氧化-沉淀法合成高振实密度球形LiFePO4/C正极材料

采用氧化-沉淀法,以FeSO4.7H2O、H3PO4和H2O2为原料通过合成球形前驱体FePO4.2H2O来制备高密度球形LiFePO4/C复合材料。结果表明:当溶质浓度为0.1 mol/L,搅拌速度为500 r/min,陈化时间为36 h时,可合成振实密度高、球形度好的球状前驱体FePO4.2H2O;采用超声波浸渍液法将制备的FePO4与LiOH.H2O、蔗糖混合,通过碳热还原法合成球形LiFePO4/C。该球形LiFePO4/C正极材料的振实密度为1.68 g/cm3,在0.05 C、0.1 C和0.5 C倍率下的首次放电比容量分别为138.9、128.7和113.2 mA.h/g,经20次循环后,容量的保持率分别为99%,98.7%和98.6%。     

控制结晶法合成球形正极材料LiNi0.8Co0.2O2及其电化学性能

采用控制结晶法制备锂离子电池用高密度球形正极材料LiNi0.8Co0.2O2。对前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2制备工艺进行优化,在金属盐溶液流速为8 mL/min,搅拌速率450 r/min,pH值为11.5,氨浓度20 g/L反应36 h的条件下,合成了振实密度为2.02 g/cm3的球形Ni0.8Co0.2(OH)2。并以Ni0.8Co0.2(OH)2为原料,与LiOH.H2O进行混合研磨进行高温烧结,考察烧结制度对合成材料LiNi0.8Co0.2O2电化学性能的影响。在Li/(Ni Co)配比为1.05、氧气流量为800 mL/min,750℃下烧结16 h所得材料LiNi0.8Co0.2O2电化学性能最优:在0.2 C,3.0~4.3 V的条件下,首次放电容量达到195.4 mA.h/g,循环50次后容量保持率达到89.2%。     

球形磷酸铁锂正极材料制备中试研究

用湿法球磨-喷雾干燥法制备LiFe0.98Mg0.02PO4/C复合正极材料;用激光粒度分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜和恒流充放电等对前驱体和磷酸铁锂样品进行表征;考察不同球磨工艺对磷酸铁锂颗粒形貌、粒度分布、振实密度和电化学性能的影响。结果表明:用湿法球磨-喷雾干燥法可以制得球形颗粒、高振实密度且电化学性能优良的磷酸铁锂正极材料,原料经粗磨后再超细球磨制得的材料性能更佳,振实密度达1.67 g/cm3,在0.1 C、0.5 C和1.0 C倍率下的首次放电比容量分别为151、143和132 mA·h/g。     

高密度锂离子电池正极材料前驱体Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH的制备

采用二次干燥的化学共沉积法制备出了振实密度β-Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH作为锂离子电池正极材料的前驱体.研究了反应物浓度、聚沉剂、烘干方式和加料方式等对产物晶体结构和振实密度的影响,得到了制备高密度锂离子电池正极材料前躯体的最佳条件.X射线衍射分析表明:制备的Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH为β型六方层状结构,粒子细小,局部存在大量的晶格缺陷,反应活性较高.以此为前驱体制备的锂离子电池正极材料Li(Ni1/3CO1/3Mn1/3)O2振实密度为2.67g/cm3,晶体结构属于六方晶系,与α-NaFeO2结构类似,(003)/(104)峰强比值高达2.2,(108)峰和(110)峰分开明显,表明该前驱体制各的正极材料层状结构发育好,振实密度高,预示着优良的电化学活性和高的体积比容量.     

溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C复合材料及其性能

为了提高LiFePO4的电化学性能,以柠檬酸为络合剂和碳源,采用溶胶-凝胶法制备LiFePO4/C复合正极材料。采用FTIR和XRD等对前驱体及产物进行表征,并测试样品的电化学性能。结果表明:经700℃烧结10h所得产物具有单一的橄榄石型晶体结构,碳含量为10.81%(质量分数)。样品在0.1C下首次放电比容量为127.1mA·h/g,在0.2C、0.5C、1C下首次放电比容量分别为106.1、83.3、70.6mA·h/g。该样品在0.1C下经过20次循环后,容量还保持为126.3mA·h/g,衰减仅为0.035%。循环伏安和交流阻抗测试表明该材料具有较好的电化学性能。     

高压实密度LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料的制备及性能

将Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)(OH)_2前驱体、碳酸锂与H_3BO_3按一定配比高效混合,采用固相烧结法制备高压实密度LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2粉体正极材料,探讨H_3BO_3添加量对正极材料物理性能、极片压实密度及电化学性能的影响。使用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征材料的物理性能,将正极材料制作成软包装全电池,并对其电化学性能进行测试。结果表明:H_3BO_3具有助熔作用;能增加一次粉体正极材料颗粒的粒径,并提高颗粒致密度,对正极材料的晶体结构没有影响,但对正极材料粒径、pH、比表面积及振实密度等产生影响。将H_3BO_3添加量为0.6%(质量分数)时制备的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料制成正极片后,其极限压实密度最高达到3.9 g/cm~3;与采用常规LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料制成的正极片(压实密度≤3.5 g/cm~3)相比,其体积能量密度提高约11.4%;0.5C首次放电比容量为153.64(mA·h)/g,1C循环首次放电比容量为152.22(mA.h)/g,100次循环容量保持率为96.99%,其综合电化学性能优于常规LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料的。     

球形Li_4Ti_5O_(12)/C复合材料的制备及其性能研究

以TiCl4和导电碳黑为原料,通过外凝胶法制备出掺碳球形前驱体,再通过一定的热处理后制备出了锂离子电池球形Li4Ti5O12/C复合负极材料。采用XRD、SEM、比表面及电化学性能测试等分析手段表明,掺碳抑制了Li4Ti5O12晶粒的生长,增大了比表面积,提高了材料的反应动力学性能;掺碳后Li4Ti5O12的振实密度有所降低,但仍明显高于采用传统固相反应法和溶胶-凝胶法制备的非球形产品,掺5%碳的Li4Ti5O12振实密度可达1.71g/cm3;当充放电倍率为1.0C时,在1～3V之间充放电,其首次放电比容量高达144.2mAh·g-1,经过100次充放电循环后,其放电比容量仍有118.2mAh·g-1。     

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。     

采用前驱体混合烧结法制备的LiCoO_2的电化学性能

采用前驱体混合烧结法制备60%LiCoO2-40%Li Ni0.5Mn0.3Co0.2O2(摩尔分数)复合材料,采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对试样的显微组织和形貌进行表征,采用差热分析(TG-DSC)和过充试验测试该材料的安全性能。结果表明:与物理混合材料相比,复合材料具有很好的层状结构。混合烧结法通过前驱体的烧结使两种材料晶粒产生了融合,而产生晶粒融合的材料既保持了LiCoO2的高体积能量密度(容量为156 m A·h/g、压实密度为4.0 g/cm3),还改善了材料的导电能力和安全性能。使用该材料制成的1.6 A·h聚合物全电池,不但可以通过1C/12 V过充测试,而且具有优良的循环性能。该复合材料在常温和45℃下循环500次,容量保持率仍在85%以上。     

Li2MnSiO4/C复合正极材料的合成及电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成了Li2MnSiO4/C复合正极材料,并用TG-DTA,XRD和电化学性能测试对材料进行了表征.前驱体的TG-DTA曲线表明,合成Li2MnSiO4时烧结温度应高于500℃.XRD测试表明Li2MnSiO4具有正交结构,对应Pmn21空间群.将Li2MnSiO4/C组装成扣式电池进行电化学测试的结果表明,600℃烧结10h所得样品性能最好,首次放电比容量达到124.2mAh·g-1,为理论比容量的74.5%;循环30次后放电比容量为71.5mAh·g-1.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2及其前驱体的制备和性能（英文）

