锂源对固相合成LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料性能的影响

采用高温固相法烧结制备得到正极材料Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等电化学性能测试手段,探讨高温烧结工艺中不同锂源对材料结构、形貌及电化学性能的影响,结果表明,采用Li OH作为锂源合成的材料与采用其他锂源相比,具有较好的层状结构和电化学性能.该材料在0.1C倍率下的首次充放电容量和库伦效率较高(172.7 m Ah/g,89.08%),在0.5C、1C倍率下循环50次后,材料的放电容量仍保持在144.5 m Ah/g和136.2 m Ah/g.

不同锂源水热法合成LiFePO_4的研究进展

LiFePO4具有较高的能量密度、较好电化学性能和热力学稳定性而成为最为热门、应用最为广泛的锂离子电池正极材料。其合成方法有很多,其中的水热法具有反应快、操作简单、产品形貌易于控制且颗粒粒径小等优点而备受关注。用不同的锂源合成出来的产品的形貌和性能也不一样。现分别以磷酸锂、碳酸锂、醋酸锂、氢氧化锂等化合物为锂源对水热法合成LiFePO4进行了一定探讨,并综述了各自利用水热法合成磷酸铁锂的研究进展情况。

不同锂源和碳源对RAPET法合成LiFePO_4/C的影响

以自制的磷酸铁作为铁源和磷源,用高温自生压力法(即RAPET法)合成了LiFe-PO4/C复合材料,分别比较了以葡萄糖、蔗糖或柠檬酸为碳源和以碳酸锂或氢氧化锂为锂源所得LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和充放电测试等方法,分别对样品的晶型和电化学性能等进行了表征和分析。结果表明:以柠檬酸为碳源、碳酸锂为锂源制备的LiFePO4/C复合材料电化学性能更优异,首次放电比容量达到166.1mAh/g。

不同锂源对LiFePO_4正极材料性能的影响

分别以Li2CO3,LiCl为锂源与FeC2O4.2H2O和NH4H2PO4混合,常温机械活化后在惰性气氛中经高温烧结,合成出纯相LiFePO4正极材料。采用X射线衍射仪,扫描电镜和电化学测试等对样品进行了表征,考察了不同锂源及合成温度对LiFePO4的物理特性和电化学性能的影响。结果表明,以Li2CO3、LiCl为锂源均能合成出橄榄石型LiFePO4正极材料,但以LiCl为锂源合成的样品中含有Fe2P2O7、LiFe5O8等微量杂质;其中以Li2CO3为锂源在650℃下烧结12h合成的样品具有优良的电化学性能,室温下以0.1和1C倍率放电,首次放电比容量分别为153.9和126.5mAh/g,循环性能较好。

锂源对双草酸硼酸锂合成的影响

用改进的固相合成方法及精馏提纯方法,获得一种含有螯合硼酸根离子的电解质锂盐—双草酸硼酸锂(LiBOB)。分别选取4种含锂化合物作为锂源,采用红外光谱、X线衍射方法和化学定量分析方法,比较不同锂源对合成LiBOB的产物纯度、电化学性能的影响。研究结果表明:由LiOH.H2O合成的粗产品1次纯化纯度为99.4%,2次纯化纯度为99.8%;由Li2C2O4合成的LiBOB杂相较多;由CH3COOLi.2H2O合成的LiBOB含水分较多。用不同锂源合成的LiBOB配制成0.7 mol/L LiBOB/(EC/PC/DMC=1:1:3,质量比)电解液,组装成LiM2O4/Li电池进行电池循环性能的测试。LiOH.H2O和Li2CO3作为锂源合成的LiBOB具有良好的电化学性能,Li2C2O4和CH3COOLi.2H2O作为锂源合成的LiBOB电化学性能较差。

锂源对LiFePO_4组织结构及电化学性能的影响

利用不同的锂化合物Li2CO3、LiOH.H2O、LiNO3、LiF作为锂源,采用二步固相法合成了LiFePO4/C,研究了不同锂源对LiFePO4组织结构和电化学性能的影响。结果表明,在相同的合成工艺条件下,采用4种不同锂源合成的LiFePO4的电化学性能表现出明显差异。采用LiOH.H2O合成的LiFe-PO4的电化学性能最佳,0.1C下的放电比容量为161mAh/g,1C下的放电比容量达117mAh/g,且0.5C下循环容量无衰减。采用不同锂源合成的LiFePO4电化学性能差异的原因与LiFePO4的颗粒大小、粒径分布、团聚程度及是否存在杂相有直接关系。

