聚乙烯醇为碳源LiFePO_4正极材料碳包覆研究

以聚乙烯醇(PVA)为碳源,比较一步法和两步法制备LiFePO_4/C正极材料的结构与电化学性能。然后用二步法合成一系列的LiFePO_4/C材料,其中聚乙烯醇的添加量分别为:0%,5%,10%和20%。通过XRD,SEM和恒流充放电等测试方法,研究了PVA添加量对LiFePO_4/C材料结构和电化学性能的影响。结果表明:经XRD和SEM测试发现,制得的材料均为橄榄石型结构,无杂质生成,且不同碳含量对材料的颗粒尺寸有一定的影响。当聚乙烯醇添加量为10%时,LiFePO_4/C材料以0.1 C充放电,放电比容量为155 m Ah/g;0.5 C 100次循环过后,容量保持率高达98%;其在0.1 C、0.5 C、1 C、2 C、5 C和10 C倍率下的放电比容量分别达到155、148、146、140、124和103 m Ah/g,合成的材料表现出良好的综合电化学性能。     

不同碳源制备LiFePO_4/C复合正极材料

分别以乙炔黑和蔗糖为碳源用固相碳热还原法制备了两种不同碳含量的LiFePO_4/C正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO_4均为纯相,但是用蔗糖的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用乙炔黑的样品,其中含碳9.3%的样品0.1、1C倍率下的放电比容量分别为139、116mAh/g,且循环性能良好。     

纳米磷酸铁锂/石墨烯复合正极材料的制备

以Fe(NO_3)_3·9H_2O、LiNO_3、NH_4H_2PO_4和石墨烯为原料,用溶胶-凝胶法制备磷酸铁锂(LiFePO_4)材料和LiFePO_4/石墨烯复合材料。用XRD、拉曼光谱、SEM、透射电镜(TEM)及充放电测试,研究样品的晶体结构、形貌和电化学性能。样品具有典型的橄榄石结构,复合的石墨烯能减小LiFePO4的颗粒尺寸,石墨烯与LiFePO_4能很好地融合在一起。LiFePO_4/石墨烯复合材料的电化学性能较好:在2.0~3.8V循环,0.2C和1.0C首次放电比容量分别为164mAh/g和153mAh/g,较LiFePO_4提高了7mAh/g。1.0C第100次循环的放电比容量为152mAh/g,容量保持率为99%。     

非晶态磷酸铁的沉淀反应机理及性能

采用微反应器合成正极材料纳米磷酸铁(Fe PO4),对样品进行分析,并研究沉淀反应的机理。微反应器能将Fe PO4的颗粒尺寸控制在20~30 nm,同时非晶态Fe PO4的电化学性能较好。以0.1 C的电流在4.2~2.5 V充放电,前驱体以及在350℃、400℃、450℃、500℃焙烧样品的首次放电比容量分别为115.0 m Ah/g、99.5 m Ah/g、82.5 m Ah/g、63.5 m Ah/g和41.0 m Ah/g;以科琴黑作为导电剂,采用400℃下焙烧制备的Fe PO4组装电池,首次放电比容量达140.0 m Ah/g,循环30次的容量保持率为78.2%。     

原位还原固相法合成LiFePO_4/(C+Cu)及性能研究

以CuO为铜源,葡萄糖为碳源采用原位还原固相法合成LiFePO_4/(C+Cu)材料。采用XRD、SEM、EDS、LAND电池测试系统及电化学工作站等对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行测试,重点分析了材料的低温特性。结果表明:添加10%的葡萄糖合成的LiFePO_4/(C+Cu)展示出较好的电化学性能,尤其是低温性能。25℃,0.1C下首次放电比容量高达151.1 m Ah/g,-20℃时0.1C首次放电比容量107.6 mAh/g,为25℃相应倍率放电比容量的71.2%。     

球形Li_2FeSiO_4/C正极材料的制备与性能研究

以正硅酸乙酯、草酸亚铁、碳酸锂为原料采用两步沉淀工艺制备了球形Li_2FeSiO_4/C正极材料。利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、交流阻抗分析(EIS)和恒流充放电测试方法对样品的结构、形貌和电化学性能进行了分析。结果表明:850℃下进行10 h处理的样品材料颗粒呈球形形貌,颗粒尺寸在400~600nm之间,分布较为均匀;并且在该条件下制备的样品具有较高的电导率(1.244×10-13 cm2/S),在0.1C放电下的首次充电比容量为162.2 m Ah/g,放电比容量为153.1 m Ah/g,具有较高的库仑效率(94.4%),经过50周循环后容量保持率仍为87.9%,说明该方法制备的球形Li_2FeSiO_4/C材料具有良好的电化学性能。     

