4V级锂离子电池用橄榄石型LiMnPO_4的电化学性能

对反应物与中间产物进行球磨,采用固相反应法在600℃合成了掺碳的橄榄石型LiMnPO4。通过XRD表征样品的晶体结构,采用SEM观察样品的微观形貌,利用电化学手段测试样品的充放电性能,并对样品进行交流阻抗和扩散系数的测定。研究结果表明,得到的样品物相较纯,粒径小(100～200nm)且分布均匀,首次放电容量接近100mA.h.g-1,但样品循环容量衰减快,大电流放电性能较差。通过对样品的交流阻抗测试发现,电化学反应阻抗随放电的进行而不断增大,说明材料的荷电量越高,界面电化学反应速度越快。扩散系数的测量结果表明,充电态和放电态的扩散系数分别1.2×10-12和5×10-13cm2.s-1,表明晶格中锂离子的浓度越高,越容易脱出。

LiVPO_(4)F作为锂离子电池正极材料的研究进展

Tavorite型正极材料氟磷酸钒锂(LiVPO_(4)F)拥有高安全性能、高比能量、高工作电压、低成本和对环境友好等优势。该材料具有三维通道结构,使得锂离子的扩散路径更多、扩散速率更快,经过改性的LiVPO_(4)F材料能够满足未来动力电池快速充放电的需求。与磷酸铁锂(LiFePO_(4))相比,LiVPO_(4)F有着更高的理论比容量和更好的安全性能,未来有望成为商业化锂离子电池重要的正极材料。本文在综述近年来LiVPO_(4)F材料相关合成方法的基础上,对其优缺点进行比较后发现,聚合物模板法、水热法及溶胶凝胶法能够合成结晶度较高的LiVPO_(4)F材料,从而使得材料的电子迁移速率更快、倍率性能更佳,但这3种方法都无法批量生产LiVPO_(4)F材料;高固相法操作简单,能够批量合成LiVPO_(4)F材料,但该合成方法使得材料形貌不均匀从而影响其导电性;采用碳包覆和离子掺杂进行改进,可以改善LiVPO_(4)F材料性能。

储能与动力电池用橄榄石型正极材料的开发及产业化进展

橄榄石型LiMePO_(4)具有成本低、循环寿命长、安全性好、环境友好等优点,成为应用最广泛的锂离子电池正极材料之一。然而,该类材料存在电子电导率低、Li^(+)扩散差、压实密度低等固有缺陷,阻碍了在储能、电动车、航空等高性能电池的拓展应用。全面总结了LiMePO_(4)正极材料的晶体结构、电子结构、产业化工艺路线、存在问题、改性策略等研究和开发进展,详细分析了掺杂改性、纳米化等提高材料电化学性能的内在机理,梳理了表面包覆、新型结构设计等对材料的保护机制,这几种手段组合使用,可有效提高LiMePO_(4)的电子电导率、离子扩散速率、压实密度,实现更高的倍率性能、更长的循环寿命和更高的能量密度电池设计。最后,对橄榄石型正极材料未来在能量密度提升、成本持续降低、面向固态电池商业化应用等方向的发展前景进行了展望。

锂离子蓄电池新型正极材料LiFePO_4的研究进展

锂离子蓄电池正极材料的研究正在向低成本、有利于环保、高比能量、高循环特性的方向发展,橄榄石型磷酸铁锂LiFePO4颇受关注。重点介绍了近年来LiFePO4的各种制备方法和充放电机理,以及为提高该材料的电化学性能进行的掺杂改性研究,并对其发展前景做出了展望。LiFePO4理论比能量为170mAh·g-1,电压3.5V(vs.Li/Li+),环境友好,成本低廉,热稳定性较好,适合作为锂离子蓄电池的新型正极材料。

动力型铅酸及LiFePO_4锂离子电池的容量特性

对12 V/55 Ah(C/20)动力型阀控铅酸(VRLA)电池和3.2 V/11 Ah动力型LiFePO4锂离子电池进行了容量实验,探讨了它们的容量特性和放电电流、放电起始电压、放电温升和环境温度的关系。LiFePO4锂离子电池的容量在2C电流下仅有约10%的衰减,而VRLA电池的衰减在1.5C时有近50%。

