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.

石墨烯复合导电剂SP/CNTs/G对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2锂离子电池性能影响

用气相沉积法(CVD)和转移法制备了石墨烯,用超声分散及搅拌的方法分别制备了导电碳黑(SP)导电浆料,导电碳黑(SP)、碳纳米管(CNTs)复合导电浆料(SP/CNTs)及导电碳黑(SP)、碳纳米管(CNTs)和石墨烯(G)复合导电浆料(SP/CNTs/G),通过扫描电镜(SEM)、四探针测试、恒流充放电测试、循环伏安测试(CV)和电化学阻抗谱测试(EIS)等方法研究了导电剂对锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的表面形貌、电阻率和电化学性能的影响。结果表明:添加质量分数2%复合导电剂SP/CNTs/G的样品电阻率较小,0.2 C首次充放电比容量分别为201.93 m Ah·g^(–1)和180.29 m Ah·g^(–1),首次充放电效率为89.28%。3.0C循环5次后的放电比容量为161.45 m Ah·g^(–1),容量保持率仍有89.69%,1.0C循环50次后放电比容量为166.97 m Ah·g^(–1),容量保持率为96.65%,倍率和循环性能优良。

Li_3PO_4掺杂的Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2锂离子电池正极材料的流变相法合成及电化学性能表征

采用氢氧化物共沉淀法制备了锂离子电池正极材料前驱体（Ni0.5Co0.2Mn0.3）（OH）2，并用流变相反应法合成了Li3PO4掺杂的Li（Ni0.5Co0.2Mn0.3）O2锂离子电池正极材料。运用X射线粉末衍射和恒电流充放电对产物进行了结构和电化学性能的表征，结果表明Li3PO4掺杂的Li（Ni0.5Co0.2Mn0.3）O2具有标准的层状α-NaFeO2结构，样品为1μm左右的片状一次颗粒聚集而成的类球形二次颗粒。掺杂1%（质量分数）Li3PO4的 Li（Ni0.5Co0.2Mn0.3）O2锂离子电池在0.1C的倍率下首次放电比容量达到188.6 mA·h·g-1（2.2～4.6 Vvs Li＋/Li），30次循环后容量保持率为92.9%。循环伏安、交流阻抗测试表明Li3PO4的掺杂可减少充放电过程中电解液和电极之间的电荷传递电阻和锂离子扩散电阻，减小极化作用，从而提升了Li（Ni0.5Co0.2Mn0.3）O2材料的电化学性能。

烧结温度对锂离子蓄电池Li_(1+x)Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能的影响

采用高温烧结前驱体共沉淀法合成Li1+xNi1/3Co1/3Mn1/3O2,着重研究了烧结温度对合成产物性能的影响,研究结果表明:于900℃合成产物性能优良,放电容量为162.2mAh/g,充/放电效率为91.3%,20次循环后容量保持率为96.4%,显示出良好的循环特性。

富锂正极材料Li_(1+x)Ni_(0.5)Mn_(0.5)O_2的制备及电化学性能

通过液相沉淀法制备球形Ni（OH）2,与Mn（NO3）2和CH3COOLi·2 H2O混合,经高温固相法制备富锂Li1＋xNi0.5Mn0.5O2正极材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、电化学交流阻抗及恒流充放电测试对样品的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明,当x=0.2时制备的富锂材料,阳离子混排低、颗粒均匀,表现出最好的电化学性能。在2.0∽4.8 V之间,20 m A/g条件下最高放电比容量为201.4 m Ah/g,60 m A/g下放电比容量仍可达到113.1m Ah/g。

基于尖晶石正极材料的柔性锂离子电池的制备和测试

发展了一种新颖、简单且普适性很强的制备柔性无支撑的电极薄膜方法,并成功地组装和测试了LiMn2O4/Li4Ti5O12,LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12以及LiNi0.5Mn1.5O4/石墨3种全电池.以这种方法制备的锂离子电池具有能量密度高的特点,在某些特定的领域具有潜在的应用前景.此外,这种技术还有可能应用于锂离子电池的原位光谱分析.

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2的研究进展

综述了Li Ni0.5Mn0.5O2的研究进展。对固相合成法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法和离子交换法等制备方法进行了介绍;提出了目前Li Ni0.5Mn0.5O2正极材料存在的一些问题,同时对Li Ni0.5Mn0.5O2正极材料发展前景进行了展望。

