水热法制备LiMnO2及其电化学性能的影响因素

采用水热法制备出层状锂锰氧化物LiMnO2.通过X射线衍射研究了LiMnO2的结构,通过粒径分布测试和恒电流充放电方法研究了LiOH浓度、产物的粒径分布及煅烧温度对LiMnO2的电化学性能的影响.研究表明,制备的LiMnO2具有正交晶系结构;通过控制浓度可以达到控制粒径的目的.当LiOH浓度分别为5 mol/L、6mol/L、7 mol/L时,LiMnO2的粒径分布d(0.5)分别为8.551 μm、7.424 μm、8.272 μm.电化学测试表明,当粒径分布d(0.5)为7.424 μm的LiMnO2经700℃煅烧后,其比容量和循环性能有显著的改善.以理论容量0.1C倍率放电时,其首次放电比容量为152 mAhg-1,20次循环后,比容量为136 mAhg-1,其保电率为90％.     

溶胶凝胶法制备LiCo_(0.12)Mn_(1.88)O_4粉体及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法并结合热处理工艺制备Li Co0.12Mn1.88O4粉体,考察了煅烧温度对Li Co0.12Mn1.88O4粉体形貌、结构及电化学性能的影响。结果表明:随煅烧温度的升高,粉体颗粒尺寸逐渐增大,晶型趋于完整。700℃煅烧10 h得到的Li Co0.12Mn1.88O4颗粒大小均匀,晶型完整。0.5C倍率下首次放电比容量达到117.9 m Ah/g,经100次循环后仍能达到108.8 m Ah/g,容量保持率高达92.3%,表现出良好的循环性能。     

石墨烯引导LiFePO_4纳米片的一步溶剂热反应制备及其电化学性能

针对本征低的电子导电率和锂离子迁移速率导致LiFePO_4较差的电化学性能,以石墨烯作为模板,采用一步溶剂热法制备梭形结构的LiFePO_4/石墨烯(LFP/G)复合正极材料;采用XRD和SEM等表征复合正极材料的物相结构和微观形貌,微米级梭型LiFePO_4颗粒是由平均厚度约为55 nm的纳米薄片堆叠而成。电化学性能研究结果表明:在0.1C倍率下,LFP/G复合正极材料的初始可逆比容量可达153.2 mA·h/g,高于相同条件下LiFePO_4的;在10C倍率下充放电时,LFP/G表现出高达85.9m A·h/g的可逆比容量,远高于LiFePO_4的可逆比容量(56.3m A·h/g),展现出明显增强的电化学倍率性能。     

金属铁掺杂的LiMnPO4/C制备研究及电化学性能

采用固相法,在LiMnPO4晶格中引入铁离子合成LiFexMn1-xPO4/C固溶体提高其电化学性能,以酚醛树脂作为还原剂和碳源,通过确定Fe和Mn比例来优化材料的电化学性能。合成的LiFexMn1-xPO4/C颗粒均具有相似的类球形形貌,颗粒尺寸300~500nm,分布均匀。研究结果表明,材料电化学性能、可逆容量及倍率性能随Mn含量的增加而减小,Fe2 /Fe3 和Mn3 /Mn2 的氧化还原电位随之发生变化。通过充放电测试LiFexMn1-xPO4/C电化学性能可知,当x=0.5、600℃煅烧10h合成的LiFe0.5Mn0.5PO4/C样品具有较好的电化学性能：0.1C放电容量147.3mAh/g;2C倍率下循环100圈后,放电容量从115.2mAh/g降为112.7mAh/g,容量保持率为97.8%,材料在该倍率下能很好地发挥其电化学性能;10C倍率经过200圈循环后,容量保持率仍有89.6%。     

高容量锂离子电池Li_2MnSiO_4/C正极材料的合成和电化学性能研究（英文）

在三元液相体系中合成了球形Li_2MnSiO_4/C复合正极材料,XRD、SEM和电化学性能测试对材料进行了表征。XRD测试表明Li_2MnSiO_4具有正交结构,对应Pmn21空间群。SEM显示所得样品为小于1μm的球形颗粒。将Li_2MnSiO_4/C组装成扣式电池进行电化学测试的结果表明,在1.5~4.6 V,该样品的初始充电容量达310 mAh/g,放电容量高至286 mAh/g,为理论比容量的85.9%;循环30次后放电比容量为142 mAh/g。     