新型锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

以电动汽车和电动工具为代表的移动机械产品的快速发展,使锂离子电池的市场增长模式从便携式电子产品应用驱动逐步转向移动机械产品应用驱动。应对电动汽车和电动工具等对大容量、长寿命锂离子电池的需求,具有原料成本低、循环稳定性高、安全性能好的橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)是一种理想的锂离子电池正极材料。综述了LiFePO4正极材料的结构和性能特征以及近年来的应用概况。在总结LiFePO4正极材料合成制备技术发展的基础上,着重介绍和讨论了以三价铁为铁源、以高分子聚合物为碳源和还原剂的LiFePO4/C'原位碳包覆固相合成法'。研究表明,原位碳包覆固相合成法具有材料制备温度低、合成反应时间短、表面碳包覆膜均匀、磷酸铁锂颗粒长大速度易控及合成材料性能优良等优点。

新型锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

综述了新型锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展,重点阐述了LiFePO4材料的结构、制备方法、改性研究,并对当前国内外LiFePO4产业化现状进行了介绍。LiFePO4以其优良的综合性能,被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。

新型锂离子电池正极材料LiFePO4

橄榄石结构的LiFePO4工作电压3.4V,理论容量170mAh/g,充放电结构稳定,循环性能好,成本低,安全无毒,成为当前研究的热点.本文在介绍该材料的结构与性能的关系、充放电机理基础上,综述了近年来对该材料的研究进展,并提出了进一步发展的方向.

直封式工艺制备18650型LiFePO_4锂离子电池

以LiFePO4和石墨为正、负极活性材料,用直接封口方式制备额定容量为1 300 mAh的18650型锂离子电池。存放30 d后,与半敞开式工艺相比,直封式工艺制备的电池电压提高0.15 V,荷电保持率提高13%,循环1 000次后的容量提高7%,表面无锈蚀。热误用、短路、过充电、强制放电、振动和机械冲击测试时,电池均不起火、不爆炸,撞击测试时不泄漏。

锂离子电池橄榄石结构正极材料LiMnPO_4的研究进展

LiMnPO4是一种新型的橄榄石结构的锂离子电池正极材料。相比于其他橄榄石结构的磷酸盐,LiM-nPO4以其原料成本低,合成条件温和,电压平台高达4.1V的特点更具有应用潜力。本文介绍了LiMnPO4的结构及电化学特征,全面综述了采用不同方法制备LiMnPO4的研究现状以及改性方法。

锂离子电池新型正极材料LiFePO_4/C的合成

采用高温固相合成法合成了锂离子电池正极材料LiFePO4/C,并对其晶体结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明:合成的LiFePO4/C材料为单一橄榄石型结构,颗粒分布比较均匀;以0.1 C倍率充放电时其初始比容量为115 mA.h/g,20次循环后其容量保持率为97%。

锂离子电池新型正极材料LiFePO_4的研究评述

对近几年有关LiFePO4作为锂离子电池新型正极材料的研究进行了系统分析。比较了不同的合成方法及掺杂对材料性能的影响,对LiFePO4性能提出了进一步改进的措施;认为掺杂一种或多种高价金属元素是很有前途的方法。

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

磷酸铁锂是一种具有良好应用前景的锂离子正极材料,它价格低廉、对环境友好,但导电率低,大电流充放电时容量衰减很快。介绍了LiFePO4的结构、充放电机理、制备方法,同时也总结了在提高导电率方面所取得的成果。

锂离子电池正极材料LiFePO_4的结构与电化学性能的研究

利用固相法和球化工艺合成了橄榄石型LiFePO4粉体. 该粉体由直径为10～15 μm的团簇体组成. 以合成材料为正极的锂离子电池的循环伏安特性表明, 在循环过程中, 锂离子插入和脱出具有单一的可逆机制. 在不同温度下, 材料的交流复阻抗谱表明, 随着温度的升高, 电池电化学阻抗明显减小. 充放电测试结果表明, 在17 mA/cm2的电流密度下, 材料工作电压平稳, 电极极化效应较小, 容量接近其理论值. 在170 mA/cm2的电流密度下, 电池容量没有明显的减小趋势, 而在170 mA/cm2电流密度以上时, 电池容量迅速降低, 且电极极化效应比较显著. 经过较大的电流密度测试后, 材料在小电流密度下仍然保持着接近理论容量的循环容量.

