富锂材料Li[Li_(0.17)Ni_(0.17)Co_(0.10)Mn_(0.56)]O_2包覆LiCoPO_4电化学性能研究

通过共沉淀法与高温固相法相结合的方法合成锂离子电池用富锂层状正极材料Li[Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56]O2,利用液相沉淀法对材料进行Li Co PO4包覆,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料物性进行表征,利用恒电流充放电仪对材料电化学性能进行研究,结果表明包覆后材料电化学性能有较大改善,0.05 C首次放电比容量为245m Ah/g,经过50次循环后放电比容量为232 m Ah/g,且经过Li Co PO4包覆后材料首次效率明显提高,同时循环及倍率性能也得到改善,包覆层Li Co PO4不仅允许更多锂离子嵌入材料,而且隔绝富锂材料与电解液接触,有效阻止材料与电解液发生反应。     

不同温度烧结制备Li[Li_(0.17)Ni_(0.17)Co_(0.10)Mn_(0.56)]O_2

将共沉淀反应与高温固相烧结相结合制备富锂层状正极材料Li[Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56]O2。用XRD、SEM、充放电和电化学阻抗谱(EIS)等方法研究烧结温度对产物电化学性能的影响。在850℃下烧结得到的材料,循环性能和倍率性能良好。以0.05 C(1.00 C=250 mA/g)的电流在2.0~4.6 V放电,样品电池的首次放电比容量可达260.5 mAh/g。     

非晶硼磷玻璃包覆Li[Li_(0.2)Co_(0.13)Ni_(0.13)Mn_(0.54)]O_2正极材料的研究

采用聚合物热解的方法合成了富锂正极材料Li[Li0.2Co0.13Ni0.13Mn0.54]O2(RLMO),并对其进行硼磷玻璃(BPG)表面包覆。经过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)实验表明,材料颗粒尺寸在100~200 nm范围,其表面明显具有非晶包覆层,且表面包覆不会改变材料的主体结构。在2.0~4.8 V范围内进行恒流充放电测试表明,非晶硼磷玻璃包覆材料(BPG-RLMO)具有更高的首次放电比容量(279.5 m Ah/g,30 m A/g)、高的首次库仑效率(91.3%)和优异的循环稳定性(100次循环后容量保持率为86.4%,30 m A/g)。这些结果表明非晶硼磷玻璃包覆可有效抑制电解液的表面分解和所引起的表面结构破坏,提高了材料的首次库仑效率和循环稳定性,为高性能富锂正极材料的发展提供一种可借鉴途径。     

Al_2O_3包覆正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

采用高温固相法制备LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料,并用三氧化二铝(Al_2O_3)进行表面包覆改性。通过XRD、SEM对材料晶体结构、形貌进行分析,用恒流充放电和循环伏安等对材料进行测试。Al_2O_3包覆的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料具有典型的空间群,为R-3m的六方层状α-Na Fe O2结构。以0.2 C在2.5~4.3 V循环,Al_2O_3包覆量为1%的材料电化学性能最好,首次放电比容量可达145.7 m Ah/g,第30次循环的容量保持率为94.0%,比未包覆Al_2O_3材料在相同条件下的放电比容量提高了6.3%。     

纳米材料Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的合成及性能研究

以低熔点盐为原料,通过熔盐法及煅烧合成纳米富锂正极材料Li_(1/2)Ni_(0.3)Mn_(0.6)O_2。煅烧温度对产物的结构、形貌和电化学性能有直接影响。在800℃烧结10 h可得到粒径均一、层状结构良好、具有良好循环性能和较高倍率性能的纳米富锂材料。在2.0~4.8 V以1.0 C(200 mA/g)倍率充放电,首次放电比容量为185 mAh/g,循环50次的容量保持率为94%。     

尖晶石Li_(1.06)Mn_2O_4的合成及其电化学性能

利用热重-差热曲线(TG-DTA)对LiOH·H2O+MnO2前驱体进行了分析,通过高温固相法合成了材料,考察了煅烧温度和煅烧时间的影响。采用X射线衍射光谱法(XRD)、循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)对材料的结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,合成尖晶石Li1.06Mn2O4的最优条件为煅烧温度850℃、煅烧时间18 h,合成的材料,室温下0.1 C放电,其首次放电比容量为128.3 mAh/g,循环6次后放电比容量仍保持在122.0 mAh/g,电化学性能及结晶度均较好。     