Synthesis and Electrochemical Performance of Li2MnSiO4/C as Cathode Materials with High Capacity for Lithium ion Batteries

在三元液相体系中合成了球形Li2MnSiO4/C 复合正极材料,XRD、SEM和电化学性能测试对材料进行了表征。XRD测试表明Li2MnSiO4 具有正交结构,对应Pmn21空间群。SEM显示所得样品为小于1 μm的球形颗粒。将Li2MnSiO4/C 组装成扣式电池进行电化学测试的结果表明,在1.5~4.6 V,该样品的初始充电容量达310 mAh/g,放电容量高至 286 mAh/g,为理论比容量的85.9%;循环30 次后放电比容量为142 mAh/g。     

溶液法合成锂离子纳米Li_2FeSiO_4/C电池正极材料(英文)

以蔗糖为碳源,利用溶液法在温和条件下合成Li2FeSiO4/C的前驱体,煅烧后得到纳米球形Li2FeSiO4/C正极材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料的结构和形貌进行表征。通过恒流充放电对材料的电化学性能进行测试。结果表明,采用此法合成的前驱体在700°C煅烧9h得到的纳米Li2FeSiO4/C在室温、1.5~4.6V的电压范围内,于C/20倍率下前3次放电容量达到166mA·h/g,30次循环后容量仍保持有158mA·h/g,容量保持率达95%,表明其具有良好的电化学性能。     

反应合成温度对锂离子电池正极材料聚氧钼酸盐电化学性能的影响（英文）

为了改善聚氧钼酸盐Na_3[Al Mo_6O_(24)H_6](NAM)作为锂离子电池正极材料的电化学性能,通过升高反应溶液的温度,得到了小粒径的NAM材料,并对其进行了红外光谱、XRD、扫描电镜、EIS等分析和充放电性能测试。结果表明,当反应温度高于40°C时,粒径降低到10μm以下。当合成温度达到80°C时,NAM的粒径最小(~3μm),且其电化学性能最佳,在首次循环过程中,0.04C下的首次放电容量高达409 m A·h/g,库伦效率达95%。     

Fe掺杂LiMnPO_4/C的制备和电化学性能

以酚醛树脂作为还原剂和碳源,采用固相法在Li Mn PO4晶格中引入铁离子制备了Li Fe_xMn_(1-x)PO_4/C复合材料。考察了掺铁量、煅烧温度和煅烧时间对材料电化学性能的影响。结果表明,制备的Li Fe_xMn_(1-x)PO_4/C为纯度较高的橄榄石型相,具有类球形形貌,颗粒尺寸300~500 nm,且分布均匀。循环充放电测试结果表明,随着掺铁量的增加,Fe~(2+)/Fe~(3+)和Mn~(3+)/Mn~(2+)氧化还原电位处的平台容量分别相应地升高和下降。其中600℃煅烧10 h制得的Li Fe0.5Mn0.5PO4/C样品具有较好的电化学性能:0.1 C倍率首次放电容量为147.3 m Ah/g;2 C倍率循环100次后,放电容量从115.2 m Ah/g降至112.7 m Ah/g,容量保持率为97.8%;10 C倍率循环200次后,容量保持率仍有89.6%。     

Co掺杂LiFePO4/C的共沉淀——微波合成及电化学性能

采用共沉淀-微波法制备了Co掺杂的锂离子电池正极材料LiFe1-xCoxPO4/C(x=0.00、0.01、0.03、0.05、0.07、0.09).研究了微波时间、柠檬酸量、掺Co量等因素对材料结构、形貌和电性能的影响.XRD、SEM和电化学测试表明:该方法制备的样品为橄榄石型非晶结构,粒径尺寸为0.5～5 μm,颗粒分布比较均匀.微波15 min、柠檬酸量为20wt％时,LiFePO4/C电化学性能最优,0.1C倍率放电可达124 mA·h/g,第20次循环的比容量为117mA·h/g.掺杂Co在很大程度上可以提高LiFePO4/C的电化学性能,当Co含量为5wt％时,LiFe0.95Co0.05PO4/C的比容量为最大值,0.1C倍率放电可达136 mA·h/g,第20次循环的比容量为125 mA· h/g,容量保持率为91.9％.     

