喷雾干燥法制备LiCoO_2超细粉

本文研究了一种新型的制备锂离子电池正极材料的工艺方法通过喷雾干燥法制备出 Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２超细粉试验中， 进行了混合粉体的 Ｄ Ｔ Ａ Ｔ Ｇ Ａ 分析； Ｘ Ｒ Ｄ 谱分析显示， 所得 Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ 为具有α Ｎａ Ｆｅ Ｏ２ 层状结构的 Ｈ Ｔ Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ ； 从 Ｓ Ｅ Ｍ 照片可见， Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ 粉末元素分布均匀， 粒径为几百纳米；电化学性能测试结果表明， 其充电容量为１４８ｍ Ａ·ｈｇ ， 放电容量为１３５ｍ Ａ·ｈｇ，

LiCoO_2正极材料的制备及其应用研究

介绍了锂离子电池正极活性材料LiCoO2 的国产化中试批量制备工作、电极材料性能及其在锂离子电池上应用研究的情况。研制的LiCoO2 正极材料具有容量高、循环寿命长及其安全性好等特点。

LiCoO_2正极材料的络合法合成及其电化学性能研究

采用络合法制备了锂离子电池的活性正极材料LiCoO2纳米粉体,实验表明:合成的LiCoO2粉体结晶良好,层状结构发育完善,平均粒径为60nm而且粒径分布窄,比表面积大.电池充放电测试表明,正极的电化学性能与LiCoO2粉体的合成温度有关,其中700℃合成得到的LiCoO2正极材料具有最优的电化学性能:首次放电比容量高达167mAh/g,30次循环后其可逆比容量仍高达144mAh/g,容量损失13.8％.

锂离子电池正极材料LiCoO_2的微波合成及结构表征

改变原料的Li,Co摩尔配比,利用微波法制备出锂离子电池正极材料LiCoO2,同时考察了微波辐照时间对反应体系温度的影响,并采用电子显微镜、红外光谱和X射线衍射技术对产品的晶体结构进行分析.结果表明,Li,Co的摩尔比为1 05∶1时,所合成的LiCoO2晶体纯度高,具有良好的层状结构.与传统合成法相比,微波合成法具有反应时间短,能耗低,合成效率高,颗粒均匀性良好等特点.

溶胶凝胶法制备纳米LiCoO_2

采用 溶胶凝胶 法制 得了 纳 米 Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ ，经 Ｘ Ｒ Ｄ 、 Ｔ Ｅ Ｍ 、 Ｉ Ｃ Ｐ 及 Ｂ Ｅ Ｔ 作 了 测 试与 表 征表 明， Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ 粒径约 ３０ ｎ ｍ ，其 Ｃｏ 质 量 分 数为 ５９８０ ％ ， 杂元 素 含 量 较 低． 充 放 电实 验 结 果 表 明，纳 米 Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ 具有 较高的放 电容量 及优于普 通 Ｌｉ Ｃｏ Ｏ２ 的循环稳 定性． 将纳米 样按质量 分数１０ ％ 加 入普通样中 ，最佳混 样的放电 容量虽 未提高，但 循环稳 定性大大 改善． 循环伏 安及交流 阻抗测 试解释了纳米样 及混样 的放电结 果． 对 混样存 在一最佳 配比的原 因进行 了探讨．

从废旧锂离子电池中回收制备LiCoO_2的结构与性能研究

以从废旧锂离子电池中回收的钴锂为原料,Na2CO3为沉淀剂,聚乙二醇为分散剂,用共沉淀法制备了LiCoO2粉体。用DSC-TG对前躯体进行了差热分析。结果表明:在煅烧过程中有3次明显的失重,650℃以后失重曲线趋于平直。用XRD对LiCoO2进行了晶相分析,在750℃制备的LiCoO2晶格常数为:a=2.81013×10-10m,c=14.0346×10-10m,c/a=4.99429,接近于标准LiCoO2的晶格常数。用BET分析了LiCoO2的粉体比表面积,其值为18.55m2/g,并通过SEM观察到平均颗粒半径为70nm左右,属于纳米级粉体。首次充电容量达146mAh/g,放电容量达142mAh/g,10次循环后仍保持96%的放电比容量。