Ti掺杂对Li_(1.167)Ni_(0.4)Mn_(0.383)Co_(0.05)O_2的影响

用氢氧化物共沉淀法结合固相反应合成锂离子电池正极材料Li_(1.167)Ni_(0.4-x)Mn_(0.383)Co_(0.05)Ti_xO_2(x=0、0.02、0.04、0.06和0.08)。通过XRD、SEM、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和电化学性能测试,考察Ti掺杂量x对产物晶体结构和电化学性能的影响。Ti掺杂可提高材料的循环性能,Li_(1.167)Ni_(0.36)Mn_(0.383)Co_(0.05)Ti_(0.04)O_2材料具有最优的电化学性能,以0.1 C在2.0~4.8 V循环,首次放电比容量为186.6 m Ah/g,循环10次的容量保持率为99.4%。     

高温固相法合成LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2的电化学性能

以LiOH·H_2O为锂源,采用高温固相法合成LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料,研究合成温度对产物微观形貌和脱锂行为的影响。XRD及SEM分析可知:产物为α-NaFeO_2型层状结构,未发现杂质。在800℃下,合成产物的电化学性能良好,在3.0~4.3 V充放电,电流为28 mA/g时的首次放电比容量为172 mAh/g,第100次循环的比容量为159.4 mAh/g。     

Mg掺杂对Li_(1.17)Mn_(0.48)Ni_(0.23)Co_(0.12)O_2的影响

以氨水和NaO H为络合剂和沉淀剂,采用氢氧化物共沉淀法合成了锂离子电池正极材料Li1.17Mn0.48Ni0.23Co0.12-MgxO2(x=0,0.01,0.02,0.03,0.05)。并利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和电化学测试对其晶体结构、形貌和电化学性能进行了表征。研究表明:掺杂适量的Mg能够降低材料的阳离子混排度,改善材料的循环性能。Li1.17Mn0.48Ni0.23Co0.12Mg0.03O2具有最优的电化学性能,在0.1 C(1 C=358 mA h/g)下首次放电比容量为234.7 mA h/g,在0.1 C下循环10次后容量保持率为99.3%。     

正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的表面包覆改性研究

采用共沉淀结合固相反应方法合成了富锂的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料,并分别以CeO2和AlF3对这种材料进行了表面包覆改性。采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)等方法表征材料的结构和形貌。所合成的球形Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料为层状晶体结构。AlF3可以均匀包覆在Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料表面,包覆层厚度约为2 nm。AlF3包覆后富锂材料的电化学性能提升效果优于CeO2。AlF3包覆量为1%时,该富锂三元氧化物正极材料的首次充放电效率、容量保持率及倍率性能得到了显著的提高。EIS分析表明,AlF3包覆可避免富锂三元氧化物正极材料与电解液的直接接触,降低了传荷阻抗,从而有效提高了材料的电化学性能。     

锂离子电池正极材料Li[Li0.20Ni0.128CO0.136Mn0.536]O2的研制

采用共沉淀法得到前驱体M(OH)2(M=Ni、Co、Mn)后与氢氧化锂(LiOH·H2O)进行高温固相反应得到锂离子电池正极材料Li[Li0.20Ni0.128Co0.136Mn0.536]O2,并对该材料进行Al2O3包覆.通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和电化学测试手段对产物的结构、形貌以...     

锂离子蓄电池正极材料表面包覆研究进展

综述了目前对锂离子蓄电池正极材料主要是LiCoO2、LiMn2O4和LiNiO2及其掺杂衍生物进行表面包覆改性的方法、所用材料、效果以及机理的最新进展。LiCoO2、LiNiO2和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的热稳定性较差,LiMn2O4和LiNi0.8Co0.2O2由于与电解液的恶性相互作用等原因高温循环性能很差。在正极材料表面通过各种方法包覆一层阻隔物,可弥补材料的缺点,提高材料的实用性。包覆材料主要包括无机氧化物、无机盐、单质和导电聚合物四大类,其中AlPO4和LiMn2O4包覆可明显提高LiCoO2等的热稳定性,LiCoO2、LiAlO2和SiO2包覆可提高LiMn2O4等高温时的循环稳定性。表面包覆是一种非常简便有效的改善锂离子蓄电池正极材料性能的方法,很具有应用前景。     

