流变相法制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4锂离子电池正极材料及其电化学性质

随着人们生活水平的提高．对锂离子电池的性能要求越来越高。为此，需要研究电压更高、电池容量更大的正、负极材料。过渡金属阳离子取代的尖晶石型锂锰氧化物LiMXMn2-xO4（M=Ni，Co，Fe，Cu）由于具有4．5V以上的高电压充放电平台和更高的能量密度．受到人们的广泛关注。在这些5V级正极材料中，LiNi0.5Mn1.5O4因其高容量、高电压（4．7V）和良好的循环性能而倍受瞩目。

苯甲酸氧锆的流变相法合成及热分解机理

用流变相法合成了苯甲酸氧锆,通过红外光谱、差热分析(DTA)和热重(TG)分析确定其组成,同时研究了其在氮气气氛中的热分解过程,并用红外光谱、X 射线衍射图谱表征热分解产物.研究结果表明,苯甲酸氧锆在氮气气氛中的热分解分两步进行:第一步失去两个结晶水成为无水盐;第二步无水盐继续分解生成二氧化锆和有机化合物.生成的有机化合物成分比较复杂,主要成分有苯甲酸酐、二苯甲酮等.

流变相法合成LiNi_(0.85)Co_(0.15)O_2的结构与电化学性能

以一种新型的软化学方法——流变相法,成功地合成了锂离子电池正极材料LiNi0.85Co0.15O2.将在600-850℃氧气氛下处理6h后得到的LiNi1-yCOyO2(y=0.10,0.15,0.20,0.25),进行X射线粉末衍射(XRD)与电化学测试.测试结果表明,流变相前体经过800℃烧结后合成的LiNi0.85Co0.15O2晶胞参数a=0.2866nm,c=1.4193nm及晶胞体积V=0.1010nm3,以0.1C倍率在3.0-4.3V(vs.Li+/Li)放电时,首次放电容量可以达到198.2mAh/g,20次循环后,其放电容量仍在174mAh/g以上.

流变相法制备包裹型Starch/Fe^0及去除水中Cr(Ⅵ)的反应动力学研究

以水溶性淀粉(starch)为包裹剂,采用流变相反应法制备了包裹型纳米零价铁(Starch/Fe0)。并用XRD、SEM和TEM等手段对样品进行了表征。研究了样品投加量、pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度及铜离子浓度对水溶液中Cr(Ⅵ)去除率的影响及反应动力学,探讨了包裹型Starch/Fe0去除Cr(Ⅵ)的反应机理。实验结果表明,包裹型Starch/Fe0投加量为0.6 g/L,pH值为5,初始Cr(Ⅵ)浓度为10 mg/L时,Cr(Ⅵ)的去除率可达100%。当反应体系中Cu2+和Cr(Ⅵ)共存时,Cu2+在反应中对Cr(Ⅵ)的去除有促进作用。包裹型Starch/Fe0对Cr(Ⅵ)的还原过程符合准一级反应动力学模型。

流变相法一步合成正交LiMnO_2的结构和性能

以Mn2O3和LiOH·H2O为原料,用流变相法在150℃、无惰性气体保护条件下一步合成正交LiMnO2(简写为o-LiMnO2),并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和电化学循环测试对反应10h和15h所得产物进行了对比研究。结果表明:前者(110)晶面堆垛层错度高、颗粒小,首次循环即可得到最大的放电容量209.7mAh/g,但衰减较快;后者(110)晶面堆垛层错度低、颗粒大,经活化后在第5次循环可达到最大的放电容量195.3mAh/g,循环稳定性较好。非原位XRD证实,前者经首次循环后o-LiMnO2已完全转变为类尖晶石LiMn2O4和NaCl型结构Li0.5Mn0.5O;后者经5次循环后才能完成整个相变过程。

一种新的流变相法制备锂离子电池纳米-LiVOPO_4正极材料(英文)

采用新型流变相法制备锂离子电池正极材料纳米-LiVOPO4.采用X射线衍射、扫描电子显微镜以及电化学测试等手段对LiVOPO4的微观结构、表面形貌和电化学性能进行了表征.结果表明,采用流变相法制备的LiVOPO4由粒径大约在10-60nm的小颗粒组成.首次放电容量,首次充电容量以及库仑效率分别为135.7mAh·g-1,145.8mAh·g-1和93.0%.0.1C(1C=160mA·g-1)放电时,60次循环后,放电容量保持在134.2mAh·g-1,为首次放电容量的98.9%,平均每次循环的容量损失仅为0.018%.而1.0C和2.0C放电时的放电容量达到0.1C放电容量的96.5%和91.6%.随着放电次数的增加,电荷转移阻抗增加,而锂离子在电极中的扩散系数达到10-11cm2·s-1数量级.实验结果显示采用流变相法制备的LiVOPO4是一种容量高、循环性能好、倍率性能好的锂离子电池正极材料.

