碳含量对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

Olivine-type LiFePO4/C composite cathode materials were synthesized by a solid-state reaction method in an inert atmosphere. The glucose was added as conductive precursors before the formation of the crystalline phase. The effects of glucose content on the properties of as-synthesized cathode materials were investigated. The crystal structure and the electrochemical performance were characterized by X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, laser particle-size distribution measurement and electrochemical performance testing. The material has a single crystal olivine structure with grain-sizes ca. 100-200 nm. SEM micrographs and the corresponding energy dispersive spectrometer （EDS） data confirm that the carbon particulates produced by glucose pyrogenation are uniformly dispersed among the LiFePO4 grains, ensuring a good electronic contact. Impedance spectroscopy was used to investigate the ohmic and kinetic contributions to the cell performance. It is found that increasing the carbon content leads to a reduction of the cell impedance due to the reduction of the charge transfer resistance. The galvanostatically charge and discharge tests show that the material obtained by adding 10% C （by mass） gives a maximum discharge capacity of 140.8mA·h·g^-1 at the same rate （C/10）. The material also displays a more stable cycle-life than the others.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备及电化学性能研究

以Li3PO4和Fe（3PO4）.28H2O为原料,采用固相法成功制备了锂离子电池正极材料LiFePO4,并讨论了Li3PO4用量对材料的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和充放电测试等手段对最终产物的物相、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,按计量比制备的LiFePO4样品具有较好的电化学性能,以0.1、0.5、1和5 C（1C=150 mA/g）的倍率进行充放电,首次放电比容量分别为135.6、123.8、116.2和56.5 mAh/g。磷酸锂过量8%制备的样品具有较好的高倍率性能,5C时放电比容量为80.3 mAh/g;而磷酸锂过量30%的样品则具有很好的小倍率放电比容量,0.1C时放电比容量为151.1 mAh/g。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4制备工艺研究进展

橄榄石型LiFePO4以其优异的电化学性能、环保、安全、低廉、热稳定性较好等优点,成为当前锂离子电池最具发展潜力的正极材料。本文简单介绍了LiFePO4结构特点及性能,重点综述了其制备工艺的研究现状,并对该材料的应用前景进行了展望。     

Electrochemical Behavior of La-doped LiFePO4/C Cathode Materials for Lithium Ion Batteries

Alien atom was used to obtain a series of LiFe1-xLaxPO4/C (x=0, 0.002, 0.005, 0.01, 0.015) cathode materials with the aim of investigating the influence of participation of La on the electrochemical behavior of LiFePO4/C. Combination of X-ray diffractometer, scanning electron microscope equipped with energy dispersive spectrometer and high resolution transmission electron microscope was applied. The results show that all the La-doped LiFePO4/C samples are olivine type crystals, La ion is sufficiently introduced into the network, and every element is well homogeneously distributed. There are many pore spaces on the surface of particles. The content of carbon in the prepared cathode materials remains 13.6% calculated by TGA/DTA curves, and the particles are wrapped by a uniformly and continuous carbon layer with the thickness of about 2 nm. Similarly, the content of Fe2P also keeps the same basically in all the cathode materials as a result of the similar ratio (2.35) of peak intensity at 36.5o and 37.1o from XRD. The increasing trend is most pronounced at doped 0.005 which presents the highest initial discharge capacity of 163 mA×h/g, lowest charge transfer resistance of 5.52 W, superior diffuse ability of lithium ion (10-11 cm2/s) and the best capacity retention current rate of about 93% after 50 cycles at 0.1 C.     

正极材料纳米Li2FeSiO4/C的溶胶-凝胶法合成及电化学性能

采用溶胶-凝胶法,以抗坏血酸作为碳源并添加表面活性剂聚乙二醇（PEG）合成纳米复合材料Li2FeSiO4/C。研究了PEG对Li2FeSiO4/C结构及电化学性能的影响。结果表明：添加PEG后合成的纳米Li2FeSiO4/C颗粒细小（约50 nm）,表面均匀包覆一层碳。因此,纳米复合粉体Li2FeSiO4/C在充放电过程中具有更小的扩散阻力和更高的电导率,而均匀的碳层能够减少活性物质与电解液之间副反应的发生。室温下以C/16倍率充放电,首次放电比容量为138.2mA h/g,并且在不同倍率下循环40次后仍保持在130.4 mA h/g。     