锂离子蓄电池正极材料锂钒氧化物研究进展

近年来 ,锂离子蓄电池因其优异的特性而受到化学电源界的极大重视。有关锂离子蓄电池正极材料的研究大部分集中在过渡金属嵌锂氧化合物上。本文对正极材料应具备的结构、性质及目前研究较多的层状化合物LiCoO2 、LiNiO2和尖晶石型化合物LiMn2 O4 类正极材料作了简单叙述 ,重点对嵌锂氧化钒系列化合物LixVO2 、LixV2 O4 、Li1 xV3 O8和LiNiVO4 等正极材料的制备方法、结构及电化学性能之间的关系及近期研究现状进行了阐述。随着新技术、新方法的出现 ,大容量的层状化合物Li1 xV3 O8及高电压反尖晶石型LiNiVO4 有望成为新一代性能优良的锂离子蓄电池正极材料     

Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的PVP凝胶燃烧法合成

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)凝胶燃烧法合成了高容量的Li[Li0.2Mn054Ni0.13Co0.13]O2正极材料,研究其结构、形貌和电化学性能.X射线衍射光谱法(XRD)分析表明材料为典型的α-NaFeO2结构,R-3m空间群,结晶良好.从扫描电子显微镜(SEM)图可见材料的晶型发育良好,粒径均匀,大部分晶粒的粒径在0.1～0.2 μ上m,平均粒径为0.16 μm.材料在0.1 C下的首次充电比容量为351.5 mAh/g,放电比容量为284.3 mAh/g,库仑效率为80.9％.0.5 C和1C的首次放电比容量分别为236.1和210.0 mAh/g,分别相当于0.1 C首次放电比容量的83.0％和73.9％.该材料在1C下经过30次循环,容量保持率为85.3％.第2～30次充放电平均库仑效率为98.9％,具有良好的充放电可逆性.     

锂离子蓄电池负极材料Co3O4的制备及性能

采用机械球磨制备了不同粒径的锂离子蓄电池负极材料Co3O4。经过长时间的机械球磨后材料混合均匀,颗粒尺寸被粉化至2.08μm。电化学性能测试表明随着球磨时间的不同,颗粒尺寸的细化,材料的首次嵌锂容量从945mAh/g提高到1018mAh/g,脱锂容量也由406mAh/g提高到632mAh/g。减小Co3O4粒度不仅可以提高Co3O4的可逆容量,而且改善了Co3O4的循环稳定性。过渡金属氧化物Co3O4作为锂离子蓄电池负极材料具有一定的应用前景。     

锂离子电池正极材料LixNi0.02Co0.02Mn1.96O4中镍和钴的连续测定

采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法对锂离子电池正极材料锰酸锂中掺杂元素镍和钻的测定;探求了各元素的测定条件.测定的镍、钻的工作曲线相关系数分别为0.9999、0.999 7;镍、钻的加标回收率分别是97.2%-101.6%、97.6%-102.6%,该方法具有简单快速、准确度高、精密度好等优点,满足实验室和生产过程中质量...     

工业化LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2阴极材料精细合成条件研究

通过高温固相法合成了层状三元LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2阴极材料,考察了烧结温度和锂过量的微小差别对电极性能的影响。扫描电子显微镜实验证实当烧结温度高于980℃时,合成的样品棱角分明,而在950℃以下合成的样品主要是球形。随着循环的进行,对于在900和930℃合成的样品,放电容量几乎成线性降低;当合成温度高于980℃时,随着循环的进行放电容量呈S型变化。900℃合成的样品初始比容量为170 mAh/g左右(循环窗口3.0~4.3 V),100次以后比容量为140 mAh/g。锂过量6%(摩尔分数)时综合性能较好。     

用预循环方法控制富锂锰Li_(1.13)Mn_(0.54)Ni_(0.27)Al_(0.06)O_2的不可逆容量

研究了不同预循环电压对富锂锰正极材料Li_(1.13)Mn_(0.54)Ni_(0.27)Al_(0.06)O_2电化学性能的影响,重点考察了不可逆容量。电化学测试数据表明:采用上截止电压为4.4~4.6 V进行预循环可使初始不可逆容量降低一半;采用阶梯电压预循环制度可有效提高材料电化学性能,初始不可逆比容量从252 mAh/g降低至98 mAh/g,容量保持率达到94.4%,且在10 C倍率下放电比容量依然保持在81 mAh/g;富锂锰正极材料的初始不可逆容量主要来自三个方面:SEI膜的形成、Li_2MnO_3的活化和电解液分解。