高密度锂离子电池正极复合材料LiFePO_4/C

以FeC2O4·2H2O、NH4H2PO4、Li2CO3和乙炔黑为原料,采用两步固相反应法制备了高密度LiFePO4/C正极复合材料。利用差热(DSC),热重(TGA)和X射线衍射(XRD)等分析手段具体探讨了第一步固相反应中可能存在的反应过程和中间产物。利用扫描电镜表征了复合材料LiFePO4/C中LiFePO4微粒形貌和接触状态。结果表明,乙炔黑的含量是影响LiFePO4微粒尺寸和微粒间接触界面的重要因素。在一次热处理的基础上,二次球磨和烧结有利于第二次固相反应过程中反应物质的接触和传质,较一步固相法提高了生成的LiFePO4的振实密度。当乙炔黑的含量(质量分数)为0.1%-1.5%时,两步固相法所制正极材料LiFePO4/C的振实密度可达到1.7 g/cm3,初次放电容量达到105 mA·h/g。

LiFePO4锂离子电池的低温性能

采用循环伏安和充放电测试研究了LiFePO4和碳负极材料的低温性能。LiFePO4在25℃时的0.1C和0.3C放电比容量分别为156 mAh/g和148 mAh/g,在-20℃时分别为91 mAh/g和65 mAh/g。碳负极材料在-20℃下以0.1C和0.3C放电,几乎可放出25℃时的全部比容量,约330 mAh/g。LiFePO4是LiFePO4锂离子电池低温容量的主要影响因素。

纺锤体形LiFePO4锂离子电池正极材料的制备与性能

采用低温溶剂热法合成了LiFePO4,并通过热处理方法制备出LiFePO4/C锂离子电池复合正极材料.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱以及恒电流充放电测试等方法对样品进行结构表征和充放电性能测试.结果表明:采用丙三醇(甘油)为溶剂,低温条件下(120°C)合成的LiFePO4具有橄榄石型晶体结构,呈纺锤体形貌,且具有粒径分布均匀的特点.热处理后制备的LiFePO4/C复合正极材料仍呈纺锤体形貌,且表现出了优良的充放电性能.室温下以0.1C倍率恒流充放电,LiFePO4/C的首次放电比容量达到147.2mAh·g-1,50次循环后放电比容量仍然保持在136.3mAh·g-1.当倍率为0.2C、0.5C和1C时,样品的平均放电比容量分别在130、120和108mAh·g-1左右.

石墨烯锂离子电池正极材料的研究

锂离子电池是现代便携式电子设备和电动汽车的重要能源存储系统,其性能可直接影响应用效率和可靠性。Li Fe PO4材料在安全性、资源丰富度及循环寿命方面的优势显著,并且石墨烯的电导率和结构调控性能优异。本研究通过多元化的制备技术,系统地研究石墨烯包覆程度、添加含量及其在复合材料中形态对Li Fe PO4电化学性能的影响,研究复合材料的多种制备方式,调整石墨烯包覆能,提升Li Fe PO4的电导率和锂离子扩散效率。此外,研究还发现石墨烯的三维导电网络结构对提升材料的倍率性能和循环稳定性起到关键作用。

共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiFePO_4及其性能研究

用共沉淀的方法制备了改性的锂离子电池正极材料LiFePO4,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)等方法对样品的晶体结构、表观形貌、谱学性质等进行了分析研究,并在表观形貌和电性能上与固相法制备的样品进行比较。结果表明,此种方法制备的LiFePO4为单一的橄榄石型晶体结构,具有3.4V左右的放电电压平台,该材料具有良好的电性能,分别以0.2,0.4mA/cm2的电流密度充放电,首次放电比容量达到142.3,127mAh/g,充放电循环20次后放电比容量仍保持在129.7,105.5mAh/g。

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

从LiFePO4的结构出发,分析了该材料所特有的优越性能以及存在的缺陷,阐述了物理掺杂和体相掺杂两类改性方法的特点和取得的成效。在此基础上,介绍了高温固相法、共沉淀法等方法合成LiFePO4的最新研究进展,探讨了各种制备方法的优缺点,并简要评述了LiFePO4未来发展的前景以及为使该材料走向实用化应注重的研究方向。