氧化还原溶胶-凝胶法制备LiCoO_2

首次采用氧化还原溶胶 -凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiCoO2 ,并采用电化学测试 ,XRD ,TEM ,SEM和BET对其进行了表征。考察了Li/Co摩尔比对材料首次充放电容量的影响 ,比较了不同合成方法对材料比表面积的影响。结果表明 :Li/Co摩尔比应不小于 1。由本方法制备的LiCoO2 正极材料具有较高的首次充放电比容量和可逆放电容量 ,完整而稳定的层状结构 ,均匀的粒径分布和较小的平均粒径 (3 5 0nm )以及较大的比表面积。在充放电速率不大于 0 .5C和电压在 3 0～ 4 2 5V范围内时 ,材料具有良好的循环性能。循环 10 0次后 ,容量保持率高达 96 3 %。

C/LiCoO_2系锂离子电池低温充放电性能

研究了低温(-20℃)对锂离子电池充放电性能的影响,并与其常温(25℃)性能作了比较。结果表明:在低温条件下电池的放电性能显著变差,0 2C放电时,放电容量仅为常温放电容量的77%,放电平台比常温时降低了0 5V;1C放电时,放电容量仅为0 2C放电容量的4%。低温充电性能也明显恶化,恒压充电时间增长。锂离子电池低温电化学性能变差,主要是低温条件下锂离子在正负极颗粒中固相扩散阻抗增大引起的。

固相合成条件对LiCoO_2结构与形貌的影响

研究了热处理制度、气氛以及原料等合成条件对LiCoO2结构形貌的影响。研究结果表明:高温时LiCoO2的生长呈现各向异性并有层状结构外露,易出现烧结、晶粒长大的现象;提高氧分压有利于减小LiCoO2晶粒及颗粒粒径,还可抑制颗粒之间的团聚。提出了以两段连续烧成法合成LiCoO2的工艺,简化了合成工艺,解决了低温下反应速度慢,高温下易烧结而难控制粒径的问题。

LiCoO_2的形貌与结构对其电化学性能的影响

研究了对电极界面状态有重要影响的LiCoO2物理参数如粒径分布、比表面积及表面形貌等对LiCoO2电化学性能的影响。研究结果表明:粒径及比表面积对LiCoO2电极的容量循环稳定性及电压循环稳定性有较大的影响;适宜的粒径分布有助于提高LiCoO2电极的循环稳定性,过大的比表面积会使电极循环稳定性急剧下降;随着晶块尺寸的减小,LiCoO2材料在大电流下的放电性能得到改善;在优化条件下合成的LiCoO2样品具有最佳的高倍率性能、较高的容量及电压循环稳定性。

新合成方法制备的LiCoO_2正极材料的结构和电化学性能研究

采用新合成方法制备了锂离子二次电池正极材料LiCoO2。通过ICP鄄AES、XRD、SEM、电化学方法等测试分析了所合成材料的物理性质和电化学性能,并与商品LiCoO2材料作了对比研究。同时分别以国产MCMB和石墨作负极活性物质、合成的LiCoO2作正极活性物质做成锂离子电池,对其电化学性能进行了测试。实验结果表明,所合成的LiCoO2材料的电化学性能优于其它两种商品LiCoO2材料,其初始放电容量为155.0mAh·g-1,50次循环后的容量保持率达95.3%,而且以此为正极的锂离子电池也表现出优良的电化学性能。计时电位分析结果还表明,合成的材料在充放电循环过程中发生了三次相转变过程,但相变过程具有良好的可逆性。

