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.

掺杂Li_4Ti_5O_(12)作为锂离子电池负极材料

研究了掺杂元素M (锡、钨、镍 )的锂钛复合氧化物的合成以及Li/掺杂Li4 Ti5O12 实验电池的充放电行为和循环性能。实验结果说明 ,掺杂的Li4 Ti5O12 实验电池其电压平台低于未掺杂的复合氧化物的实验电池 ,电池的首次不可逆容量也小于未掺杂的复合氧化物的Li/Li4 Ti5O12 电池。其中Sn掺杂的Li4 Ti5O12 电极材料循环性能稳定 ,充放电容量较大 ,是一种比较好的锂离子电池的负极材料。

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。

锂离子电池用Li_4Ti_5O_(12)-碳复合材料的制备与电化学性能

0引言 由于Li4Ti5O12具有优良的结构稳定性（锂离子嵌入和脱出过程呈现“零应变”效应）和安全性能（Li4Ti5O12相对Li／Li^＋电对的还原电位高达1．5V，可以避免金属锂的沉积）．被认为是一种高功率锂离子电池和非对称混合电池的良好负极材料。但是．由于Li4Ti5O12锂离子导电性和电子导电性很低，导致其电流倍率性能差。为了克服这一缺陷．人们采用许多方法．包括溶胶-凝胶法、掺杂等以提高其倍率性能。

锂离子电池负极材料球形Li_4Ti_5O_(12)的合成及性能研究

研究了一种制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的新工艺．以TiCl4为原料,水解制备出Ti4+溶液,通过“外凝胶”法制备出球形前驱体,与Li2CO3按计量比混合均匀,再通过一定的热处理后制备了锂离子电池负极材料球形Li4Ti5O12．采用XRD、SEM及电化学性能测试等分析手段考察了不同热处理温度对产品性能的影响．结果发现,经过800℃热处理16h后得到的产品颗粒呈球形、流动性好、粒径分布均匀、结晶度好;产品具有较高的振实密度,达到1．8g／cm3;并且还表现出较好的电化学性能,在1-3V之间充放电,其首次放电比容量高达160．7mAh·g-1,经过20次充放电循环后,其放电比容量仍有150．2mAh·g-1．研究表明该方法是一种适合制备高密度高活性Li4Ti5O12材料的工艺方法．

球形纳米晶LiFePO_4和Li_4Ti_5O_(12)的制备及电池研究

分别通过"控制结晶"和"外凝胶"工艺合成了球形纳米晶L iFePO4/C和L i4Ti5O12/C材料.通过XRD、SEM、比表面及电化学性能测试等分析手段表明,合成的L iFePO4/C和L i4Ti5O12/C材料均为纳米一次粒子(晶粒)组成的球形二次粒子(颗粒),具有较大的比表面积,振实密度分别达到1.25和1.71 g/cm3;1C倍率下的首次放电比容量分别达到144.0和144.2mAh/g,并表现出优良的循环性能.以L iFePO4/C和L i4Ti5O12/C为正负极材料组成的1.8V锂离子电池具有平稳的充放电电压平台和优异的循环性能.

锂离子电池正极材料Li_(0.99)Y_(0.01)FePO_4的制备

橄榄石型LiFePO4是近年发展起来的一种锂离子电池正极材料,它的理论容量为170mAh/g。具有价格便宜、环境友好、无毒、无吸湿性、热稳定性好等优点,越来越受到人们的重视。但是由于LiFePO4的室温电导率低,影响了它的实际应用,为改善其电导率低的问题,本文采用固相法掺杂稀土元素Y合成Li0.99Y0.01FePO4,结果表明,掺杂后材料具有良好的电化学性能,其室温初始放电容量为129.9mAh/g,循环15次后几乎没有衰减。