5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4-x)F_x(x=0,0.1)的流变相法制备与表征

采用流变相法结合高温热处理制备LiNi0.5Mn1.5O4-xFx(x=0,0.1)。用X射线衍射、扫描电镜和电化学测试等手段对合成材料进行了表征。结果表明,F的掺入抑制了LiNi0.5Mn1.5O4颗粒长大,增强了Li+在固相中的扩散能力,改善了电极与电解质溶液之间的界面性质,有效地提高了LiNi0.5Mn1.5O4的循环性能和倍率性能。0.2C放电时LiNi0.5Mn1.5O3.9F0.1的首次放电容量达到147.8mA.h/g,经80次循环后平均每次循环的容量衰减仅为0.0068%。而0.5C和2.0C放电时首次放电容量达到0.2C放电时的94.2%和83.8%。

应用变相法研究超冷镁原子的弹性散射特性

本文基于参考文献[5]构建的精确的基态Mg_2的势能曲线,应用变相法对超冷温度下Mg原子的弹性散射特性进行了系统的研究.计算得到Mg原子碰撞的散射长度和有效力程分别为25.9a_0和191.3a_0,其中a_0是玻尔半径;低能极限下镁原子间的弹性碰撞主要为s-波碰撞,同时计算得到的基态Mg_2支持束缚态的数目为19.计算结果与文献[5]和Numerov法所得结果一致.

流变相法合成ZnO包覆的尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4

以CH3COOLi、Ni(CH3COO)2和Mn(CH3COO)2为原料,用流变相法合成了正极材料ZnO包覆的Li Ni0.5Mn1.5O4。XRD测试表明:该材料为尖晶石结构。电化学性能测试表明:包覆ZnO后,Li Ni0.5Mn1.5O4在3.5～4.9 V以0.1C充放电的首次放电比容量为137.68 mAh/g,第30次循环的放电比容量为133.78 mAh/g,循环稳定性得到了改善。

流变相法合成稀土水杨酸配合物的研究

采用流变相法合成了6种稀土水杨酸配合物,即将稀土氧化物RE2O3(RE=La,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy)与水杨酸以1∶3的摩尔比例混合研磨均匀,加适量去离子水配制成流变体。通过元素分析、热重分析和红外光谱分析对产品进行了表征。实验结果表明,反应最佳时间为12h,热重分析证明放热峰是由配合物氧化分解为稀土的氧化物所致,红外谱图分析得知稀土和水杨酸主要通过羧基进行配位,苯环上的羟基未参与配位。实验误差小,证明了流变相法合成稀土水杨酸配合物的可行性和实际应用价值。

流变相法制备的Li_(1+x)MnO_(1.92)F_(0.08)的性能

采用流变相法制备了Li1+xMnO1.92F0.08(x=0、0.05、0.10和0.20)。在800℃、氮气保护下煅烧8 h制备的产物中,LiMnO1.92F0.08和Li1.05MnO1.92F0.08有完整的正交层状结构,Li1.10MnO1.92F0.08和Li1.20MnO1.92F0.08有Li2MnO3和Li2Mn2O4杂质。以0.2C放电,Li1.05MnO1.92F0.08的最大放电比容量为157.85 mAh/g,第30次循环的比容量为157.15 mAh/g。

流变相法合成Li_2ZnTi_3O_8的电化学性能

采用流变相法成功合成了尖晶石Li2ZnTi3O8.X射线衍射（XRD）分析结果表明所合成的尖晶石颗粒结晶良好.扫描电子显微镜（SEM）测试结果表明,所得Li2ZnTi3O8粒径较小,分散较均匀.将所合成的样品作为锂离子电池电极材料,采用充放电测试和循环伏安测试研究了其电化学性能.电化学性能测试结果表明,该材料的放电比容量和循环性能都较好,在0.05-3.0V电压下,以100mA/g进行充放电,首次放电比容量为234.6mAh/g,100次循环后放电比容量仍保持在208.5mAh/g.

乙二醇溶剂的流变相法合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的研究

采用乙二醇为溶剂以流变相法合成物相纯净、结晶度高、粒径均匀的立方尖晶石结构的锂离子电池高压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4。电化学测试表明:样品具有4.7V的充放电电压平台,在0.5 C倍率电流下,80次循环后可逆容量还有127.7 mAh·g-1,容量保持率超过98%,并且经过活化后样品循环的库仑效率基本都保持在98%以上,样品具有较大的可逆容量、极其优秀的循环稳定性和充放电可逆性,这主要是由于样品的高结晶度和较好的颗粒分散性。

月桂酸辅助流变相法制备LiFePO_4及电化学性能研究

以月桂酸为碳源和表面活性剂,采用流变相法合成了LiFePO4正极材料,研究了煅烧温度、月桂酸量对LiFePO4晶形结构、形貌以及电化学性能的影响。研究表明,500℃温度、月桂酸量x=nCH3(CH2)10COOH/nLiOH=0.2条件下合成的LiFePO4正极材料为纯相的橄榄石结构,样品颗粒大小较为规则,粒径分布均匀,以0.1 C倍率充放电首次放电容量为164.7 mAh·g-1,循环30次容量为151.3 mAh·g-1。

