掺杂金属对天然鳞片石墨电化学嵌/脱锂性能的影响

研究化学镀Ni、Cu和混合掺杂Zn处理后天然鳞片石墨的电化学嵌/脱锂性能。结果表明:金属微粒Ni、Cu与Zn的掺入可有效改善天然鳞片石墨的循环性能与大倍率充放电特性,金属微粒有效降低石墨电极内阻、保证石墨颗粒之间紧密的电接触是掺入金属微粒后石墨大倍率充放电性能得到改善的重要原因之一。Ni与Cu微粒改善石墨循环性能的机理与Zn的不同,Cu、Ni通过阻止溶剂化锂离子嵌入维持石墨结构稳定性,来达到提高材料循环性能的目的;金属Zn改善石墨循环性能的原因则可能是嵌锂过程中,Zn锂化所形成Li-Zn合金维持材料表面所形成SEI膜的稳定性。

杂质对天然石墨电化学嵌/脱锂性能的影响

利用恒电流充放电、循环伏安等测试方法,研究了Fe、Si、Al的氧化物杂质对天然石墨嵌/脱锂性能的影响。实验结果显示,如SiO2之类的"惰性"杂质只影响材料的比容量,而诸如Fe2O3之类的"活性"杂质除了会降低锂离子电池的比容量外,还会消耗正极材料中的锂,造成电池的循环寿命缩短;但有的"活性"杂质能改善电池的大电流充放电性能。

纯化前后天然石墨的电化学嵌/脱锂性能

研究了天然石墨的纯化工艺和纯化前后天然石墨的电化学嵌/脱锂性能。研究结果表明,采用酸浸与加碱烧结相结合纯化工艺可以得到含碳量达99%的纯化石墨,且采用该工艺没有改变石墨的微观结构;与未纯化的石墨相比,纯化石墨的第1次循环效率明显提高,第1次不可逆容量较大幅度降低;纯化前、后的微晶石墨嵌/脱锂电化学性能均比鳞片石墨的嵌/脱锂电化学性能差,这主要是由于2种石墨存在结构差异。

固相反应制备Li_(2)FeSiO_(4)/C及嵌/脱锂性能研究

本文利用直接高温固相反应,合成制备了锂离子电池正极材料Li_(2)FeSiO_(4)及Li_(2)FeSiO_(4)/C,并研究了碳复合改性对Li_(2)FeSiO_(4)的结构、电导率、嵌/脱锂性能、循环比容量等方面的影响。结果表明,材料的制备工艺流程简单易行,有利于规模化生产;碳复合改性有利于提高硅酸盐正极材料的导电性能,改善材料在成相反应后的粒度分布;特别是碳复合改性有利于提高Li_(2)FeSiO_(4)的嵌/脱锂性能和循环比容量,Li_(2)FeSiO_(4)/C在0.1C倍率下首次放电容量高达120 mAh/g以上,大大高于未经复合改性Li_(2)FeSiO_(4)的20 mAh/g。研究表明,Li_(2)FeSiO_(4)是一种很有研究价值和开发潜力的锂离子电池正极材料,碳复合改性可显著克服该材料在电导率、电化学性能等诸多方面所存在的不足和局限。