锂离子电池正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2合成及表征

以过渡金属硫酸盐和氢氧化锂为原料,采用共沉淀法合成锂离子电池富锂正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明:900℃煅烧10 h合成的样品具有较好的层状结构和优异的电化学性能;在30℃以0.1 C的电流密度充放电,2.0~4.8 V电位范围内首次放电比容量高达270.1 m Ah/g,循环100次后放电比容量为212.6 m Ah/g;该材料还表现出较好的倍率性能,以5 C充放电时还有120 m Ah/g的放电比容量。     

锂离子电池正极材料Li_(1.05)Ni_(0.5)Mn_(0.45)O_2合成及电化学性能

采用氢氧化物共沉淀-高温固相法合成了Li_(1.05)Ni_(0.5)Mn_(0.45)O_2正极材料;利用X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)分别表征材料晶体结构和形貌,并采用恒流充放电和电化学阻抗(EIS)研究了材料的电化学性能。结果表明,840℃下保温15 h合成的正极材料,室温条件下以0.2 C倍率在2.75~4.6 V电压范围,首次放电比容量为181.74 m Ah/g,循环50次后容量保持率为93.74%。     

煅烧温度对Li[Li_(0.2)Ni_(0.15)Mn_(0.55)Co_(0.1)]O_2的影响

用溶胶-凝胶法合成锂离子电池用富锂正极材料Li[Li_(0.2)Ni_(0.15)Mn_(0.55)Co_(0.1)]O_2,通过XRD、SEM、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和电化学性能测试考察煅烧温度对合成材料结构和性能的影响。900℃下制备的材料具有典型的α-Na Fe O2层状结构、较好的晶型结构及良好的电化学性能。在2.0~4.8 V充放电,20℃下的0.10 C首次放电比容量为235.4 m Ah/g,库仑效率为78.5%;依次以0.10 C、0.20 C、0.50 C、0.75 C和1.00 C循环10次,再以0.20 C放电,首次1.00 C放电比容量为149.7 m Ah/g,最后一次0.20 C放电比容量为首次0.10 C放电比容量的85.9%。     

四甘醇作碳源合成Li_3V_2(PO_4)_3正极材料及其电化学性能

以LiOH·H_2O、NH_4VO_3、H_3PO_4为原料,四甘醇为还原剂,在水相中制备Li_3V_2(PO4)_3前驱体,在惰性气氛中850℃焙烧8 h得到锂电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3。X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和恒电流充放电测试表明,所得样品为单斜Li_3V2(PO4)_3,厚度约为0.5μm的片状结晶;在3.0~4.3 V(vs.Li/Li+)电压范围内以0.1 C、1 C充放电,首次放电比容量分别为123.1和113.5 m Ah/g,1 C充放电40次循环后放电比容量为111.1 m Ah/g,容量保持率为98%,具有良好的倍率性能和循环性能。     

高容量富锂层状材料Li_2MnO_3·2LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2的制备与表征

通过共沉淀法制备了富锂层状正极材料Li2Mn O3·2 Li Ni0.5Mn0.5O2,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、循环伏安和恒流充放电测试对其结构和电化学性能进行了表征。研究结果表明富锂正极材料Li2Mn03·2 Li Ni0.5Mn0.5O2具有相对高的比容量及良好的循环性能,首次放电比容量为187.2 m Ah/g,首次充放电库仑效率为74.3%,第二次充放电库仑效率升至97.6%。经过30次循环,放电比容量仍有156.8 m Ah/g,容量保持率为83.7%。     

Li[Li_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)]O_2富锂正极材料的制备及性能研究

通过液相法制得了球形Ni(OH)2,再与Mn(NO3)2、CH3COOLi通过固相法制备了富锂正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、粒度分析仪、循环伏安、交流阻抗以及充放电测试对样品的结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,合成温度为900℃时,材料结晶度高,阳离子混排程度低,颗粒表面光滑均一;在20 m A/g时,首次放电比容量为174.02 m Ah/g,在60 m A/g的高倍率放电条件下比容量仍可达到80.56m Ah/g。     