LiFePO_4/C复合材料的溶胶凝胶法制备及电化学性能

用原位聚合法制备Fe PO4/PANI,以此为前驱体采用溶胶凝胶法制备LiFePO4/C复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构及表面形貌进行表征,采用充放电测试研究材料的电化学性能。结果显示样品具有较好的倍率性能和循环性能,在650℃下合成的样品具有最高放电比容量,0.2 C下放电比容量达到165.8 m Ah/g,接近理论比容量170 m Ah/g。     

二元掺杂对LiFePO_4结构及电化学性能的影响

采用流变相法合成了锂离子电池正极材料LiFePO_4,并对其进行Ga3+和F-离子同时掺杂改性。用X射线衍射光谱法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)等测试手段对改性材料进行表征,并对LiFe_(1-x)Ga_x(PO_4)1-xF_(3x)(x=0,0.02,0.06,0.10,0.14)正极材料进行了电化学性能测试。结果表明:正、负离子同时掺杂后的LiFe_(1-x)Ga_x(PO_4)1-xF_(3x)仍具有橄榄石结构,但能明显地改善LiFePO_4的电化学性能,尤其是改善其倍率性能。当掺杂量x为0.06时,样品LiFe_(0.94)Ga_(0.06)(PO_4)_(0.94)F_(0.18)表现出最优的电化学性能,以0.1 C进行充放电时,初始放电比容量为155 m Ah/g,经100次循环后,仍然保持为147m Ah/g;以1 C进行充放电时,首次放电比容量达到142 m Ah/g,经100次循环后,仍保持为130 m Ah/g。     

稀土离子掺杂合成LiFePO_4/C材料低温性能研究

以Gd2O3作为掺杂化合物,分别采用Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O作为铁源固相法合成LiFePO_4/C材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、LAND电池测试系统及电化学工作站等对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行测试,重点分析了材料的低温特性。结果表明:以Fe C2O4·2 H2O为铁源合成的LiFePO_4/C展示出较好的电化学性能,尤其是低温性能。25℃下,0.1 C、5 C首次放电比容量分别为146.1、108.8 m Ah/g,-20℃时相同倍率下放电比容量为99.8、73.9 m Ah/g,分别为25℃时放电比容量的68.3%和67.9%,具有较好的低温性能。     

钠源对P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2性能的影响

采用不同钠源在醋酸盐燃烧下合成P2结构的Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_2正极材料。通过XRD、SEM及循环伏安、电化学阻抗谱等测试,分析钠源对材料结构、形貌及电化学性能的影响。以碳酸钠为钠源合成的样品的层状结构较好、颗粒粒径较均一,电化学性能最好。该材料以0.1 C在2.0~4.0 V循环,首次放电比容量为89.8 m Ah/g,库仑效率为123.3%。1.0 C首次放电比容量为74.3 m Ah/g,第50次循环的放电比容量为71.1 m Ah/g,容量保持率为95.7%。     

不同溶剂中电化学合成LiFePO4/C及性能

以无水乙醇、纯水为溶剂,蔗糖为碳源,采用电化学法合成LiFePO4/C锂离子电池复合正极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及充放电性能测试等方法对其晶体结构、微观形貌和电化学性能进行分析研究.结果表明:LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构.其中在无水乙醇溶剂中合成的LiFePO4/C复合正极材料...     

高温固相法制备纳米LiFePO4/C研究

采用高温固相法分两个步骤制备碳包覆LiFePO4/C样品,通过XRD、TEM及电化学性能测试对样品进行检测分析,显示样品为纯相LiFePO4,颗粒均匀且包覆较好的碳包覆结构,在1.44C倍率下的首次放电比容量为128mAh/g,100次循环后的放电比容量为120mAh/g,保持率为93.8%,具有较好的充放电循环性能。     

不同碳源对制备LiFePO4/C复合材料性能影响

分别以蔗糖、葡萄糖、酚醛树脂、酚醛树脂和葡萄糖混合物为碳源用固相碳热还原法制备了四种不同碳含量的LiFePO4/C正极材料。利用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO4均为纯相,但是用蔗糖合成的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用其他碳源制备的样品,其中含碳3.01%的样品在0.1 C、1 C下的放电比容量分别为158.9、146.5 mAh/g。     

糖类作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响

采用固相反应法在惰性气氛下合成了橄榄石型LiFePO4/C正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)和电化学手段对目标材料进行了结构表征和性能测试.考察了葡萄糖和蔗糖作为碳源对LiFePO4/C正极材料性能的影响.结果表明,以葡萄糖作为碳源的正极材料具有优良的电化学性能,首次放电比容量达136.3 mAh/g,远远高于纯的LiFePO4正极材料,随着循环次数的增加,材料的放电比容量逐渐增加,然后趋于稳定.循环30次后,比容量为139.6 mAh/g.     