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的制备及性能研究

单斜结构的Li3V2(PO4)3是很有前途的聚阴离子型锂离子电池正极材料．将一定配比的LiOH·H2O、V2O5、H3PO4和蔗糖(C12H22O11)通过球磨均匀混合,在氮气保护下于800℃焙烧16h,通过碳热还原合成了Li3V2(PO4)3．用X射线衍射和扫描电镜分析对材料的结构和形貌进行了表征．充放电测试表明,在电压范围为3．0-4．3V和3．0-4．8V时,Li3V2(PO4)3正极材料具有较高的比容量、优良的循环性能和倍率特性．在电压范围为1．5-4．8V时,Li3V2(PO4)3正极材料具有很高的比容量,但循环性能较差．

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究进展

Li3V2(PO4)3具有较高的能量密度、更好的电化学性能和热力学稳定性而成为潜在的、最有前途的锂离子电池正极材料。本文对Li3V2(PO4)3研究现状进行了全面介绍,综述了其电化学性能、微观结构、制备方法、改性研究以及其他研究,提出了目前研究中存在的问题,并就Li3V2(PO4)3作为锂离子电池正极材料的研究前景进行了展望。

水热法合成高功率锂离子二次电池用球形Li4Ti5O12负极材料

以球形TiO2和LiOH溶液为反应物,通过水热法合成了尖晶石型Li4Ti5O12,并使用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)和激光粒度分布(PSD)对其结构、形貌和电化学性能进行了表征.结果表明:通过该法得到的产品颗粒大小均匀,粒度分布狭窄,结构与标准Li4Ti5O12谱图一致.实验选定温度下所得的Li4Ti5O12均表现出良好的电化学性能.其中,800°C热处理所得样品的电化学性能最好,室温下,以35mA·g-1的电流密度进行充放电,其可逆容量达到162mAh·g-1,同时这种材料也表现出良好的倍率性能,即使在720mA·g-1的电流密度条件下进行充放电,其可逆容量仍可达到124mAh·g-1.

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。

Li_4Ti_5O_(12)及其在锂离子动力电池中的应用前景

介绍了钛酸锂(Li4Ti5O12)的结构和特性,详细介绍了Li4Ti5O12的充放电特性、循环性能、倍率性能和低温性能。作为一种新型锂离子电池负极材料,尖晶石型Li4Ti5O12具有使用寿命长、低温性能好、安全性高等特点,适合在混合动力汽车和电动汽车上应用,但比容量、能量密度需要进一步提高,同时制作的成本需要进一步降低。

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。

Li_2Mn_(0.9)Ti_(0.1)SiO_4锂离子电池正极材料的合成及其性能

以Li2SiO3、Mn(CH3COO)·24H2O和TiO2为原料,利用传统高温固相合成法成功合成出Li2Mn0.9Ti0.1SiO4锂离子电池正极材料。采用XRD、FESEM等手段分析了正极材料的相组成、结构和形貌,利用电池测试仪测试了正极材料样品的电化学性能。研究结果表明,固相合成的产物主相为Li2Mn1-xTixSiO4,同时存在少量的杂质,掺杂Ti后,材料表面形貌从近球形转变为非球形颗粒,颗粒尺寸略有增大,为200～500nm。实验结果表明,Ti掺杂以后,Li2MnSiO4正极材料的可逆容量和循环寿命都得到提高。正极材料电化学性能提高的机理在于Ti掺杂稳定了Li2MnSiO4正极材料的结构。

锂离子电池正极材料Li2Mn(0.95)Mg(0.05)SiO4的合成和电化学性能

以Li2SiO3、Mn(CH3COO)2.4H2O和Mg(CH3COO)2.4H2O为原料,采用高温固相反应法成功合成出Li2Mn0.95Mg0.05SiO4锂离子电池正极材料。采用XRD、扫描电镜等技术分析了合成粉末的相组成、结构和微观形貌,利用电池测试仪测试了正极材料的电化学性能。研究结果表明,固相合成的粉末主相为Li2Mn0.95Mg0.05SiO4,同时存在少量的杂质,产物表面形貌、粒度均与未掺杂样品类似,二者均为非球形颗粒,颗粒尺寸约为100～500nm。电化学测试结果表明,Mg掺杂后,正极材料的可逆容量和循环寿命都得到提高。正极材料电化学性能提高的机理在于Mg掺杂稳定了Li2MnSiO4正极材料的结构。