凝胶燃烧法合成LiCoO_2超细粉体的研究

以 ＬｉＮＯ３和 ＣＯ（ＮＯ３）２·６Ｈ２Ｏ为原料，柠檬酸为燃料．采用凝胶低温燃烧技术合成了 ＬｉＣｏＯ２超细粉体，并利用各种分析技术时柠檬酸和硝酸盐形成的凝胶及凝胶燃烧合成的粉体进行了研究．泞檬酸－硝酸盐凝胶在３５０－４００℃之间发生燃烧反应、得到黑色疏松粉体．Ｘ射线衍射分析表明，适当提高柠檬酸在凝胶中的含量．燃烧后得到的粉体晶粒尺寸显著减小：未经燃烧的粉体中除含有ＬｉＣｏＯ２外，还有ＣｏＯ，Ｌｉ２ＣＯ３等杂质相．但在４５０℃下经短时间锻烧后，杂质相消夫、其晶相为层状岩盐结构的高温 ＬｉＣｏＯ２相．扫描电镜和透射电镜观察发现，随着假烧温度的提高．ＬｉＣｏＯ２粉体的粒径有所增大，但远小于在相同煅烧条件下用固相反应法制备的ＬｉＣｏＯ２粉体，这表明采用燃烧法更适于合成具有单一相结构的，可在低温条件下烧结的超细ＬｉＣｏＯ２粉体．

ICP-AES法测定LiCoO_2中杂质成分的分析方法研究

研究建立了电感耦合等离子发射光谱 (ICP AES)法测定锂离子电池电极材料中杂质成份镍、铁、钠、钙的分析方法。试样分析与误差统计结果分别为 :相对标准偏差(RSD) (n=6) :镍≤ 2 5 %、铁≤ 4 4%、钠≤ 8 5 %、钙≤ 4 6 % ,加标回收率 :镍 98 3 %～1 0 1 3 %、铁 99 6 %～ 1 0 2 5 %、钠 99 6%～ 1 0 2 5%、钙 96 0 %～ 1 0 0 %。该分析方法准确、简便、快速 ,完全能满足锂离子电池电极材料分析的要求。

Pechini法制备LiCoO_2机理的研究

以硝酸钴和氢氧化锂为原料,柠檬酸为络合剂,乙二醇为交联剂,用Pechini法制备了LiCoO2粉体,研究了反应体系的最佳pH值,用红外光谱研究了络合和酯化这两个关键步骤.结果表明pH=5时,溶液中柠檬酸主要以HCit2-离子的形式存在.在络合过程中,Co2+ 和HCit2-生成络合物,而Li+均匀分散在柠檬酸溶液中.在酯化聚合过程中,乙二醇将不同的络合物分子聚合到一起,脱水而形成具有空间结构的凝胶.

用废旧锂离子电池回收的钴制备LiCoO_2

用废旧锂离子电池回收的钴,通过草酸铵[(NH4)2C2O4]沉淀-固相法制备钴酸锂(LiCoO2),考察了(NH4)2C2O4用量、沉淀反应温度及时间等的影响,最优条件为:n(C2O42-)∶n(Co2+)=1.15∶1.00,在40～50℃下沉淀10 min,相应的钴回收率为99.2%。将CoC2O4和过量5%的Li2CO3在850℃下焙烧12 h,得到LiCoO2。XRD、场发射扫描电镜(FE-SEM)、充放电测试表明:产物为片状堆积的层状结构,颗粒分散性好,粒径小于10μm;以0.2C在2.8～4.4 V循环,首次充、放电比容量分别为143.8 mAh/g、140.0 mAh/g,第10次循环的容量保持率为96%。

