LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4纳米棒的合成及其储锂性能研究

将化学计量比的LiOH·H_2O、Ni(NO_3)_2·6H_2O与超细α-MnO_2纳米线前驱体均匀混合,在800℃下煅烧12 h合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4纳米棒。通过XRD、TEM和电化学测试对样品的晶体结构、表面形貌及电化学性能进行了表征。结果表明:超细α-MnO_2纳米线平均直径为10 nm,多根α-MnO_2纳米线聚集成簇。LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4纳米棒直径为50 nm,与α-MnO_2纳米团簇的直径相仿。电化学测试结果表明:LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4纳米棒的初始放电比能量为475 Wh/kg,循环500圈后容量保持率为99%。     

ZrO_2包覆LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料的电化学性能研究

以锆溶胶为前驱物对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2进行了表面包覆改性。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学交流阻抗(EIS)等对包覆后正极材料的物相结构、形貌及电化学性能进行了研究。结果表明,ZrO_2包覆并未改变LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的物相结构,ZrO_2在正极材料表面分布较均匀,包覆后的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2放电比容量略有下降。在3.0~4.4 V测试条件下,与未包覆的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2相比,ZrO_2包覆后的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2经1C循环80周的容量保持率提高了14个百分点。经ZrO_2包覆后,LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的电荷转移电阻明显减小。     

Research on preparation of layered LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2

1IntroductionLithium secondary batteries have been rapidly developed because of their well performances such ashigh voltage,high specific energy,high capacity and light weight since appeared at last century.It waspromising to be the main power source of electric vehicles and electric tools.The more practical interestcathode materialsincluded mainlylithiumcobalt oxide,lithiumnickel oxide andlithium manganese oxideetal.At present,lithiumcobalt oxygen was the most widely usedin comerical,andits s…     

废旧正极材料溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的研究

以废旧NiCoMn三元材料为原料,采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2锂离子电池正极三元复合材料。通过XRD、SEM、蓝电测试仪对其结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,该材料不仅具有较好的层状结构,还具有多孔特性。在2.75~4.30 V、0.2C测试条件下,800℃煅烧8 h的样品具有相对较好的电化学性能,其首次放电容量为165.8 m Ah/g,库伦效率约86.8%,经过50次循环后,容量保持率约为93.3%。     

离子液体在LiNi_(0.5)Mn_(0.25)Co_(0.25)O_2合成中的应用

采用离子液体[bmim]BF_4为模板剂,研究低热固相反应法合成钾电池电极材料.在试验中先合成离子液体[bmim]BF_4,接着采用正交试验方法进行低热固相反应法合成锂电极材料,通过数据挖掘获得了最佳的合成条件.用XRD,TG-DTA,IR及TEM表征在最佳条件下合成得到的产物,该产物为70nm左右、结晶良好的复合材料LiNi_(0.5)Mn_(0.25)Co_(0.25)O_2.     

掺杂Al和Zr对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料晶体结构和电化学性能的影响

采用高温固相法掺入Al和Zr元素合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2,运用X射线衍射仪和扫描电镜对掺杂改性后的正极材料晶体结构和微观形貌进行表征,对电性能进行评估,探讨离子掺杂对材料结构以及电化学性能的影响。结果表明:2种元素均能很好地融入到晶格中,呈现出良好的六方晶系层状结构;在对容量影响不大的情况下,通过掺杂有效提升了材料的可逆容量,晶体稳定性得到加强,材料循环性能得以改善。在对应烧结成品中Zr占过渡金属的摩尔比为2%时,首次放电比容量为202.7 mAh/g,首次充放电效率为90.3%,1C循环50周后容量保持率为91.42%;而对应烧结成品中Al占过渡金属的摩尔比为2%时,首次放电比容量为202.2 mAh/g,首次充放电效率为90.2%,1C循环50周后容量保持率为89.78%。相比之下,掺杂Zr元素比掺杂Al元素更有优势,表现出良好的电化学性能。     

低温预处理对正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2结构与电化学性能的影响

以水热法制备的Li-Ni-Co-Mn-O锂化前驱体为原料,采用两段煅烧法合成了具有α-NaFeO_2型结构的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对不同低温预处理温度制备的正极材料进行了表征。研究结果表明:低温预处理温度为500℃时,制备的正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2具有最优的电化学性能,在3.0~4.3V电压范围内,0.1C下初始容量为169.4mAh/g,0.5C倍率下50次循环后放电比容量为145.3mAh/g,容量保持率高达95.5%。     