锂离子电池Li2MSiO4系(M=Fe，Mn，Co，Ni)正极材料的研究进展

介绍了一类新型锂离子电池正极材料Li2MSiO4(M=Fe,Mn,Co,Ni)。综述了该系正极材料的研究现状,重点对各种材料的结构特点、合成方法及电化学性能进行总结和探讨。展望了该系材料的发展趋势。

离子交换法合成纳米级锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)

用钛酸纳米管和LiOH溶液进行离子交换法得到了水合钛酸锂前驱体,进而在不同温度热处理制备了Li4Ti5O12。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热分析(TG-DSC)和恒电流充放电测试对反应产物进行了研究。结果表明所得前驱体在500～700℃热处理可得到纳米结构的纯相Li4Ti5O12。所得Li4Ti5O12的可逆容量约为160mAh·g-1,循环稳定性随热处理温度的提高而增强,并因具有较短的锂离子扩散距离表现出极佳的倍率性能,在1600mA·g-1(约10C)的电流密度下放电下还保持140mAh·g-1的容量。

锂离子电池Li_4Ti_5O_(12)负极材料的尿素掺杂氮化修饰

Li4Ti5O12是最具前景的混合电动汽车用锂离子动力电池负极材料之一.为了提高其倍率性能,以尿素为氮源对Li4Ti5O12进行掺杂热处理,以在Li4Ti5O12颗粒表面自生长一层高电导TiN修饰膜,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、X射线能谱仪、Raman光谱仪和半电池充放电测试仪研究了材料的物相、结构、形貌、成分以及电化学性能.结果表明:氮化修饰Li4Ti5O12样品与未修饰样品具有相同的尖晶石Li4Ti5O12的衍射峰,氮化修饰后Li4Ti5O12颗粒表面自生长了一层均匀的薄膜,该薄膜不仅含有N元素,而且还具有TiN的Raman光谱特征振动峰;氮化修饰Li4Ti5O12样品的0.1C首次放电比容量比未修饰Li4Ti5O12样品有所降低,但是却展示了优异的电化学倍率性能和循环性能,3C倍率充放电比容量是未修饰Li4Ti5O12样品的2.6倍,0.1C充放电循环100次后其容量损失仅3%.

高能球磨辅助固相法合成电池材料Li_4Ti_5O_(12)

以钛酸正丁酯、碳酸锂为原料，采用高能球磨辅助固相法合成了锂离子电池负极材料尖晶石Li4Ti5O12探讨了不同煅烧温度对Li4Ti5O12 形貌和结构的影响，并通过X射线衍射（XRD）、电子扫描电镜（SEM）、恒电流充放电和循环伏安测试等手段对材料的表面形貌、结构和电化学性能进行表征。结果表明，煅烧温度对Li4Ti5O12的结晶度、微观形貌有显著的影响。经过工艺优化，包覆有TiO2.2H3O的碳酸锂前驱体经800℃热处理7h后，产物Li4Ti5O12 的颗粒尺寸细小且均匀。约在200-500nm，同时表现出优异的电化学性能。在0．5C和1C下放电，首次放电比容量分别达到180．3和160．1mAh／g，经过100次充放电循环后，容量保持率分别为92．2％和98．1％。研究表明高能球磨工艺结合碳酸锂包覆技术可以有效阻止固相法合成粉体过程中的团聚，极大地改善了Li4Ti5O12的循环稳定性。

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究进展

介绍了单斜晶型A-Li3V2(PO4)3和正交晶型B-Li3V2(PO4)3的结构和电化学性质;综述了Li3V2(PO4)3的制备方法(包括离子交换法、高温固相法、低温合成法、溶胶-凝胶法和微波法)及其优缺点;简述了Li3V2(PO4)3的充放电机理及改性研究的现状。