锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C的改性研究

采用改进的溶胶-凝胶法合成了Li2Fe1-xMnxSiO4/C(x=0,1/4,1/3,1/2)复合材料.用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征.通过恒流充放电对材料的电化学性能进行了测试.结果表明,在室温、1.5～4.8 V电压范围内,于C/16倍率下进行充放电测试时,Li2Fe3/4Mn1/4SiO4/C具有较高的首次放电比容量(201.0 mA.h/g),具有良好的电化学性能.

锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C的冻干干燥法制备及电化学性质

通过冻干干燥法辅助制备了分布均匀的纳米Li_2FeSiO_4材料.通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、循环伏安(CV)和充放电测试等手段对材料的结构及电化学性能进行了表征.结果表明,冻干法处理后得到的Li_2FeSiO_4材料颗粒尺寸更小,能够缩短锂离子的扩散距离;同时较大的比表面积可以使材料与电解液接触更加充分.在1.5~4.8 V电压范围内,与采用传统烘干干燥法制备的材料相比,采用冻干法制备的材料表现出更高的可逆比容量,并具有良好的倍率性能和循环稳定性.

反应温度和时间对水热法制备Li2FeSiO4的影响

采用水热法制备了Li 2FeSiO 4正极材料,利用X射线衍射(XRD)分析了不同反应温度和反应时间下合成产物的物相和晶体结构,结果表明温度过低时不能得到Li 2FeSiO 4,温度过高时晶粒尺寸会增大;并用透射电子显微镜(TEM)直观地反映了产物的形貌;最后通过恒流充放电测试了其中较纯产物的电化学性能,电化学测试结果表明180℃24 h反应后的产物在55℃下以0.2C倍率充放电测试放电比容量最高可以达到245.9 mAh·g-1。

Li2FeSiO4/C/Ag复合正极材料的合成与性能研究（英文）

Li2FeSiO4正极材料因其资源丰富、成本低、安全性能高等优点备受研究者关注,但其电导率低,倍率性能较差,极大地限制在动力和储能领域的应用。针对上述问题,本文采用固相法合成C和Ag共包覆的Li2FeSiO4,以提高其电子电导率和离子扩散系数。结果表明:与Li2FeSiO4/C复合物相比,Li2FeSiO4/C/Ag复合物具有较好的电化学性能,在0.2C、5C和10C下的放电比容量分别为152、121和108 mA·h/g;1C下循环100次后,其放电容量保留为97.9%。

微波合成法制备锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4(英文)

研究了一种制备锂离子电池正极材料Li2FeSiO4的新方法.采用机械球磨结合微波热处理合成了Li2FeSiO4正极材料.通过XRD、SEM和恒流充放电测试,对样品结构、形貌和电化学性能进行了表征和分析.与传统固相法合成的材料在晶体结构、微观形貌以及充放电性能方面进行了比较.结果表明,微波合成法可以快速制备具有正交结构的Li2FeSiO4材料;在650℃时处理12min,获得了纯度高、晶粒细小均匀的产物,该产物具有较高的放电比容量和良好的循环性能.在60℃下以C/20倍率(电流密度,1C=160mA·g-1)进行充放电,首次放电容量为119.5mAh·g-1,10次循环后放电容量为116.2mAh·g-1.与传统高温固相法相比,微波合成法制备的材料具有较高的纯度、均匀的形貌和较好的电化学性能.

锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C的微波合成

采用高能球磨结合微波合成工艺,以Li2CO3、FeC2O4.2H2O、纳米SiO2和葡萄糖为原料合成锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒电流充放电测试等方法对该材料的结构、表观形貌及电化学性能进行表征。考察超导电碳黑的添加、微波处理时间以及微波加热温度等对Li2FeSiO4/C材料合成及其性能的影响。结果表明:以超导电碳黑为微波耦合剂,采用微波合成法在650℃下处理10 min可快速制备具有正交结构的Li2FeSiO4/C材料;获得的Li2FeSiO4/C材料颗粒细小均匀,具有较好的电化学性能;在60℃下以C/20对Li2FeSiO4/C材料进行充放电时,其首次放电容量为121.7 mA.h/g,10次循环后其放电容量仍保持为119.2 mA.h/g。