通过共沉淀法在体积为1L的简易烧杯中合成具有球形形貌的层状前驱体Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_2。探讨合成过程中影响因素,包括络合剂用量、搅拌速度和反应温度对产物形貌和性能的影响。通过高温烧结前驱体合成LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2材料。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料的形貌和晶体结构进行表征,通过充放电测试、交流阻抗和循环伏安法研究材料的电化学性能。在2.8-4.3V电压范围内,合成的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2在0.1C和1C倍率下的首次放电容量分别为199和170 mA·h/g。在1C下循环80次后,其容量保持率为92%,表明这是一种具有良好应用前景的锂离子电池正极材料。     

均匀沉淀法制备LiFePO4/C及其电化学性能

以FeSO4·7H2O、H3PO4、H2O2和尿素为原料,采用均匀沉淀法制备LiFePO4的前驱体FePO4·xH2O,研究表面活性剂PEG对前驱体FePO4·xH2O形貌的影响。并将获得的FePO4·xH2O与Li2CO3及葡萄糖混合后合成LiFePO4/C。利用XRD、SEM、循环伏安测试、电化学性能测试、交流阻抗测试等手段对LiFePO4/C进行表征。结果表明:当不添加表面活性剂PEG时,FePO4·xH2O颗粒呈球形,但团聚现象严重;添加PEG后,颗粒较分散,形貌为多面体,合成的LiFePO4/C在0.1C时的首次放电比容量为151.0 mA·h/g,倍率性能好,振实密度达1.44 g/cm3。     

原位掺杂的高镍正极材料LiNi0.92Co0.039Mn0.038Zr0.003O2的烧结工艺与性能

采用共沉淀-固相烧结法成功制备了锆离子原位掺杂的高镍正极LiNi_0.92Co_0.039Mn_0.038Zr_0.003O₂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)和恒流充放电测试等探究了不同烧结温度、烧结时间以及锂配比对高镍正极材料的结构及电化学性能的影响。结果表明：当烧结温度为720℃、烧结时间为18 h、锂配比为1∶1.02时，烧结得到的材料具有最佳的电化学性能。在30℃、0.1 C的测试条件下，其首次放电比容量为234.5 mAh·g^-1,首次库伦效率为89.9%;其在1 C倍率下循环100次后容量保持率为98.6%。     

合成条件对氢氧化物共沉淀法制备锂离子电池层状正极材料Li[Ni_（1/3）Co_（1/3）Mn_（1/3）]O_2的影响

以共沉淀法制备的过渡金属氢氧化物前驱体合成锂离子电池层状正极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2。考察氨与过渡金属阳离子的配位效应对Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2材料的结构和电化学性能的影响。SEM分析结果表明,当NH3·H2O与过渡金属阳离子的总摩尔比为2.7：1时,获得了分布均一的颗粒为过渡金属氢氧化物共沉淀,合成的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2材料的平均粒径约为500nm,振实密度接近2.37g/cm3,接近商品化的LiCoO2正极材料的振实密度。XRD分析结果表明,合成的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2材料具有六角晶格层状结构。Li/Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2电池在2.8-4.5V电压范围内的0.1C倍率测试结果表明,首次放电容量达181.5mA·h/g,0.5C倍率循环50次后的放电容量为170.6mA·h/g。     

Effects of Mn-Precursor on Performances of LiMn2O4 Cathode Material for Lithium Ion Battery

通过固相烧结工艺,制备了铝掺杂的Li Mn2O4锂离子电池正极材料。其中球型化及鳞块状的Li Mn2O4分别由Al共沉积的锰氧化物(CMO)前驱体及电解二氧化锰(EMD)前驱体制备。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电感耦合等离子光谱仪及方型铝壳全电池充放电测试等手段对试样的物化指标进行了测试。结果表明两组试样都为纯相,同时以CMO为前驱体制备的Li Mn2O4材料具备较好的球型度,更高的振实密度以及更优异的电化学性能。     

锰前驱体对锂离子电池正极材料LiMn_2O_4性能的影响(英文)