焙烧气氛对LiNi0.5Mn0.5O2中Li/Ni混排及电化学性能的影响

用固相法分别在氧气和空气气氛下合成了层状锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电化学阻抗谱(EIS)及充放电性能测试对其结构、形貌和电化学性质进行表征,用Rietveld精修计算晶体结构中的Li/Ni混排率,研究了混排率与电化学性能的关系.结果显示,在不同的焙烧气氛下均能合成出纯相和结晶性良好的LiNi0.5Mn0.5O2,但两种材料在电化学性能上存在一定的差异.氧气气氛下焙烧合成的材料在首次放电容量,循环稳定性方面均优于空气气氛下合成的材料.在0.1C充放电条件下氧气气氛下焙烧得到的LiNi0.5Mn0.5O2材料首次放电容量达到178mAh·g-1,充放电循环50圈后容量为165 mAh·g-1,容量保持率为92.7%;而在空气气氛下焙烧得到的LiNi0.5Mn0.5O2材料首次放电容量为164mAh·g-1,充放电循环50圈后容量为137 mAh·g-1,容量保持率为83.5%.氧气气氛下合成的材料具有较优的电化学性能可归因于氧气气氛下焙烧合成的LiNi0.5Mn0.5O2具有较小的Li/Ni混排率.

锆掺杂以提升LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的高温电化学性能

为解决LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料在高温下循环性能差的问题,本文通过固相法对材料进行锆掺杂改性,研究了不同掺杂量对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2晶体结构和电化学性能的影响。研究表明,当锆掺杂量为1%(x)时,可以降低LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2结构中的Li+/Ni2+离子混排,有助于材料电化学性能的提高,尤其是高温循环性能。在25°C、3.0-4.3 V下,Li(Ni_(0.5)Co_(0.2_Mn_(0.3)_(0.99)Zr_(0.01)O_2在1C循环95次后容量保持率为92.13%,优于未掺杂样品(87.61%)。在55°C下,Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)_(0.99)Zr_(0.01)O_2在1C循环115次后容量保持率仍有82.96%,远高于未掺杂样品(67.63%)。因此,少量锆掺杂对提升LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的高温循环性能有积极作用。

不同制备方法对正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2结构、形貌、电化学性能的影响

分别采用氢氧化物共沉淀、碳酸盐共沉淀、喷雾干燥的方法合成了层状α-Na Fe O2结构的富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对不同合成方法所得的样品进行了表征。实验结果表明:氢氧化物共沉淀合成的前驱体所制备的正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2具有良好的电化学性能,0.05C倍率下首次放电容量可达247.1 m A·h/g,0.2C倍率条件下经过50次循环,容量保持率为98.7%。

回火处理对0.5Li_2MnO_3-LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2性能的影响

以LiNO3、Ni(NO3)2.6H2O、Mn(NO3)2和尿素为原料,用低温燃烧法合成正极材料0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2,研究回火处理对产物结构、形貌和电化学性能的影响。回火处理提高了产物的结晶度和电化学性能。回火处理的最佳条件为:在850℃下回火20 h。在此条件下合成的0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的电化学性能良好,以0.1C在2.5～4.6 V循环,放电比容量最高达217.1 mAh/g,第50次循环仍有191.6 mAh/g。

LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2正极材料的电化学性能研究

采用共沉淀法制备LiNi（0.5）Mn（0.5）O2正极材料。并用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）对材料结构及形貌进行分析。讨论了不同保温时间对LiNi（0.5）Mn（0.5）O2正极材料的影响,及不同电压下LiNi（0.5）Mn（0.5）O2正极材料的电化学性能。结果表明,保温时间为16 h制备的正极材料电化学性能最优,在0.5 C倍率下,100次后容量保持率为99.02%;材料分别在2.75~4.2 V,2.75~4.3 V,2.75~4.35 V,2.75~4.4 V,2.75~4.5 V,2.75~4.6 V下进行充放电时,首次放电比容量分别135.6、143.6、154.1、165.5、177.9、184.1 m Ah/g。充放电电压越高,循环性能越差。

Li+、Na+共掺(YxGdyLu1-x-y)2O3∶0.5%Pr3+荧光粉的制备及发光特性研究

用高温固相法制备了Li+,Na+共掺(YxGdyLu1-x-y)2O3:0.5%Pr3+荧光粉末。用XRD对样品进行结构表征,用扫描电镜观测了样品的形貌,测量了样品的激发光谱、发射光谱及发光衰减曲线。结果显示,Li+、Na+和Pr3+的掺杂没有引起(YxGdyLu1-x-y)2O3立方晶相结构的改变。在单一基质中掺杂的Li+、Na+可有效改善晶粒尺寸,在复合基质中掺杂的Li+、Na+,不仅可以有效改善晶粒尺寸,还使得样品有陶瓷化的趋势。在272 nm激发下,粉末样品在632 nm处均呈现较强的Pr3+红色发射。不同条件下,1000℃煅烧2 h获得的(Y0.05Gd0.05Lu0.9)2O3:0.5%Pr3+,2.5%Li+,1%Na+荧光粉末的发光最强,且荧光寿命较短。

LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒的合成及其储锂性能研究

将化学计量比的LiOH·H2O、Ni（NO3）2·6H2O与超细α-MnO2纳米线前驱体均匀混合,在800℃下煅烧12 h合成LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒。通过XRD、TEM和电化学测试对样品的晶体结构、表面形貌及电化学性能进行了表征。结果表明:超细α-MnO2纳米线平均直径为10 nm,多根α-MnO2纳米线聚集成簇。LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒直径为50 nm,与α-MnO2纳米团簇的直径相仿。电化学测试结果表明:LiNi0.5Mn1.5O4纳米棒的初始放电比能量为475 Wh/kg,循环500圈后容量保持率为99%。

LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料表面残锂和pH值的后处理控制研究

利用溶液洗涤法,在水、水和乙醇溶液中对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料进行洗涤,120℃烘干后,400℃回火热处理4h,得到处理后的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料。利用化学分析法、比表面分析仪、XRD分别对处理后的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料进行pH值、可溶Li含量、BET、物相结构进行测试。结果表明,采用水洗涤和回火热处理的后处理工艺,LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2三元正极材料的pH值由11.5降至11以下,可溶Li含量由4×10^(-4)左右降至2×10^(-4)左右,比表面积控制在0.5m^2/g以下;材料的物相结构没有发生变化;材料的放电容量和倍率性能基本和原样相当。

单斜镍锰酸锂在不同离子电解液中的性能研究

采用高温固相合成法合成正极材料单斜镍锰酸锂(Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3),采用X射线衍射技术确定电极材料晶型结构,以循环伏安法及恒流充放电法测试了该材料在中性水溶液中的电化学性能,探讨了电解液中不同离子组合对电池性能的影响。循环伏安法测试表明,在硫酸锂+硫酸锌+硫酸锰电解液中,该电极材料具有更加明显的氧化/还原峰,峰型更尖锐,峰电流更高;恒流充放电测试表明,该电极材料在硫酸锂+硫酸锌+硫酸锰电解液中具有较为明显的放电平台,放电中值电压为1.3 V。首次放电比容量达287.4 mA·h/g,库伦效率为94.8%,循环50次一直稳定在300 mA·h/g左右,并且库伦效率一直稳定在90%以上,表现出优异的电化学性能。

Li2Mn0.5Ti0.5O3的合成与锂离子交换研究

利用固相反应热结晶的方法合成尖晶石型复合金属氧化物Li_2Mn_（0.5）Ti_（0.5）O_3。具有尖晶石型结构的氧化物,可以在嵌入替代离子改变自身氧和锂化学计量数的同时,维持晶体结构的稳定性。这种特性能够用于离子交换研究,用来满足提取锂的需求。采用X-射线衍射方法、原子吸收检测法、Kd值检测等方法对所合成的复合金属氧化物进行锂离子脱嵌性能测试。实验分析表明,离子交换机理是实现锂离子脱嵌的主要原因,硝酸浸出锂离子后的实验样品对锂离子的交换能力高达6.2 mmol/g。

Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2理化性能对电化学性能的影响

对国内主流三元材料Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2(NCM523)的理化性能和电化学性能进行了测试。通过对不同厂商正极材料物化性能的对比,总结了材料的特征及其对电化学性能的影响。结果发现,通过Mg、Al掺杂的产品不一定具有优异的性能;pH值和残留碱含量在很低的差距范围内对电化学性能影响较小。

Li_3PO_4包覆锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的制备与性能研究

通过固相法合成Li3PO4包覆Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2粉末,并组装成锂离子电池作为正极材料测试。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电子显微镜(TEM)表征材料结构性质,电化学技术测试样品材料。适当的Li3PO4包覆(0.5 wt.%)可以提高原始材料的电化学性能,如倍率性能,高温循环性能。包覆0.5 wt.%Li3PO4的Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2在55℃以1 C循环50次之后仍然可以保持97.4%的放电比容量。性能提高的主要原因是Li3PO4包覆层的存在减少了电荷反应的电阻和提高了SEI膜在循环过程中电子导电性。

0.2Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.8Pb(Zr_(0.5),Ti_(0.5))O_3(1-x)(Ni_(51.5)Mn_(25)Ga_(23.5))x固溶体系磁电性能研究

采用传统的固相烧结法合成了0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(1-x)(Ni51.5Mn25Ga23.5)x复合体系陶瓷。XRD结果表明,随着Ni51.5Mn25Ga23.5(NMG)掺入,Ni51.5Mn25Ga23.5先溶于0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3中,后NMG量超过5%不溶于复合体系中,使得0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3的峰位向右偏移;铁电性能测试结果表明,0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(1-x)(Ni51.5Mn25Ga23.5)x复合体系陶瓷随着Ni51.5Mn25Ga23.5的掺入量的增加矫顽场E先降低后增加,剩余极化强度Pr逐渐降低,这与XRD的测试结果相一致;磁性测试结果表明,0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(1-x)(Ni51.5Mn25Ga23.5)x随着Ni51.5Mn25Ga23.5掺入量的增加,以独立相析出在复合体系中,剩余磁化强度Mr逐渐增大。