微波碳热还原法合成锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C

以Li2CO3、FeOOH、纳米Si O2为原料,聚乙烯醇和超导碳为碳源,采用微波碳热合成法合成了Li2FeSi O4/C材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试,对样品结构、形貌和电化学性能进行了表征和分析。结果表明,微波合成法可以快速制备具有正交结构的Li2FeSi O4材料;在处理温度650℃、时间12min的条件下获得了高纯度、晶粒细小均匀的产物,并具有良好的电化学性能。以C/20倍率进行充放电测试,首次放电容量为127.5mAh/g,20次循环后容量仍有124mAh/g。

固相法合成锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4

以SiO2、Li2CO3与FeC2O4.2H2O为原料,利用固相法制备出锂离子电池正极材料Li2FeSiO4,并通过X射线衍射,扫描电镜对材料的结构和形貌进行了分析。结果表明,制备出的Li2FeSiO4正极材料,粒度为300～400 nm,颗粒分散均匀。在电压1.5～4.8 V,室温下用0.1C倍率恒电电流进行充放电测试,Li2FeSiO4正极材料首次充电容量为297 mAh/g,放电容量接近170 mAh/g,具有良好的电化学性能。

不同碳源对碳热还原法合成Li_2FeSiO_4/C电化学性能的影响

以Li2CO3为锂源、Fe2O3为铁源、Si(OCH2CH3)4为硅源、羟乙基纤维素和蔗糖分别为碳源,采用碳热还原法制备了Li2FeSiO4/C锂离子电池复合正极材料,考察了羟乙基纤维素和蔗糖分别作为碳源对合成的Li2FeSiO4/C电化学性能的影响。结果表明:当烧结温度为600℃、烧结时间为10 h时,由羟乙基纤维素作为碳源制备的Li2FeSiO4/C样品在1.5～4.7 V、0.2C和20℃时的首次放电比容量为113.6 mAh/g,20次循环后放电比容量仍保持在102.3 mAh/g。较之蔗糖碳源样品,颗粒更小、分布更均匀,其电荷转移阻抗减小了80%、锂离子扩散系数增加了20%。

微波辅助固相法合成锂离子电池正极复合材料Li_2FeSiO_4/C

以Na2SiO3.9H2O和FeCl2.4H2O为原料,采用低热固相反应获得了分散均匀的β-FeOOH/SiO2前驱体;再以Li2CO3为锂源、聚乙烯醇和超导电炭黑为复合碳源,通过微波辅助固相法合成了Li2FeSiO4/C材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、微观形貌及电化学性能进行表征.650℃下微波处理12 min可获得结晶好、晶粒细小均匀的Li2FeSiO4/C材料;在选用的微波合成体系下,超导碳和聚乙烯醇热分解的无定形碳不仅利于合成反应的顺利进行,而且提高了Li2FeSiO4的整体导电性能.制备的复合正极材料在60℃下0.05C倍率首次放电容量为129.6 mAh/g,0.5C倍率下为107.5 mAh/g,0.5C下15次循环后保持为104.8 mAh/g,具有较好的放电比容量和良好的循环稳定性能.结果表明,微波辅助固相合成工艺是制备Li2FeSiO4/C复合材料的一种很有前景的方法.

正极材料Li_2MSiO_4(M=Fe、Mn)的研究进展

对近年来有关正极材料Li2MSiO4(M=Fe、Mn)的结构特征、电化学性能中存在的问题(如电导率低、容量衰减等)及性能改善的方法(如掺杂、包覆等)进行了综述。总结了对结构认识存在分歧的原因及合成方法对材料性能的影响。

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。

锂离子电池正极材料硅酸亚铁锂的研究现状

介绍了锂离子电池正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)的结构及充放电特性,评述了合成Li2FeSiO4的方法,包括高温固相法、溶胶-凝胶法、微波法、水热法和水热辅助溶胶-凝胶法等。介绍了提高Li2FeSiO4电化学性能的研究,包括碳包覆、金属离子掺杂、形貌控制和高于1个Li+脱嵌的研究等。反应机理及实现高于1个Li+的脱嵌是相关研究的重点。