LiNi_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)O_2正极材料的微波合成机理及其表征

以前驱体Ni_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)(OH)_(2.035)和LiOH·H_2O为原料,采用微波法合成了LiNi_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)O_2锂离子电池正极材料。通过XRD、SEM和充放电测试等方法对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征,结果表明:在微波中以1 300 W的输出功率合成的正极材料具有最大的c/a和I(003)/I(104)值以及最小的R值,以0.2C充放电、在2.8~4.3 V之间首次放电比容量为185.2mA h/g,首次充放电效率为84%,循环30次后容量保持率为92.3%,表现出较好的电化学性能。微波对材料升温曲线影响较大,氢氧化锂的强吸波能力能够增大混合物的升温速率,缩短反应时间。     

前驱体比表面积对LiNi_(0.82)Co_(0.15)Mn_(0.03)O_2材料性能的影响研究

采用均相共沉淀法合成不同比表面积(BET)的Ni_(0.82)Co_(0.15)Mn_(0.03)(OH)_2前驱体,通过XRD、SEM分析,电池交流阻抗谱(EIS)、循环伏安(CV)和充放电性能测试等手段对其烧结嵌锂正极材料LiNi_(0.82)Co_(0.15)Mn_(0.03)O_2进行检测,研究前驱体BET值对合成LiNi_(0.82)Co_(0.15)Mn_(0.03)O_2正极材料微观结构、形貌特征、电化学性能的影响。结果表明,较低BET的Ni_(0.82)Co_(0.15)Mn_(0.03)(OH)_2前驱体制备的正极材料结晶度较高,电化学性能更优异。     

锂离子电池Li_(1.2)Mn_(0.56)Ni_(0.16)Co_(0.08)O_2正极材料的合成及电化学性能

采用溶胶凝胶法成功制备了锂离子电池Li_(1.2)Mn_(0.56)Ni_(0.16)Co_(0.08)O_2正极材料,利用扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)及充放电等测试手段研究了该材料的微观形貌和电化学性能。SEM表征结果表明,合成的Li1.2Mn0.56Ni0.16Co0.08O2粒径约为2μm,呈长片层状结构。CV测试表明,经过首次循环后,Li2Mn O3组分得到活化,并转变为具有电化学活性的Li Mn O2,造成了锂离子的不可逆损失。充放电测试表明,在0.2 C倍率循环时,Li_(1.2)Mn_(0.56)Ni_(0.16)Co_(0.08)O_2材料的首次放电比容量为199.7 m A·h/g。倍率性能测试表明,在经过36次充放电循环后,材料仍有很高的容量保持率。     

纳米Mn_3O_4的制备及应用

近年来过渡金属锰氧化物研究火热,特别是对二氧化锰进行了广而深的研究,而Mn_3O_4作为另一种潜在的多功能性锰系氧化物(超级电容器、催化剂及医学领域均有涉及)尚未被系统研究。对最近5年来该材料的主要研究方向及应用领域进行分类整理后发现:纳米Mn_3O_4多与导电性良好的碳纤维、碳纳米管、石墨烯等碳材料相结合作为超级电容器电极材料来研究;催化方面,该材料多用于结合类芬顿法降解有机废水以及作为电催化催化剂用来产氢;医学领域高分散性和小尺寸Mn_3O_4材料被用于生物体内成像和靶向治疗的药物载体。因Mn_3O_4应用领域拓展的核心要素在于纳米技术,故对其形貌和尺寸的控制将成为今后研究的重点。     

溶胶-凝胶法制备LiMnPO_4正极材料

以廉价无机盐为原料、柠檬酸为碳源,采用水基溶胶-凝胶法合成了LiMnPO_4/C正极材料。使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对晶体结构和微观形貌进行了表征。结果表明得到了纯相的LiMnPO_4/C正极材料。在二段式烧结、烧结温度为650℃时得到的正极材料具有较好的电化学性能,其在室温0.05 C倍率下,首次放电容量为142.8(m A·h)/g,20次循环后放电容量为112.4(m A·h)/g。     

碳骨架上原位共沉淀制备LiFePO4正极材料

采用液相共沉淀的方法制得前驱体,然后通过热处理得到LiFePO4/C。运用XRD和SEM研究反应时间和碳源对合成产物的晶体结构和表面形貌的影响。实验结果表明,反应时间和碳源对产物的性能有影响,60℃沉降60 min得到的样品以0.1 C充放电,首次放电比容量为149.4 mAh/g。     