沉淀-碳热还原联合法制备橄榄石磷酸铁锂

以FeSO4.7H2O,NH4H2PO4和H2O2为初始原料,通过液相沉淀制得前驱体FePO4,然后通过碳热还原得到LiFePO4/C。X射线衍射和扫描电镜分析表明:560,600,700和800℃合成的样品均为LiFePO4/C,LiFePO4颗粒粒径随合成温度的升高而逐渐增大,560℃合成材料的颗粒粒径分布在0.3~0.4μm之间;而800℃合成材料的颗粒粒径则达到0.6~0.7μm,反应剩余的碳黑直接分布在LiFePO4颗粒之间,有利于提高其电子导电率。560℃样品在放电倍率为0.1C时的首次放电比容量为151 mA.h/g(0.1C),而当放电倍率达到1C时,放电比容量为129 mA.h/g,且具有良好的循环性能。     

正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成及电化学性能

将液相共沉淀法制备的Ni0.8Co0.iMn0.1(OH)2与LiOH·H2O混合,固相烧结合成微米级的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料.XRD谱表明,合成的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料为典型的α-NaFeO2层状结构,无杂质峰;从SEM像可以看出,产物颗粒为类球形,分散性好,由一次粒子紧密堆积而成,平均粒径为3 μm;电化学测试结果表明,在2.8～4.3 V电压范围内,750℃焙烧15h合成的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料的电化学性能最优,0.1C时,其首次放电容量为186.748mA·h/g,分别高于700和800℃时的首次放电容量172.947和180.235mA·h/g.材料在0.5和2C时循环40次后,容量保持率分别为98.32％和88.72％,循环性能良好.     

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%。     

煅烧温度对溶胶-凝胶法制备的Li_2FeSiO_4/C正极材料性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C,研究煅烧温度对材料结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗测试(EIS)和充放电测试等方法对不同煅烧温度下合成的Li_2FeSiO_4/C材料的结构、表观形貌及电化学性能进行表征。结果表明:在650℃下合成的Li_2FeSiO_4/C具有良好的电化学性能,0.1C倍率下的首次放电比容量达到159.1(m A·h)/g,50次循环后容量保持率高达92.1%。     

水热法合成尖晶石型Li4Ti5O12及其电化学性能

以钛酸丁酯和乙酸锂为原料、三乙醇胺为结构导向剂,通过水热法合成前驱物,然后采用固相烧结制备Li4Ti5O12,探讨不同的钛锂比和煅烧温度对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响,并通过XRD、SEM、恒电流充放电和循环伏安测试对其进行表征.结果表明:当钛和锂的摩尔比为1:0.82、煅烧温度为800 ℃时,制备得到平均粒径为200 nm的纯相尖晶石型Li4Ti5O12,并具有良好的电化学性能;在0.1C倍率下,其首次放电比容量高达到181.7 mA-h/g,经过50次循环后放电比容量仍有151.5 mA-h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量仅为6 μA-h/g;当电流倍率增大到2.0C时,其首次放电比容量仍然保持135 mA-h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量为0.48 mA-h/g.     