正极材料聚阴离子型硅酸亚铁锂的研究进展

介绍了硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)的结构与充放电机理;综述了Li2FeSiO4的合成方法,如高温固相法、溶胶-凝胶法、自蔓延燃烧法、微波法、熔融盐法、喷雾热解法和水热(溶剂热)法等,并比较了优缺点;探讨了改善该类正极材料电化学性能的途径(碳包覆和离子掺杂等);对发展趋势进行了展望。

锂离子电池正极材料Li_2MSiO_4的研究进展

介绍了橄榄石型Li2MSiO4(M=Fe、Mn和Co)的结构和充放电机理;综述了Li2MSiO4的制备方法,包括高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法和微波法等;简述了Li2MSiO4改性研究的现状,如降低颗粒尺寸、提高导电率等。

锰掺杂量对硅酸亚铁锂性能的影响

用微波法制备锰(Mn)掺杂的碳包覆硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)复合正极材料,通过XRD、SEM、恒流充放电和交流阻抗等测试,研究锰掺杂量(x)对Li2Fe1-xMnxSiO4/C(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20和0.25)结构及电化学性能的影响。制备的材料直径约为50～100 nm,颗粒分散均匀。以C/16在1.5～4.5 V循环,x=0.10的材料Li2Fe0.90Mn0.10SiO4/C的首次放电比容量达113.38 mAh/g。

水热法合成纳米Li_2FeSiO_4及电化学性能

以FeSO4.7 H2O,Si(OC2H5)4,CH3COOL.i 2 H2O为原料,以十六烷基三甲基溴化铵作为分散剂,采用水热法制备了纳米级锂离子电池正极材料Li2FeSiO4,并利用红外光谱、XRD、SEM和充放电测试仪等手段对产物的结构、形貌和电化学性能进行了研究。650℃焙烧得到斜方晶系结构的Li2FeSiO4产品,以0.05 C充放电,首次放电比容量达到134mAh/g,经过20次循环后的比容量为91 mAh/g。

铁源对锂离子电池Li_2FeSiO_4@C正极材料的结构和电化学性能影响

采用草酸亚铁、柠檬酸铁为铁源通过高温固相法均合成了2种硅酸亚铁锂@碳(Li_2FeSiO_4@C)锂离子电池正极材料(分别标记为LFS-1和LFS-2)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒电流充放电等分析方法,研究铁源对Li_2FeSiO_4@C结构和性能的影响。XRD分析结果表明,LFS-1和LFS-2样品的XRD谱图均发现Fe_3O_4杂质峰,LFS-2样品的杂质峰含量较高。SEM分析得出LFS-2样品的纳米颗粒尺寸较小。电化学测试表明LFS-2样品具有良好的电化学性能。

湿化学法-高温固相法合成锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4的研究

在分析锂离子电池正极材料研究进展的基础上,开展了Li_2FeSiO_4的合成与改性研究,采用湿化学法-高温固相合成法制备了Li_2FeSiO_4/C正极材料。系统研究了回流过程和煅烧温度对Li_2FeSiO_4/C正极材料的影响。结果表明,采用回流、煅烧温度为650℃的样品首次放电容量为165mAh/g,经过10次循环后为138mAh/g,循环性能较好。

Li_2FeSiO_4正极材料的合成及电化学性能

采用液相-真空固相法合成锂离子电池正极材料Li2FeSiO4,并用TG-DTA、XRD、红外和电化学性能测试等方法对材料的性能进行了表征。前驱体的TG-DTA曲线表明,合成Li2FeSiO4时烧结温度应高于600℃。XRD显示Li2FeSiO4结晶良好。红外测试的主要官能团来源于Li2FeSiO4的特征吸收峰。电化学测试表明,Li2FeSiO4具有优良的电化学性能,30次循环后仍保持47.4mAh/g的可逆容量,显示了它作为锂离子电池正极材料的巨大潜力。