掺杂改性LiFePO_4正极材料制备及表征

采用微波热合法制备了掺杂LiFePO4锂电池用正极材料。通过XRD、SEM表征了材料的晶体结构和形貌,采用恒电流充放电法研究了材料的电化学性能。XRD结果表明,掺杂后的材料晶相为橄榄石型磷酸铁锂;SEM测试结果表明,加热时间延长促使材料颗粒团聚长大,且结晶完整,颗粒分布均匀。对电池的电化学测试表明,制备的掺杂LiFePO4材料表现出优良倍率性能和循环稳定性,充放电比容量分别为131.7 mAh/g和123.8 mAh/g,10次循环后比容量没有明显衰减。     

新型锂离子电池正极材料的研究进展

分析了橄榄石型磷酸锂铁(LiFePO4)的晶体结构,评述了近年来各种制备LiFePO4的方法,包括固相反应法、水热合成法、液相共沉淀法以及其他多种方法。介绍了国外对于提高LiFePO4的性能所进行的改性研究,并对其发展方向作出了展望。     

炭黑预处理对炭黑／HDPE导电复合材料性能的影响

通过用四种有代表性的处理剂对炭黑进行预处理，研究了处理后炭黑填充的HDPE复合材料的电性能、力学性能和流变性能。发现四种处理剂对复合材料的性能均有一定的改善。但也表现出各自的差异，在导电性能上表现的差异更为明显，如经钛酸酯偶联剂和硬脂酸处理的炭黑，在炭黑含量为15%时，可使复合材料的电阻率降低1-2个数量级。为此笔者分析了上述结果的原因。     

改进的共沉淀-微波法合成正极材料LiFePO_4/C

采用改进的共沉淀-微波法,利用自制加料装甓合成了橄榄石型LiFePO_4/C复合正极材料.应用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)以及恒电流充放电测试等方法对目标材料进行了结构表征和电化学性能测试.实验结果表明微波烧结8 min的样品具有单一的橄榄石型晶体结构和较好的电化学性能,0.2 C倍率下充放电测试表明,其首次放电比容量158.09 mAh/g,20次循环后,容量没有明显衰减.0.5、1、2C倍率下的平均放电容量分别为135.42、98.40、83.79 mAh/g,循环过程中样品表现出较好的循环稳定性.     

碳热还原法制备LiFePO_4/C粉体及其电化学性能

以FePO_4为铁源、Li_2CO_3为锂源、葡萄糖为碳源和还原剂,采用碳热还原法合成了LiFePO_4/C粉体。采用热重-差热(TG-DSC),X射线衍射(XRD),循环伏安(CV)及恒电流充放电测试等分析方法研究不同葡萄糖用量(7 wt%、10 wt%、12 wt%、14 wt%、17 wt%)对LiFePO_4/C粉体的结构及电化学性能影响。结果表明,葡萄糖用量为12 wt%的粉体具有最佳的电化学性能,首次放电比容量为150 m Ah/g,经30次循环后放电比容量仍有152.2 m Ah/g,容量保持率为101.5%。     

Ni、Cu共浸渍的LSCM-GDC复合阴极性能研究

固体氧化物电解池可以清洁、高效地将电能和热能转化为化学能,在新能源领域具有广阔的应用前景。La_0.75Sr_0.25Cr_0.5Mn_0.5O_3-δ(LSCM)具有较好的高温稳定性,但离子电导率相对较低,在电解过程中电催化性能不足。本文将LSCM与具有较高离子导电性的Ce_0.8Gd_0.2O_2-δ(GDC)复配构造复合电极,并以共负载的形式在复合电极中浸渍纳米Ni、Cu金属催化剂提高电极的水蒸气吸附和转化能力,Ni、Cu共负载能够同时保留单一Ni或Cu负载对电极电解机制的改善。结果表明,Ni、Cu共负载相比于单一Ni或Cu负载电极在还原性气氛下具有更高的电化学性能,在还原性气氛和800℃工作温度下,镍铜质量比2∶8的负载电极在-0.1 V过电位下的电流密度可达到2.36 A·cm^-2,极化阻抗为0.92Ω·cm²。     

固相合成Cr掺杂LiFePO4／C及其电化学性能

采用固相合成法制备了Li1-xCrxFePO4／C（x=0,0．01,0．02,0．03,0．04）,实验结果表明：采用固相合成法制备的Cr掺杂LiFePO4／C具有完善的LiFePO4橄榄石型晶体结构。发现在Cr的掺入量为0．02摩尔分数时,表现出较好的循环性能和充放电性能,在0．1C倍率充放电时,放电比容量为159．8mAh／g。     