梯度包覆镍钴锰酸锂材料Li[Ni_(0.83)Co_(0.07)Mn_(0.10)]O_2的合成

采用溶胶凝胶法在球形Ni(OH)2颗粒表面包覆钴、锰氧化物,作为镍钴锰氢氧化物浓度梯度包覆的复合前驱体,然后配锂高温焙烧,合成了梯度包覆的镍酸锂复合正极材料Li[Ni0.83Co0.07Mn0.10]O2。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表观形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,该材料具有良好的六方单相层状α-Na Fe O2结构,呈类球状。切面元素线扫描显示该材料的包覆壳层中锰金属元素呈梯度变化。同时该新型梯度包覆的镍钴锰酸锂复合正极材料表现出了优越的电化学性能:在25℃下,2.8~4.3 V充放电范围,0.5 C首次放电比容量可达190.5 m Ah/g,循环50次容量保持92.5%;55℃下,该材料首次放电比容量可达210.1 m Ah/g,循环50次容量仍能保持81.1%。     

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%。     

铝集流体对锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2性能的影响

用化学蚀刻法制备了微孔铝集流体,通过扫描电镜(SEM)、剥离强度测试、充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)测试等方法研究了铝箔表面形貌及其作为正极集流体对锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2电化学性能的影响。结果表明:蚀刻后铝集流体表面为蜂窝状结构,孔径在5~20 mm,其作为正极集流体制备的样品剥离强度显著提高,0.2 C首次充放电比容量分别为198.70和176.80 mAh/g,首次充放电效率为88.98%。8.0 C循环5次后的放电比容量为134.04m Ah/g,容量保持率仍有75.81%,1.0 C循环50次后放电比容量为161.15 mAh/g,容量保持率为95.62%,倍率和循环性能优良。     

金属氢氧化物对锂硫电池性能的影响

通过水热法在锂硫电池正极材料硫碳复合物表面包覆纳米金属氢氧化物抑制多硫化物的穿梭,很好地改善了电池的循环性能。利用扫描电镜(SEM)、恒流充放电和交流阻抗等方法比较了不同包覆层氢氧化铝、氢氧化钴、氢氧化铈对锂硫电池性能的影响。其中,用氢氧化铝包覆的硫碳复合材料显示了较好的电化学性能,在100 m A/g充放电条件下,首次充放电比容量为1 192 m Ah/g,80次循环后放电比容量为797 m Ah/g,容量保持率达67%。0.5 C条件下,放电比容量达754 m Ah/g。     

一种合成LiNiO2正极材料新工艺的研究

在空气气氛中,采用固相法与熔融盐法相结合的新工艺,制备出了锂离子蓄电池正极材料LiNiO2。对LiNO3-LiOH和Ni(OH)2混合粉体进行了差热-热重分析(DTA-TG)。通过对制备的LiNiO2进行X射线衍射(XRD)分析表明:制得的LiNiO2具有!-NaFeO2结构,且晶型完整。电性能测试表明:在0.5mA/cm2的充放电电流密度和2.7～4.2V的电压范围内,其放电比容量可达138.5mAh/g,库仑效率达82%。循环20次后,放电比容量仍达114.6mAh/g。研究表明采用此工艺,能制备出电化学性能良好的LiNiO2正极材料。     

TiO_2包覆的尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能

用超声波振荡法,将粒径约为20 nm、用溶胶-凝胶法合成的TiO2颗粒包覆在流变相法合成的LiMn2O4表面,再在600 ℃下处理2 h,得到TiO2包覆的尖晶石LiMn2O4.在3.0～4.4 V,产物以1.0 C充放电的首次放电比容量为121.7 mAh/g,第100次循环的放电比容量为108.3 mAh/g;以0.5 C充放电的首次放电比容量为126.7 mAh/g,第200次循环的容量保持率为86.0%.     

