溶剂热反应时间对磷酸锰铁锂复合正极的结构和性能研究

磷酸锰锂材料因其电子电导率低和电极动力学性能差而严重限制了其进一步大规模应用。本文使用溶剂热反应来制备LiMn0.8Fe0.2PO4/C材料,探讨溶剂热反应的时间对该材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明,当溶剂热反应时间为18 h时,样品L-18h具有良好结晶度,LiMn0.8Fe0.2PO4/C纳米颗粒形貌规整,晶粒尺寸均匀,表现出优异的可逆性能和倍率性能,电子电导率得到明显提升。因此,通过调控溶剂热反应时间,可以优化电池的电化学性能和反应动力学性能。该研究为促进锂离子电池正极材料的实际应用提供理论指导与实验依据。

硼酸对硬炭基负极的结构和电化学性能的影响

在预炭化硬炭前驱体酚醛环氧树脂中掺入硼酸制备含硼原子的锂离子电池硬炭基负极材料.通过X射线衍射仪分析、扫描电子显微镜等对材料的微观结构进行表征,采用氮气吸脱附法测定材料的孔特性和比表面积,利用循环伏安、交流阻抗以及恒电流充放电实验研究材料的电化学性能.结果表明:随着硼酸掺入量的增加,硬炭的层间距、比表面积、孔体积和首次不可逆比容量变小,首次库伦效率提高,硼酸掺入质量分数为10%时,硬炭可逆比容量从332.2mAh·g^(-1)增长到461.1mAh·g^(-1),对应的固体电解质中间相膜的电阻从33.86Ω减少为24.53Ω.

Ti^(4+)掺杂对磷酸钒锂材料结构和电化学性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和高温固相法制备锂离子电池正极材料Li_3V_(1.93)Ti_(0.05)(PO_4)_3/C,研究Ti^(4+)掺杂对Li_3V_2(PO_4)_3材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:利用溶胶-凝胶法和高温固相法均得到单斜晶系结构,且无杂相存在,少量Ti^(4+)掺杂并未影响材料的结构形貌,但显著改善了电化学性能。溶胶-凝胶法掺杂Ti^(4+)试样在0.2 C和12 C放电比容量分别为129 m Ah·g^(-1)和102 m Ah·g^(-1),明显高于高温固相法掺杂Ti^(4+)试样,且循环性能良好。研究表明利用溶胶-凝胶法掺杂是一种改善离子掺杂效果的有效路径。

pH值对新型溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C结构和性能的影响

以价廉的FeCl2·4H2O为原料、采用改进的溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/C正极,考察了溶胶体系pH值对凝胶时间、正极材料结构、形貌和性能的影响。研究表明,不同pH值时胶粒表层吸附的电荷数量不同、造成排斥力大小不同,从而导致凝胶时间的差异。pH值为3时制备的LiFePO4/C试样颗粒细小、分布均匀、团聚现象不明显,晶粒尺寸为最小的39.6nm;该试样在1C、5C时的放电容量分别为132.2mAh/g、94.7mAh/g,氧化还原反应峰电位差最低,具有良好的电化学性能。

以酚醛树脂为碳源合成锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3/C

以酚醛树脂为碳源,分别采用了固相法和溶胶凝胶法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。结果表明,高分子材料酚醛树脂是一种优良的碳源材料,其热解后得到的导电网络能够有效的提高Li3V2(PO4)3的电化学性能;两种试样的充放电曲线和交流阻抗图谱体现出了试样良好的可逆性,其极化程度很低,电荷转移电阻小;而相对于固相法来讲,溶胶凝胶法和表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)的共同作用能够有效的将颗粒粒径控制在纳米级别。用这种方法合成的试样在15 C下充放电比容量也能高于90 m Ah/g,5 C倍率下循环50次比容量无衰减,证明了以酚醛树脂为碳源并采用溶胶凝胶法合成的试样具有很好的倍率性能与循环性能。

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3/C的最新进展

Li3V2(PO4)3是继磷酸铁锂之后的另一个极具市场潜力的锂离子电池正极材料,有望应用于电动车和混合动力车。综述了2011-2013年国内外研究者对Li3V2(PO4)3正极材料各方面的最新研究成果,包括制备方法上的创新,既有对传统方法的改进与创新,也有首次使用的新型制备方法;使用各种新型碳源和包覆手段来形成更加均匀的碳层;使用新的掺杂离子,包括金属阳离子掺杂和以Cl-进行阴离子掺杂;最后讨论了材料颗粒的纳米化进程。这些新的研究成果均展示了Li3V2(PO4)3正极材料的广泛应用前景。