复合材料Fe_(0.5)Co_(0.25)Ni_(0.25)O_x-Ti_4O_7电极的制备及催化活性研究

采用光降解沉积法合成复合材料Fe0.5Co0.25Ni0.25Ox-Ti4O7电极,利用SEM-EDS、TEM观察电极材料的形貌、元素分布以及粉体的显微结构。电极材料呈多孔结构,铁、钴、镍氧化物按设计的摩尔比包覆在Ti_4O_7上,以高缺陷态存在;通过在0.1mol/L KOH中的循环伏安测试(CV)和线性伏安扫描测试(LSV)测试,材料具有氧还原(ORR)和氧析出(OER)催化活性;以Fe_(0.5)Co_(0.25)Ni_(0.25)O_x-Ti_4O_7为催化材料组装成有机体系的锂氧气电池,在100mA/g条件下恒流充放电,电池首次放电比容量可达6 000mAh/g,随后过程衰减较快;而在100mA/g和800mAh/g条件下恒流恒容充放电时,放电电压可保持在2.7V以上稳定循环25圈。     

Y_(0.25)Bi_(0.75)O_(1.5)粉体的共沉淀法制备及其性能表征

用草酸盐共沉淀法合成了氧化钇稳定的氧化铋(Y0.25Bi0.75O1.5,YSB),用TGA-DTA法分析了初始粉体的热分解行为.在600 ℃和900 ℃下分别对初始粉体进行无压煅烧,XRD表明,在600 ℃时形成了单一的立方萤石结构.TEM 观察了在900 ℃粉体的显微结构,交流阻抗法测定了在不同的温度下YSB的离子电导率.结果表明,YSB适合作为中温固体氧化物燃料电池的电解质.     

共沉淀法合成Li_(1-2x)Ni_xFePO_4正极材料的研究

利用共沉淀法合成了Ni^2＋掺杂量x=0．00,0．005,0．01和0．03的Li1-2xNixFePO4通过对合成材料的XRD、元素组成及其电化学性能研究表明,少量Ni^2＋的掺杂并未影响材料晶体结构,但对材料的电化学性能却有着非常积极的影响：0．1C放电时,掺杂量x=0．01样品的首次放电比容量可达143．2mA-h／g,20次循环后放电比容量为131．2mA·h／g,容量衰减仅为8．4％。分别从荷锂状态（Li1-2xNixFePO4）和缺锂状态（FePO4）两方面对Ni^2＋掺杂改性的原理进行了简单的探讨：材料处于荷锂状态时,Ni^2＋掺入形成的锂空位与镍取代有利于提高锂离子于晶体中的扩散速率以及材料的电子导电能力;材料处于缺锂状态时,Ni^2＋掺入使得材料形成了Fe^2＋／Fe^2＋共存的状态,从而提高了其电子导电能力。     

不同制备方法对正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2结构、形貌、电化学性能的影响

分别采用氢氧化物共沉淀、碳酸盐共沉淀、喷雾干燥的方法合成了层状α-Na Fe O2结构的富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对不同合成方法所得的样品进行了表征。实验结果表明:氢氧化物共沉淀合成的前驱体所制备的正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2具有良好的电化学性能,0.05C倍率下首次放电容量可达247.1 m A·h/g,0.2C倍率条件下经过50次循环,容量保持率为98.7%。     

低热固相反应法合成反尖晶石型Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4纳米晶

以NiSO4.7H2O,ZnSO4.7H2O,Fe2(SO4)3和NH4HCO3为原料,在表面活性剂PEG-400存在下,先在室温下研磨反应混合物使其进行固相反应,然后用水洗去混合物中的可溶性无机盐后于80℃下烘干,即得纳米晶Zn0.5Ni0.5Fe2O4前驱体。通过煅烧前驱体即得反尖晶石型Zn0.5Ni0.5Fe2O4纳米晶产品。采用TG/DTA,XRD,IR,SEM和VSM对前驱体及其热解产品进行表征。结果表明,800℃下煅烧前驱体3h得到粒径约为35nm的反尖晶石型Zn0.5Ni0.5Fe2O4纳米晶,其比饱和磁化强度为75.4emu/g,矫顽力Hc为40Oe,剩磁Mr为3emu/g。     

三元正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2的研究现状及展望

<正>极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2具有高放电容量、高循环稳定性和环保等优点,能很好的满足新能源电动汽车和小型电子产品的使用要求,因此受到高度关注和广泛研究。本文简述了Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2材料的结构组分、电化学性能以及社会商业价值,总结了该材料制备和改性的方法及特点,并讨论了改性对电化学性能的影响。基于Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2材料国内外研究现状和应用前景,指出了纳米电极制备、多元结构制备、复合处理改性、复合材料制备、复合方法制备是该材料今后主要的发展方向。     

锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2结构及性能

为进一步明确提高锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2电化学性能的途径和方法,从Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2材料的形貌结构化改性进行研究,综述了Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2的原始形貌及改性后得到的纳米纤维、纳米管、石墨烯包裹、空心球结构、空心纳米球、珊瑚状等相关形貌和结构,并讨论了其相应的电化学性能,分析了锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2形貌结构对其电化学性能的影响,并对其发展趋势进行了展望。