三甘醇作碳源合成Li_3V_2(PO_4)_3正极材料

以LiOH·H_2O、NH_4VO_3、H_3PO_4为原料,三甘醇为还原剂,在水相中制备Li_3V_2(PO_4)_3前驱体,在惰性气氛中850℃焙烧8 h得到锂电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3。XRD、SEM和恒电流充放电测试表明,所得的样品为纯相单斜Li_3V_2(PO_4)_3,结晶为10~20 mm的团粒结构;在3.0~4.3 V(vs.Li/Li~+)电压范围内以0.1 C、1 C充放电,首次放电比容量分别为120.0和114.9 mAh/g,1 C充放电35次循环后放电比容量为112.1 mAh/g,容量保持率为98%,具有良好的倍率性能和循环性能。     

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的合成及性能

以导电炭黑为还原剂、LiH2PO4和V2O5为原料,采用碳热还原法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂Li3V2(PO4)3.研究了烧结温度和时间对产物的影响.XRD、SEM和充放电测试表明:在750 ℃下烧结12 h合成的样品属于单斜晶系,0.2 C充放电的首次放电比容量为122.0 mAh/g,第20次循环的比容量为118.4 mAh/g.     

凝胶—溶胶法制备掺杂Ni、Mn的LiV3O8

用凝胶—溶胶法,按n( LiV3O8)∶n[LiNiO2(或LiMn2O4)]=12∶1制备了掺杂Ni、Mn的LiV3O8,用XRD、循环伏安和恒流充放电测试对样品进行了分析.掺杂未对样品的晶体结构产生影响;掺杂Mn的样品在1.8～3.8V以0.1C循环,首次放电比容量为387.9 mAh/g,比未掺杂样品的299.9...     

LiFePO4前驱体FePO4的制备及性能

以FeSO4、H3PO4和H2O2为原料,通过控制反应温度、pH值、FeSO4与H3PO4的物质的量比等反应条件,合成了前驱体FePO4.在氩气气氛中煅烧FePO4、Li2CO3和葡萄糖的混合物,制备了LiFePO4.充放电测试表明:LiFePO4样品具有3.4 V的放电电压平台,在0.1 C倍率下的首次充放电比容量分别为154.1 mAh/g和146.5 mAh/g.     

用废旧锂离子电池回收的钴制备LiCoO2

用废旧锂离子电池回收的钴,通过草酸铵[(NH4)2C2O4]沉淀-固相法制备钴酸锂(LiCoO2),考察了(NH2)2C2O4用量、沉淀反应温度及时间等的影响,最优条件为:n(C2O42-):n(Co2+)=1.15:1.00,在40～50℃下沉淀10 min,相应的钴回收率为99.2%.将CoC2O4和过量5%的Li...     

草酸共沉淀法合成的LiNi0.5Mn1.5O4的性能

以LiOH H2O、Ni(CH3COO)2 4H2O和Mn(CH3COO)2 4H2O为原料,H2C2O4 H2O为沉淀剂,NH3 H2O为络合剂,通过草酸共沉淀法合成了正极材料LiNi0.5Mn1.5O4。分析了煅烧温度、煅烧时间及锂过量对产物性能的影响。在850℃下煅烧16h,锂过量10%合成的产物,具有立方尖晶石结构、规则的八面体晶形,0.1C首次放电比容量为133.0mAh/g,第30次循环时仍有129.0mAh/g,放电平台为4.7V,4V放电平台几乎消失。     

锂离子电池正极材料LiVPO4F的制备与改性

采用碳热还原法制备了锂离子电池正极材料LiAlxV1-xPO4F（x=0、0．02、0．04、0．06、0．08）。采用XRD、交流阻抗、恒流充放电及循环伏安等方法研究了材料的结构和电化学性能。结果表明：LiAl0.04V0.96PO4F样品性能较好。在0．2C的放电倍率下,该样品首次放电比容量达102．01mAh／g,30次循环之后的容量保持率为85．85％。     

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。