纳米CuO表面包覆对Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]_(0.87)O_2正极材料电化学性能的影响

为了提高球形Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]_(0.87)O_2正极材料的电化学性能,通过非均匀成核法在材料颗粒表面包覆一层纳米CuO;采用XRD、SEM、TEM和充放电测试仪对所包覆材料进行测试与表征。结果表明:适量的CuO包覆可有效地提高Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]_(0.87)O_2正极材料的电化学性能;当CuO包覆量为2%(质量分数)时,材料的电化学性能最佳。在0.1C、2.0~4.6 V充放电条件下,其首次放电容量为213.7 m A·h/g,首次库仑效率可达86.9%。此外,该材料在0.5C倍率下循环100次后其放电比容量仍为169.5 mA·h/g,容量保持率为79.3%;而未经包覆的Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]_(0.87)O_2在相同循环条件下,容量保持率仅为65.5%。     

LiNi1-xMxO2 (M =Co3+, Al3+)的制备与性能

采用球形Ni(OH)2和LiNO3、CoO、Al(OH)3为原料，在空气气氛条件下700℃恒温8h，合成了锂离子电池正极材料LiNixCo1-xO2和LiNi0.75Al0.25O2。X射线衍射分析表明合成的材料粉末结晶良好，具有规整的α-NaFeO2层状结构；SEM分析表明粉末颗粒呈球形，粒径约为7μm。充放电测试表明：合成的LiNixCo1-xO2正极材料的充电比容量为160mAh／g，放电比容量为152mAh／g；LiNi0.75Al0.25O2正极材料的充电比容量为140mAh／g，放电比容量为129mAh／g；这两种正极材料具有优良的电化学性能。     

固相法合成原位碳包覆LiFePO4复合正极材料及其性能

以LiH2PO4和FeC2O4.2H2O为原料,聚乙烯醇为碳源,通过机械化学活化辅助固相法合成原位碳包覆的LiFePO4材料;考察合成温度对LiFePO4/C材料晶体结构、物理和电化学性能的影响。结果表明:700℃下处理的产物结晶良好、分布均匀、颗粒细小;在最佳的热处理条件下,热解碳在LiFePO4颗粒表面形成了良好的纳米导电层,LiFePO4/C材料在0.1C、0.5C、1C和2C倍率下放电比容量分别为155.7、150.1、140.1和130 mA.h/g,且材料在0.1～2C范围内充放电都有很平稳的平台,极化小,并具有较高的高倍率(2C)放电比容量和较好的循环性能。     

Sn基太阳能电池负极材料制备及性能研究

通过室温反应和高温煅烧的方法制备了CuSnO_3、Cu_3Sn@C和Cu_3Sn/SnO负极材料,研究了3种不同太阳能锂电池负极材料的表面形貌和电化学性能。结果表明,CuSnO_3负极材料的表面形貌为球形颗粒附加表面小突起特征;Cu_3Sn@C负极材料的表面形貌为尺寸不等的球形颗粒附加表面白色透明状物质,球形颗粒包覆层C元素质量分数约为34%;Cu_3Sn/SnO负极材料的表面形貌为球形颗粒附加外表面块状凸起。当循环次数达到100时,Cu_3Sn@C负极材料的比容量最大,其次为CuSnO_3,而Cu_3Sn/SnO负极材料的比容量最小;3种负极材料都具有较好的倍率性能,如果去除Cu_3Sn@C负极材料表层34%的碳元素的影响,其充放电比容量要相对CuSnO_3和Cu_3Sn/Sn O负极材料更高。     

含铝富锂正极材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备和电化学性能

通过溶胶-凝胶法合成了含铝富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,探讨了化学组分(x=0.5,0.6,0.7,摩尔分数)和煅烧温度(850,900,950℃)对材料形貌、结构和性能的影响。采用XRD、SEM和电池充放电测试仪对材料进行物理表征和电性能测试。结果表明:所制备的材料具有典型的α-NaFeO2层状结构。当x=0.6、煅烧温度为900℃时,所合成的材料具有较好的形貌和优良的电化学性能;在2.0~4.6 V、0.1C充放电条件下,0.6Li2MnO3·0.4Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2的首次放电比容量可达229.9 mA·h/g,且首次库仑效率为80.0%;在0.5C倍率下循环100次后,其放电比容量仍为192.7 mA·h/g,容量保持率达83.8%,显示了优良的循环性能。此外,材料显示了良好的倍率性能,在2.0C倍率下,其放电比容量仍为173.1 mA·h/g。