不同锂源制备正硅酸锂及其CO_2吸附特性

选取了3种锂源化合物LiNO_3、Li OH和Li_2CO_3与石英在固相合成法下制备正硅酸锂(Li4Si O4).采用X射线衍射仪、环境扫描电子显微镜和热重分析仪对3种锂源合成的Li_4SiO_4进行了表征,并在固定床台架上进行了CO_2循环吸附/脱附的实验研究.结果表明,相比于Li_2CO_3,LiNO_3和Li OH作为锂源降低了合成反应所需温度.在低浓度CO_2(15%)气氛下,样品吸附量与颗粒微观形貌有直接关系.LN700和LH700原样颗粒呈多孔状,由更小颗粒团聚而成,二者初始吸附量较高,而经过15次CO_2吸附/脱附循环后,LN700颗粒比表面积增大到原来的2.6倍,虽孔隙塌陷,吸附效率没有明显降低;而LH700颗粒比表面积大大降低,表面烧结,吸附量仅为初始值的20%,.LC800颗粒比表面积15次循环前后略微降低,吸附量亦稍有降低.

锂源及生产工艺对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2性能的影响

采用高温固相法合成镍钴铝三元正极材料LiNi0．8Co0．15Al0．05O2考察了以氢氧化锂和硝酸锂为锂源制备的材料的物理性能、微观形貌及电化学性能。通过对合成工艺的精细控制，可以制得残碱量、悬浮液pH值低的LiNi0．8Co0．15Al0．05O2以硝酸锂为锂源，在800℃、10h条件下制备的产物，在3．0～4．3V放电，1C首次放电比容量为172．7mAh／g，循环100次的容量保持率为92．1％。

采用复合锂源制备的LiFePO4/C材料及其碳含量优化

采用Li_2CO_3与Li OH·H_2O为复合锂源制备LiFePO_4/C材料,同时优化了材料中的碳含量。由于氢氧化锂的熔点低于碳酸锂,在同样的烧结温度下,采用复合锂源可以获得更佳的熔融状态,在高温合成过程中使锂离子具有更高的扩散性,能够更顺利地得到高纯度的LiFePO_4晶相。通过优化碳包覆量达到提高导电性与控制晶粒尺寸的目的,使材料晶相结构完整,纯度高,表现出优秀的加工性能与电化学性能。所制得的LiFePO_4/C材料放电克容量达到158.2 m Ah·g^(-1),在全电池中经过100 d存储后容量保持率仍然高于94.0%,具有优异的长期可靠性。

不同锂源制备及ZnO包覆改性LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料性能研究

选用氢氧化锂、乙酸锂和碳酸锂三种不同锂源采用共沉淀法制备了三种LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2样品材料并对以氢氧化锂为锂源的样品进行ZnO包覆改性。利用X射线粉末衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射和X射线能谱元素映射对材料结构和组成进行了表征。将电极材料组装成扣式电池,采用循环伏安、倍率充放电和电化学阻抗测试了三种电极材料的的电化学性能。测试结果表明使用LiOH为锂源制备的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2电化学性能最高,ZnO成功地包覆在了正极材料上并提升了它的循环性能。

三元正极材料清洗废水资源化回收零排放处理工艺

锂电三元正极材料在清洗过程中产生含有Li^(+)、Al^(3+)、SO_(4)^(2-)、镍钴锰氧化物及少量其他离子的废水,对该三元正极材料清洗废水的资源化回收零排放处理工艺进行了阐述。该废水处理系统涉及的成套工艺包括预处理单元、废水减量化单元、沉锂单元和制纯水单元。重点对Al^(3+)的去除、膜浓缩、沉锂等关键工艺进行了重点描述,最后通过实际与理论对比分析,达到了预期的设计目标——锂资源得到有效回收、废水实现全部回用。通过对实际案例的相关数据的例举和分析,证明了本套废水处理工艺的可行性和可靠性,为锂电三元正极材料清洗废水的治理提供了典型的参考工艺路线。

采用过渡金属醋酸盐制备高容量LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料（英文）

采用过渡金属醋酸盐在不同合成条件下制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料。使用同步热重–差热–微分热重分析法研究过渡金属醋酸盐混合物。利用X射线粉末衍射和充放电测试对所制备的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料进行表征。过渡金属醋酸盐混合物在加热过程中经历脱水和分解。所有测试的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2样品均为层状结构,且具有R3m空间群。采用不同锂源和不同合成工艺制备的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2样品表现出的充放电性能差别很大。采用550°C预处理碳酸锂和过渡金属醋酸盐后在800°C烧结获得的样品在0.2C倍率下前20次充放电循环过程中的最高容量为200.8 m A·h/g,平均容量为188.1 m A·h/g。

浅析锂离子电池正极材料的几种制备方法

日本索尼公司在1990年在世界范围内第一个实现了对锂离子电池的研制与商品化开发,经过几十年的发展,锂离子电池技术已经成为国防、汽车工业、电子设备制造业等重要支柱产业快速发展的重要驱动力。

流变相法制备倍率性能优异的LiFePO_4/C复合材料(英文)