锂离子蓄电池正极材料LiMn_2O_4——包覆LiCoO_2对LiMn_2O_4循环性能的影响

将LiMn2O4置于LiAc和CoAc2的混合溶液中,缓慢蒸干溶液,煅烧后获得了包覆LiCoO2的LiMn2O4材料。通过电化学测试研究了钴的包覆量、煅烧温度、煅烧时间对包覆LiCoO2的LiMn2O4材料循环性能的影响,并比较了包覆Li CoO2前后,LiMn2O4材料分别在常温和高温环境下循环性能的差异。实验结果表明,在LiMn2O4的表面包覆LiCoO2,可以使LiMn2O4在常温和高温环境下获得良好的循环性能。

钛掺杂对不同形貌LiCoO_2电化学性能的影响

采用SEM、XRD、恒电流充放电、电化学交流阻抗谱等方法研究了钛掺杂对不同形貌LiCoO2电化学性能的影响.结果表明,钛掺杂在不改变材料晶体结构的情况下,能显著地改善LiCoO2的电化学性能,且在较高倍率放电制度下(1C),掺杂对不同形貌LiCoO2的放电电压平台的影响效果不同.掺杂后的二次粒子团聚体以1C放电,20次循环后3.8V平台(电压大于3.8V时的放电容量占总放电容量的百分比)的保持率为60%,优于掺杂后的大粒径一次粒子分散体的平台保持率(40%).电化学交流阻抗谱研究表明,钛掺杂对于抑制LiCoO2二次粒子在高倍率放电制度下循环过程中电化学阻抗的增加更为有效.

电化学还原技术从废旧锂离子电池中浸出LiCoO_2

基于电化学还原技术,提出在低酸度溶液中电解浸出废旧锂离子电池正极片(LiCoO2)的新方法。线性伏安扫描结果表明:LiCoO2的还原峰电位为0.30 V(vs SCE),验证了此方法的可行性。通过条件实验对影响钴和铝浸出率的各因素进行考察,得到电解浸出的最佳条件:电流密度15.6 mA/cm2、硫酸浓度40 g/L、柠檬酸浓度36 g/L、温度45℃、时间120 min。在此优化条件下,钴和铝的浸出率分别为90.8%和7.9%。电解浸出后,可直接回收铝箔,用扫描电子显微镜(SEM)对铝箔表面进行观察,结果表明:铝箔在浸出过程中的腐蚀深度远小于其表面原有点蚀坑的深度。

低热固相反应法制备锂离子电池正极材料LiCoO_2

以氢氧化锂、醋酸钴和草酸为原料 ,采用低热固相反应法制备了锂离子正极材料LiCoO2 的前驱体 ,并通过热重 /差热分析对前驱体的合成和热分解过程进行了研究。将该前驱体在不同温度下焙烧 6h制得LiCoO2 粉体 ,通过XRD、TEM技术对样品的结构和形貌进行了表征。结果表明 ,样品的晶粒尺寸小于 10 0nm。随着焙烧温度的提高 ,样品的晶化程度和晶粒尺寸增大 ,晶胞参数呈现a轴伸长 ,c轴缩短的趋势。充放电性能测试结果表明 ,70 0℃焙烧的样品具有很好的电化学性能 ,初始充 /放电容量为 169.4/115 .3mAh·g-1,循环 3 0次放电容量还大于 10 1mAh·g-1。但是样品的极化容量损失较大。

LiCoO_2电极中锂离子的扩散性能

为使锂离子电池在较高的充、放电倍率下满足动力型电源的需要,对LiCoO2中锂离子的扩散性能进行了理论推导及试验测定。以球状电极模型对LiCoO2电极进行了处理,在简化的假设条件下,推导出LiCoO2电极的扩散电流表达式,并可求得锂离子在LiCoO2电极中的固相扩散系数DLi+。研究结果表明:I对t-1/2在10～150s表现出很好的线性关系,与理论分析结果相符合;不同晶粒大小的LiCoO2样品扩散系数有很大差别,相差1个数量级以上;锂离子扩散动力学特征是由LiCoO2的晶粒尺寸决定的,与其粒径分布、比表面积及表面形貌等参数基本无关。