炭黑／新酚树脂导电复合材料的电学性能研究

为制得新型导电复合材料,首先将新酚树脂羟甲基化,使其耐热性能提高。预处理后的新酚树脂在近 400℃时才开始分解。再以预处理后的新酚树脂为基体、乙炔炭黑为导电填料、玻璃纤维织物为增强材料制备了导电复合材料;确定了材料的导电性与导电填料含量的关系;当炭黑含量为3％时,材料在安全电压下发热温度达到 250℃;研究了导电复合材料的伏安特性,发现其具有非线性欧姆关系;同时也发现制备的导电复合材料具有微弱的正温度系数效应。     

酚醛树脂含量对R/C复合材料性能的影响

以石墨与酚醛树脂粉料为原料,通过热模压成形得到一种R/C复合材料。研究了质量分数为20%～30%酚醛树脂对复合材料导电、力学以及阻气性能的影响;并利用SEM分析了不同酚醛树脂含量复合材料的断口和表面形貌。结果表明,随酚醛树脂含量的增加,能够使复合材料的抗弯强度、冲击强度和电阻率明显提高,而密度先上升后下降。试验中,当酚醛树脂质量分数为22.5%时,R/C复合材料的阻气性最好,此时抗弯强度、冲击强度、电阻率和密度分别为45.5MPa,8.9J/cm2,169.3×10-6Ω·m和1.93g/cm3,其值达到或超过国内外同类研究水平。     

LiFePO4正极材料性能优化研究进展

LiFePO4作为锂离子电池一种新型正极材料,安全性好,价格低廉,环境友好,循环性能稳定。结合近几年有关LiFe-PO4的研究,从结构模型、电化学性能优化,合成方法及检测方法等方面综述了LiFePO4的发展概况,继续进行深入的理论研究和集结现代分析测试手段进行工艺改进将是提升磷酸铁锂材料性能的重点研究方向。     

LiNO3-TiO2-尿素体系燃烧合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12及电化学性能

以纳米TiO2和LiNO3为原料,尿素为燃料,燃烧法合成了锂离子电池负极材料Li4Ti5O12. 利用XRD、SEM和恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗对其进行表征. 结果表明,预设炉温850℃,尿素与锂摩尔比1,焙烧8 h,制备得到平均粒径小于500 nm、粒度分布均匀的纯相尖晶石型结构Li4Ti5O12,并具有良好的电化学性能,具有1.5 V充放电平台,在0.1 C倍率下(1 C=170 mA·h/g),其首次充放电容量达到168 mA·h/g,经过100次循环后放电比容量仍有162 mA·h/g,容量保持率96.4%.     

纳米LiMn2O4制备及电化学性能研究

以高能球磨后的MnO2为前躯体,用水热法成功合成了平均粒径为60nm的LiMn2O4纳米微粒。实验结果表明,所合成的纳LiMn2O4在0．2℃倍率放电条件下,首次放电比容量为122mAh／g,样品在经过20次循环后容量下降约为5％左右,表现出较好的电化学性能。     

锰掺杂磷酸铁锂／碳正极材料的制备及电化学性能

以MnPO4．H2O、FePO4．2H2O为锰源和铁源,碳酸锂为锂源,葡萄糖为还原剂和碳源,采用高温碳热还原法,一步制备了改性的锂离子电池正极材料LiMnO45Fe0.55,PO4／C,并讨论了合成温度对材料的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和充放电测试等手段,对最终产物的物相、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明...     

沥青基短切碳纤维/导电炭黑/丁腈橡胶复合材料的结构与性能研究

研究导电炭黑VXC72及沥青基短切碳纤维(CF)用量对丁腈橡胶(NBR)物理性能、导热及导电性能的影响。结果表明,随着导电炭黑VXC72用量的增大,NBR胶料和CF/NBR复合材料的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力和热导率逐渐增大,体积电阻率逐渐降低,而且CF/NBR硫化胶的50%、100%定伸应力和热导率比NBR硫化胶有不同程度提高。当导电炭黑VXC72用量相同时,随着CF用量的增大,复合材料的拉伸强度、撕裂强度和拉断伸长率先减小后增大,热导率基本呈线性增加,体积电阻率明显降低。     

炭黑质量分数对炭黑/聚丙烯复合材料导电性影响

采用熔融共混制备炭黑(CB)/聚丙烯(pp)导电复合材料,研究炭黑质量分数对复合材料导电性的影响。结果表明,复合材料具有明显渗滤效应,渗滤值在8%左右,炭黑经偶联处理后,渗滤值降低到5%,体积电阻率降低3个数量级;同时发现"逾渗阈值"现象出现的原因,与热力学理论吻合较好,即随着炭黑含量的增加,复合体系界面能出现饱和、过剩,当体系界面过剩达到一定值后,粒子开始形成导电网络,宏观表现为复合材料体积电阻率突降。