以月桂酸为碳源和表面活性剂,氢氧化锂、碳酸锂和醋酸锂为锂源,采用流变相法制备LiFePO4/C复合材料。运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、粒度分析、恒流充放电测试、循环伏安以及交流阻抗测试等方法对复合材料进行表征。结果表明,不同的锂源对LiFePO4/C复合材料的结构和电化学性能均有很大影响,以氢氧化锂为锂源合成的LiFePO4/C材料展示出最佳的循环性能和倍率性能。该材料在0.1C下放电比容量为153.4 mAh.g-1,在大倍率10 C下,容量保持率仍可达76%,甚至10C下循环800次后,容量衰减率仅有4%,SEM结果显示该材料具有较小的粒径(～200 nm),且分布集中,有效提高了电子迁移速率,从而改进了LiFePO4/C的倍率性能。

锂盐及制备工艺对固态电解质Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)成相的影响研究

石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)离子导电性高,在全固态锂离子电池中具有潜在的应用价值。但目前报道的LLZO制备工艺烧结温度范围宽,稳定性差,不利于宏量制备。本文以烧结产物物相结构和结晶度为考察指标,系统研究了锂源及用量、烧结温度、烧结时间等因素对LLZO成相的影响。结果表明,当以分解温度较低的锂盐(LiNO_(3))为原料时,在800℃下得到四方相LLZO,900℃时呈立方相LLZO;当以分解温度较高的锂盐(Li_(2)CO_(3))为原料时,900℃才能形成四方相LLZO。烧结时间的延长和温度升高均会导致锂的挥发损失,影响LLZO物相的形成。通过增加锂盐用量、改变烧结前驱体聚集特性与烧结时间可抑制锂的挥发。当以过量10%的Li_(2)CO_(3)为原料时,900℃烧结6h可稳定的得到立方相LLZO。该研究较为系统地分析了制备工艺对LLZO成相的影响,可为LLZO宏量稳定制备提供借鉴。

Li掺杂二氧化钛抗菌材料的表征及抗菌性

通过溶胶-凝胶法(Sol-gel)进行金属Li离子掺杂TiO 2抗菌剂的制备,采用大肠杆菌(ATCC 25922)为实验菌种,对掺杂锂源、掺杂量、表面活性剂、焙烧温度等因素对材料抗菌性能的影响进行探究,并讨论了该抗菌材料的抗菌机理.应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等测试手段对样品的基本形貌、物相结构及光吸收特性进行表征,通过调整制备过程中各影响因素,得到Li掺杂TiO 2抗菌材料的最优反应条件.实验得出,Li掺杂TiO 2纳米抗菌材料对大肠杆菌的抗菌率达到99.5%以上,其抑菌环直径达到2.6 cm.该抗菌材料通过抑制抗菌剂的晶粒长大和拓展光响应范围等方法增进抗菌剂的光催化性能.

炭基锂离子电容器负极预嵌锂技术研究进展

锂离子电容器属于非对称型超级电容器,通常由电池型负极和电容型正极共同置于有机锂盐溶液中组装而成,兼具超级电容器的高功率特性和锂离子电池的高能量密度,在智能电网、轨道交通、新能源汽车等多个领域具有广阔的应用前景。炭材料由于来源广泛、价格低廉、性能稳定,是锂离子电容器的首选电极材料。因此,炭基锂离子电容器具有竞争性的产业化前景。负极预嵌锂技术对于炭基锂离子电容器的电化学性能具有决定性影响。本文从锂源引入位置的角度,系统回顾了锂离子电容器负极预嵌锂技术的进展情况,并就负极预嵌锂过程中的关键控制因素做了梳理,有助于全面了解负极预嵌锂技术的研究现状,为锂离子电容器的进一步发展提供科学参考。

新型硅-硫锂电池研究进展

高比能量、高安全性是未来储能系统的重要发展方向,在电子产品、航天设备、高续航电动汽车等诸多领域均有迫切需求。硅具有很高的理论比容量,电压平台接近金属锂,采用硅替代锂金属作为负极可以得到新型硅-硫锂电池。本文阐述了新型硅-硫锂电池的特征及存在的关键问题,介绍了全电池中锂源的引入方式,综述了新型硅-硫锂电池正、负极的制备技术及研究进展,总结了不同制备方法存在的优缺点,并详述了目前液态电解质的常见组成、研究进展以及存在的问题。最后结合硅-硫锂电池的发展趋势提出未来重点研究的几个方向,如优化电极/电解质界面、开发固态电解质等。

Li_4SiO_4作为碳载体吸收CO_2特性研究进展

对Li_4SiO_4吸收CO_2的技术的国内外研究进展进行了综述,介绍了不同类型Li_4SiO_4吸收剂的吸收特性和提高Li_4SiO_4吸收剂吸收性能的各种方法,讨论了硅源、锂源、金属元素掺杂以及水蒸气气氛等因素对Li_4SiO_4吸收剂吸收性能的影响,以及Li_4SiO_4吸收CO_2的动力学原理。