催化剂前驱体Fe(NO3)3对LiFePO4/C倍率性能的影响

以蔗糖和葡萄糖为碳源,Fe(N O3)3为催化剂前驱体,用碳热还原法合成LiFePO4/C复合材料,分析了产物的微观结构、形貌及电化学性能.蔗糖热解形成的碳包覆层石墨化程度高,可提高材料的倍率性能;Fe( NO3)3可优化包覆层的碳结构.在4.2～2.5V循环,制备的LiFePO4/C复合材料的5.0 C首次放电比容量...     

蔗糖的添加对磷酸亚铁锂形态与性能的影响

以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵和蔗糖为原料,固相烧结和机械球磨相结合制备LiFePO4/C复合材料。X射线衍射结果显示:合成的LiFePO4/C物相单一、纯正,而未添加蔗糖直接合成的LiFePO4存在着杂相;扫描电镜、透射电镜表征表明:合成的磷酸亚铁锂结晶度较高、粒度分布较均匀、晶粒完整;充放电性能测试显示:LiFePO4在0.05C电流密度下充放电,其初始放电比容量仅有83mAh/g,而包覆6.8%(质量百分数)导电碳的LiFePO4/C复合材料,其比容量高达128mAh/g,即使在0.5C高倍率充放电仍保持108mAh/g。结果表明LiFePO4/C复合材料具有更优异的电化学性能。     

以腐殖酸为还原剂合成LiFePO_4/C的性能

以Fe2O3为铁源、腐殖酸为还原剂和碳源,用一步固相法合成LiFePO4/C复合材料.在有机电解液中以1.0C充放电,合成的LiFePO4/C的首次放电比容量为127.1 mAh/g,第100次循环的放电比容量为118.7 mAh/g;在Li2SO4电解液中,LiFePO4/C能可逆地嵌脱锂,以3.0 G充放电,室温和-5℃时的首次放电比容量分别为119.5 mAh/g和57.5 mAh/g.     

以炭黑为碳源制备多孔球形LiFePO4／C材料

以炭黑为碳源,采用喷雾干燥一碳热还原法（SDCTM）制备了多孔隙球形LiFePO4／C正极材料。研究了不同炭黑加入量对LiFePO4／C结晶性能、颗粒形貌、放电比容量和循环稳定性等性能的影响。结果表明：炭黑含量的增加有利于优化一次颗粒形貌,促进LiFePO4的结晶,提高其放电比容量、首次放电效率及容量保持率等电化学性能。当炭黑加入量X=2．5时,球形LiFePO4／C正极材料粒径在10μm左右,其一次颗粒粒径平均在200n／n左右,比表面积达4．15m2／g,碳含量12．0％wt。在室温下,0．1C充放电下,放电比容量为131．7mAh／g,首次放电效率为90．8％,30次循环后容量保持率为96．2％。在4C充放电下,仍有65．7mAh／g的可逆比容量,且显示了良好的充放电性能。     

以三价铁制备LiFePO4/C复合材料及其电化学性能

以Fe203、FeP04为铁源,分别采用蔗糖和活性铁粉为还原剂,设计了4条反应路线,利用热还原法制备了LiFePO4/C复合材料.用XRD和SEM对晶体结构及表面形貌进行了研究,用循环伏安法、充放电测试和交流阻抗法研究了电化学性能.制备的LiFeP04/C复合材料具有较好的电化学性能,以FePO4和活性铁粉为原料制得的复合材料性能最佳,以0.2 C充放电,首次放电比容量为151 mAh/g,第200次循环的放电比容量仍能保持99.5%.     

二次煅烧制备LiFePO4/C正极材料及其性能研究

通过高温固相还原FePO4.2 H2O的方法制备橄榄石结构的LiFePO4正极材料,分别采用蔗糖和Fe粉为还原剂,在二次煅烧的工艺下考察不同温度及煅烧时间等因素对材料电化学性能的影响,得出最佳工艺组合。结果表明Fe粉为还原剂性能优越,在700℃煅烧8 h得到的样品最佳,X射线衍射光谱法(XRD)和扫描探针显微镜(SEM)的测试也显示在该工艺下合成样品具有较好的晶体结构。同时两种方法合成的样品在0.05 C时的最大放电比容量分别达到152 mAh/g和156 mAh/g,且具有良好的循环稳定性。