水热和流变相法合成3D“微纳结构”LiFePO_4锂离子电池正极材料

介绍了通过采用水热法合成由纳米片自组装的类球形3D"微纳结构"FePO4·2H2O前驱体,再通过流变相锂化方法在650℃氩气气氛下加热10h,得到3D"微纳结构"LiFePO4锂离子电池正极材料。使用XRD、SEM对产物的晶型和形貌结构进行表征,表明该3D"微纳结构"FePO4·2H2O是由约100nm长、30nm厚的纳米片自组装而成。对该LiFePO4的电化学性能进行测试,结果显示该材料在10C、20C、30C时比容量分别达到116mAh/g、96mAh/g和75mAh/g。同时,该材料的振实密度测试结果为1.4g·cm-3。这表明3D"微纳结构"的LiFePO4能较好地兼顾良好的倍率性能和较高的振实密度。

锂离子电池正极材料(LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2)的流变相法合成及其电化学性能

以Li2CO3,Ni(NO3)2,Co2O3和Mn O2为原料,经流变相法合成了锂离子电池正极材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2(1),其结构和形貌经XRD和SEM表征。考察了煅烧温度(T)和煅烧时间(t)对1Tt电化学性能的影响。采用乙炔黑作导电剂,制备了1Tt的锂离子正极材料(2Tt)。电化学性能测试结果表明:于800℃煅烧12 h制备的280012电化学性能最好。在充放电条件[2.5 V^4.5 V,0.2 C倍率]下,280012首次放电比容量为180 m Ah·g-1,循环性较好。

流变相法制备LiFe_(1-x)Mg_xPO_4/C正极材料

通过Mg+金属掺杂及流变相制备方法来改善橄榄石结构的LiFePO4的电化学性能.研究了不同掺杂量和不同制备方法对材料结构性能和电化学性能的影响.SEM,XRD,以及电化学测试结果表明,Mg掺杂可以较大程度提高材料电化学性能;0.1 C倍率下首次充电容量达到140.7 mAh/g.利用流变相法制备的材料粒度更小,其电化学性能得到进一步提高,0.1 C时放电比容量达到了147.5 mAh/g.

流变相法合成高倍率性能优异的LiFePO_4/C复合材料

以月桂酸为碳源和表面活性剂,采用流变相法合成性能优异的LiFePO4/C复合材料。研究了不同制备方法对材料结构、形貌和电化学性能的影响。采用XRD、SEM、电化学循环性能测试以及循环伏安测试对材料进行表征。结果表明:相比固相法,流变相法合成的材料粒径更小,仅有200 nm,且分布均匀;0.1 C下材料的放电比容量可达155mAh/g,10 C放电比容量高达115 mAh/g,且经820次循环后容量保持率高达95%,再经20 C放电,比容量仍有101mAh/g,具有优异的高倍率循环性能。

Li_3V_2(PO_4)_3/C的P123辅助流变相法制备及电化学性能

以V2O5、NH4H2PO4、LiOH、柠檬酸、三嵌段聚合物表面活性剂P123为原料,用流变相(RPR)法制备了Li3V2(PO4)3/C正极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法表征,结果表明:材料为单一纯相的单斜晶体结构,颗粒均匀并呈现珊瑚结构;恒流充放电,循环伏安(CV)及电化学交流阻抗(EIS)等电化学性能测试表明,采用P123辅助合成材料电化学性能明显优于未采用P123辅助合成材料.3.0-4.3V放电区间,0.1C充放电下P123辅助合成Li3V2(PO4)3/C材料首次放电比容量为129.8mAh·g-1,经过50次循环后容量只衰减0.9%;倍率性能及循环性能优异,1C、10C、25C的首次放电比容量分别为128.2、121.3、109.1mAh·g-1,50次循环后容量保持率分别为99.1%,96.9%,90.7%.这归因于三嵌段聚合物P123作为分散剂的同时也作为有机碳源在颗粒表面及间隙形成碳网络,有利于材料导电率的改善,降低了其电荷转移阻抗,减小了电极充放电过程的极化现象.

流变相法制备海藻酸基碳包覆Li_3V_2(PO_4)_3材料的电化学性能（英文）

以海藻酸为碳源,采用流变相法制备出碳包覆改性的Li_3V_2(PO_4)_3/C(LVP/C)正极材料。X射线衍射(XRD)结果显示所合成样品均为标准的单斜结构Li_3V_2(PO_4)_3。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)图像显示所合成的LVP/C活性材料颗粒尺寸较均匀。海藻酸质量分数为10%的LVP/C样品展现出最优的循环稳定性。0.1C放电电流下,首次放电容量为117.5 m Ah?g^(-1),50周循环后容量保持在116.5m Ah?g^(-1)。LVP/C-10%材料在3.0–4.3 V和3.0–4.8 V电压范围内循环50周后的容量保持率分别为99.1%和76.8%,明显优于未包覆的LVP材料。海藻酸基碳包覆层可以有效增加材料的电子导电性、缓冲活性材料在脱嵌锂过程产生的机械损伤,进而提高材料的电化学性能。