容量为157．7mAh／g,表现出较大的初始放电比容量和优异的循环性能。     

超声波法制备球形Li3PO4粉末

为了制备锂离子电池正极材料球形LiFePO4,以曲拉通-100(Tx-100)作表面活性剂,用超声波法制备了LiFePO4的前驱体材料μm级球形Li3PO4粉末,并用X射线衍射进行了表征.研究了各种因素对Li3PO4颗粒形态的影响,得到了超声波法制备球形Li3PO4粉末的适宜条件:反应温度为35℃,Li+的浓度为0.6 mol/L,Tx-100的质量百分数为10%,超声波作用时间为5 min.     

微波法合成掺杂型磷酸亚铁锂

采用微波合成技术合成了磷酸亚铁锂LiFePO4。为了提高LiFePO4的电导率和循环稳定性,分别掺杂了金属镁离子Mg2+、稀土离子La3+和Nd3+。并分别考察了掺杂量、加热时间和功率对合成产品晶型的影响。通过使用X射线检测,分析出产品的纯度,并找出微波加热的合成条件。实验得知Mg2+的最佳掺杂摩尔比为0.02,La3+和Nd3+的最佳掺杂摩尔比为0.05;微波最佳加热时间为9 min,最佳功率为320 W。     

磷酸铁锂电池模型参数辨识与SOC估算

根据磷酸铁锂电池的特性,从电池电化学角度分析,建立电池的等效电路模型。通过实验方法测得电池开路电压与SOC关系和电池模型的参数,利用卡尔曼滤波法来估算电池初始荷电状态（SOC_0）.实验与仿真表明,该算法可以有效的估算出SOC初始值,并可以将误差控制在10%之内.     

改进的固相法制备磷酸铁锂电池材料

采用改进的固相反应法(MSR)，制得了粒子微细、粒径分布窄的LiFePO4和Li0．98Mg0.02FeP04化合物，用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和粒度分布仪研究了样品的物相结构、形貌和粒径分布。结果表明．采用该反应条件有利于控制产物的形貌和粒径以及易获得Fe^ 2稳定的磷酸铁锂化合物。分别用LiFePO4和Li0．98Mg0.02FeP04作正极材料进行了电池的充放电等电化学实验，其结果显示，材料中锂离子的充放电平台相对锂电极电位为3．5V左右，初始放电容量超过160mAh／g，50次充放电循环后容量仅衰减5．5％，表明用该方法制备的样品具有高的比能量和循环稳定性。     

催化剂对阜新煤直接液化产物影响的研究

研究了在甲醇溶剂中催化剂氢氧化钾、钼酸铵、硫酸亚铁对辽宁阜新煤液化液态产物分布的影响．实验结果表明：氢氧化钾能够提高油产率．钼酸铵和硫酸亚铁均能够促进重质组份的生成，但没有提高油产率和转化率．钼酸铵能够提高前沥青烯产率，对沥青烯产率影响不大；而硫酸亚铁能够提高沥青烯产率，对前沥青烯产率影响不大.     

侧链液晶聚硅氧烷的合成及表征

研究了含有联苯和苯甲醚基团的液晶聚硅氧烷的合成及表征,合成了4-（4-烯丙氧基苯甲氧基）-4′-甲氧基联苯（M₁）,4-（4-烯丙氧基苯甲氧基）-4′-乙氧基联苯（M₂）,4-（4-烯丙氧基苯甲氧基）-4′-丙氧基联苯（M₃）,4-（4-烯丙氧基苯甲氧基）-4′-丁氧基联苯（M₄）,4-（4-烯丙氧基苯甲氧基）-4′-戊氧基联苯（M₅）等五种单体液晶,用硅氢加成法合成了它们的聚硅氧烷接枝聚合物,用示差扫描量热法和偏光显微技术测定了它们的相变化,所有合成的液晶表现出良好的液晶性.     

钽铌冶炼过程高氟氨氮废水综合治理研究

研究综合治理钽铌冶炼过程中含有高质量浓度NH4^ 、F^-、SO4^2-工业废水的技术．在蒸发过程中利用NH4HF2、(NH4)2SO4的溶解度随温度变化不同的特性，采用分步结晶法可使这两种化合物基本分离．对尚未分离的含少量NH4HF2的固体混合物，根据固体混合物组分的升华-裂化温度不同，(NH4)2SO4相对稳定，将NH4HF2(沸点240℃)蒸发，可使NH4HF2与(NH4)2SO4彻底分离．采用蒸发-分步结晶-裂化工艺，能有效地降低钽铌冶炼厂工业废水中的NH4^ 、F^-和SO4^2-，制备的NH4HF2可达到国家标准．