通过固相烧结工艺,制备了铝掺杂的Li Mn2O4锂离子电池正极材料。其中球型化及鳞块状的Li Mn2O4分别由Al共沉积的锰氧化物(CMO)前驱体及电解二氧化锰(EMD)前驱体制备。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电感耦合等离子光谱仪及方型铝壳全电池充放电测试等手段对试样的物化指标进行了测试。结果表明两组试样都为纯相,同时以CMO为前驱体制备的Li Mn2O4材料具备较好的球型度,更高的振实密度以及更优异的电化学性能。     

熔融盐法合成高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2-xAlxO2

利用低共熔组成的0.38LiOH-0.62LiNO3混合锂盐体系,与高密度前驱体Ni0.8Co0.2-xAlx(OH)2(0≤x≤0.15)在低温下自混合,无需前期研磨和后续洗涤,直接制备出高密度Co-Al共掺杂的锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2-xAlxO2(0≤x≤0.15)。X射线衍射分析结果表明,合成的LiNi0.8Co0.2-xAlxO2具有规整的层状α-NaFeO2结构。扫描电镜显示产物颗粒均匀,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的振实密度达2.97g·cm-3。电性能测试表明,在0.2C放电倍率和3.0～4.3V的电压范围内,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2首次放电比容量达167.5mAh·g-1,且具有良好的循环性能。     

共沉淀法制备Li_2FeSiO_4/C正极材料

采用共沉淀法以正硅酸乙酯、硫酸亚铁、碳酸锂为原料,并加入了导电炭黑制备了Li2FeSiO4/C前驱材料,前驱体在高温(800℃)氩气气氛中进行焙烧得到了Li2FeSiO4/C正极材料。利用X射线衍射、扫描电镜对样品进行表征,并组装成电池,通过了交流阻抗(EIS)、恒流充放电测试研究其电化学性能。结果表明:该方法制备的Li2Fe Si O4/C晶型良好,晶粒分布均匀,晶粒尺寸在400~600 nm;材料的电导率为2.21×10-13m2s-1,室温下0.1、0.2、0.5、1C(1C=166 m A/g)电流放电,放电容量分别达到了163.5、152.5、113.6、106.1m Ah/g,0.2 C放电下循环放电容量较稳定。     

高密度锂离子电池正极复合材料LiFePO4/C

以FeC2O4-2H2O、NH4H2PO4、Li2CO3和乙炔黑为原料,采用两步固相反应法制备了高密度LiFePO4/C正极复合材料.利用差热(DSC),热重(TGA)和X射线衍射(XRD)等分析手段具体探讨了第一步固相反应中可能存在的反应过程和中间产物.利用扫描电镜表征了复合材料LiFePO4/C中LiFePO4微粒形貌和接触状态.结果表明,乙炔黑的含量是影响LiFePO4微粒尺寸和微粒间接触界面的重要因素.在一次热处理的基础上,二次球磨和烧结有利于第二次固相反应过程中反应物质的接触和传质,较一步固相法提高了生成的LiFePO4的振实密度.当乙炔黑的含量(质量分数)为0.1%～1.5%时,两步固相法所制正极材料LiFePO4/C的振实密度可达到1.7 g/cm3,初次放电容量达到105 mA.h/g.     

高振实密度球形LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2粉末的合成及性能

以共沉淀法制备的球形Ni_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)CO_3粉末为前驱体,按一定的比例将碳酸锂与前驱体混合,然后采用高温固相法合成高振实密度球形LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2正极材料.该材料的振实密度达到2.60 g/cm~3,与商品化LiCoO_2的密度相当.SEM分析表明, LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2正极材料与前驱体形貌有良好的继承性,均为理想的球形.XRD物相分析表明,在不同合成温度下的Li Ni_(0.5)Co_(0.3) Mn_(0.2)O_2产物均为具有α-NaFeO_2层状结构的纯相物质,在较高合成温度下所得材料的结晶度较高.电化学性能研究表明,在2.7～4.3 V的电压范围内,电池的放电比容量在0.2C倍率下为168.1 mA-h/g,在1C倍率下为157.6 mA-h/g;经50次循环后,两种放电条件下的电池容量保持率分别为95.1%和97.2%,显示出良好的电化学性能.