NASICON型固体电解质Li1.1Y0.1Zr1.9(PO4)3的SPS烧结及性能

采用溶胶-凝胶法合成NASICON型固体电解质Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃粉体.研究了不同烧结方式对Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃电解质的性能影响.通过差热分析仪分析前驱体的热性能,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、交流阻抗仪对固体电解质的物相、结构及电化学性能进行表征.结果表明,溶胶-凝胶法成功制备出纯相的NASICON型Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃,并且颗粒均匀;相比传统的无压烧结,SPS烧结明显提高了样品致密度(致密度达94.38 %),室温离子电导率高达8.99×10-5 S/cm.      

烧结温度对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法+高温固相法,首次在740~820℃制备了一系列LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料,探讨温度变化对材料结构性能的影响.通过X射线分析仪、扫描电镜、电化学工作站、电池充放电测试系统表征材料性能.结果显示在780℃烧结出的材料有纯的六方晶相、层状结构优异,在2.75~4.2 V、0.1 C倍率获得188.11 mAh/g,0.5 C循环100次后容量稳定率为88.55 %,高于其他温度制备的材料; 经过不同倍率放电后,780℃烧结出的材料不可逆容量损失远低于其他温度制备的材料.      

溶胶凝胶法对Na_3V_2(PO_4)_3晶体生长和电化学性能的影响

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法制备钠离子电池正极材料Na_3V_2(PO_4)_3。借助XRD、SEM等测试手段对样品的结构和形貌进行了深入分析,借助电化学测试手段对材料电化学性能进行了测试。结果表明:材料在750℃下保温8 h时,材料晶格发育良好。结晶度高的正极材料,在2.5～4.0 V电压下以0.2 C电流充放电,首次放电比容量达到107mAh/g,首次不可逆容量占比为1.29%,经过150次循环后,比容量保持在97.1 mAh/g,容量衰减为90.75%。     

La3+掺杂对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法制备添加了La3+的LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料, 通过XPS、X射线分析仪、扫描电镜、电化学工作站、电池充放电测试系统详细地探讨了不同添加量的La3+对材料的结构、形貌和电化学性能的影响。结果显示, 与无添加的LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料比较, 添加了La3+的材料一次颗粒尺寸更大, 球形度更好且材料的电极R_sf+R_ct阻抗均显示有所降低; 当添加x=0.01时, 材料的大电流循环稳定性得到了较大提升, 1 C条件下经过100次循环后, 添加La3+材料容量保持率为75.81 %, 而未添加材料容量保持率只有49.57 %; 添加了La3+材料制得的电池在0.5、1、5 C倍率下的放电比容量也要明显高于无添加材料。      

Zn/Fe液流电池石墨毡电极研究

将离子修饰后的石墨毡用作Zn/Fe液流电池电极.利用H₂O₂将石墨毡表面处理后放在装有硝酸钴和硝酸镍溶液中,并且在60 ℃水浴下处理24 h.利用SEM和EDS对修饰后的石墨毡进行表面形貌分析和元素分析,并研究修饰后的石墨毡对Zn/Fe液流电池电化学性能的影响.结果表明,修饰后的石墨毡,其氧化峰和还原峰明显变高,内阻减小;修饰后的石墨毡作为电极时,其充放电容量增大,库仑效率达到80 %.      

正极浆料黏度对汽车动力电池的影响

为了研究LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂正极材料浆料的黏度对锂离子汽车动力电池的影响.首先通过研究不同NMP含量对浆料黏度的影响，由此产生的对电池一致性和电化学性能的影响，再选取最优NMP含量的配方研究不同搅拌时间对正极浆料黏度的影响.利用黏度计、内阻测试仪、加速绝热量热仪、电池测试系统表征浆料的黏度、电池内阻、电池热稳定性和电化学性能，实验结果表明, NMP含量为880 g及搅拌6 h的浆料，平均黏度为6.348 pa·s，做出的电池容量差和内阻差比较小，电池在25 ℃, 2.75～4.2 V, 0.5 C倍率下首次放电比容量为163.5 mAh/g，循环100次后容量保持率为98.6 %，电池在绝热环境下充放电过程中温度最高为47.3 ℃，电池表现出良好的一致性、较好的电化学性能和热稳定性能.      

导电剂对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2全电池的影响

采用LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料,研究了SP与KS-6复合,以及SP、CNTs、KS-6三种导电剂按一定比例复合对其全电池电化学性能和内阻的影响。结果表明:添加KS-6能与SP互补协同,改善电池性能,降低内阻;SP∶KS-6配比为5∶5时,容量保持最好,循环200次,放电比容量159.1 mAh/g,内阻值和内阻平均增长速度最小。添加CNTs后,由于CNTs的特殊空间结构,具有保液能力及高电导率性能,电池性能更佳;[SP+CNTs(8∶2)]+KS-6(5∶5)时,循环200次,放电比容量174.9 mAh/g,内阻值43.1 m W,内阻平均增长速度0.052 m W/次。     

缓冲溶液对锌-钒液流电池性能影响的研究

首次提出了Zn/V液流电池,并研究了HAc/NaAc缓冲溶液对Zn/V液流电池性能的影响。通过循环伏安曲线和充放电实验测试,结果发现Zn/V液流电池放电平台电压约为1.1 V;添加HAc/NaAc缓冲溶液,Zn/V液流电池的库仑效率提高了33.3%,充电容量没有衰减。这些结果表明:Zn/V液流电池作为储能系统很有发展前景。     

Ti掺杂LiNiO2第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理超软贋势平面波法,对Ti掺杂LiNiO₂的几何结构进行优化,计算其晶体结构、原子布局、态密度、能带结构及电子结构.结果表明: Ti掺杂LiNiO₂,降低系统能量,结构更加稳定,并且使得晶胞参数c及c/a比值增大,层间距增大,有利于Li+脱嵌和迁移,从而改善其电化学性能;同时, 掺杂Ti影响周边O和Ni电子排布,使得周边O-Ni键增长, 减弱O与Ni之间的相互作用,O-Ti与O-Ni键长相近,抑制因Jahn-Teller效应导致的八面体扭曲,增强结构稳定性,改善循环性能;Ti掺杂还使得禁带宽度、能隙及电子跃迁所需能量均减小,且此时Li在材料中以离子形态存在,有利于脱嵌和扩散,增强导电性.