铁源对锂离子电池Li_2FeSiO_4@C正极材料的结构和电化学性能影响

采用草酸亚铁、柠檬酸铁为铁源通过高温固相法均合成了2种硅酸亚铁锂@碳(Li_2FeSiO_4@C)锂离子电池正极材料(分别标记为LFS-1和LFS-2)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒电流充放电等分析方法,研究铁源对Li_2FeSiO_4@C结构和性能的影响。XRD分析结果表明,LFS-1和LFS-2样品的XRD谱图均发现Fe_3O_4杂质峰,LFS-2样品的杂质峰含量较高。SEM分析得出LFS-2样品的纳米颗粒尺寸较小。电化学测试表明LFS-2样品具有良好的电化学性能。

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。

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.

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。

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。

不同碳源对碳热还原法合成Li_2FeSiO_4/C电化学性能的影响

以Li2CO3为锂源、Fe2O3为铁源、Si(OCH2CH3)4为硅源、羟乙基纤维素和蔗糖分别为碳源,采用碳热还原法制备了Li2FeSiO4/C锂离子电池复合正极材料,考察了羟乙基纤维素和蔗糖分别作为碳源对合成的Li2FeSiO4/C电化学性能的影响。结果表明:当烧结温度为600℃、烧结时间为10 h时,由羟乙基纤维素作为碳源制备的Li2FeSiO4/C样品在1.5～4.7 V、0.2C和20℃时的首次放电比容量为113.6 mAh/g,20次循环后放电比容量仍保持在102.3 mAh/g。较之蔗糖碳源样品,颗粒更小、分布更均匀,其电荷转移阻抗减小了80%、锂离子扩散系数增加了20%。

溶液法合成锂离子纳米Li_2FeSiO_4/C电池正极材料(英文)

以蔗糖为碳源,利用溶液法在温和条件下合成Li2FeSiO4/C的前驱体,煅烧后得到纳米球形Li2FeSiO4/C正极材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对材料的结构和形貌进行表征。通过恒流充放电对材料的电化学性能进行测试。结果表明,采用此法合成的前驱体在700°C煅烧9h得到的纳米Li2FeSiO4/C在室温、1.5~4.6V的电压范围内,于C/20倍率下前3次放电容量达到166mA·h/g,30次循环后容量仍保持有158mA·h/g,容量保持率达95%,表明其具有良好的电化学性能。

微波辅助固相法合成锂离子电池正极复合材料Li_2FeSiO_4/C

以Na2SiO3.9H2O和FeCl2.4H2O为原料,采用低热固相反应获得了分散均匀的β-FeOOH/SiO2前驱体;再以Li2CO3为锂源、聚乙烯醇和超导电炭黑为复合碳源,通过微波辅助固相法合成了Li2FeSiO4/C材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和恒电流充放电测试等方法对材料的结构、微观形貌及电化学性能进行表征.650℃下微波处理12 min可获得结晶好、晶粒细小均匀的Li2FeSiO4/C材料;在选用的微波合成体系下,超导碳和聚乙烯醇热分解的无定形碳不仅利于合成反应的顺利进行,而且提高了Li2FeSiO4的整体导电性能.制备的复合正极材料在60℃下0.05C倍率首次放电容量为129.6 mAh/g,0.5C倍率下为107.5 mAh/g,0.5C下15次循环后保持为104.8 mAh/g,具有较好的放电比容量和良好的循环稳定性能.结果表明,微波辅助固相合成工艺是制备Li2FeSiO4/C复合材料的一种很有前景的方法.

水热法合成纳米Li_2FeSiO_4及电化学性能

以FeSO4.7 H2O,Si(OC2H5)4,CH3COOL.i 2 H2O为原料,以十六烷基三甲基溴化铵作为分散剂,采用水热法制备了纳米级锂离子电池正极材料Li2FeSiO4,并利用红外光谱、XRD、SEM和充放电测试仪等手段对产物的结构、形貌和电化学性能进行了研究。650℃焙烧得到斜方晶系结构的Li2FeSiO4产品,以0.05 C充放电,首次放电比容量达到134mAh/g,经过20次循环后的比容量为91 mAh/g。

湿化学法-高温固相法合成锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4的研究

在分析锂离子电池正极材料研究进展的基础上,开展了Li_2FeSiO_4的合成与改性研究,采用湿化学法-高温固相合成法制备了Li_2FeSiO_4/C正极材料。系统研究了回流过程和煅烧温度对Li_2FeSiO_4/C正极材料的影响。结果表明,采用回流、煅烧温度为650℃的样品首次放电容量为165mAh/g,经过10次循环后为138mAh/g,循环性能较好。

Li_2FeSiO_4正极材料的合成及电化学性能

采用液相-真空固相法合成锂离子电池正极材料Li2FeSiO4,并用TG-DTA、XRD、红外和电化学性能测试等方法对材料的性能进行了表征。前驱体的TG-DTA曲线表明,合成Li2FeSiO4时烧结温度应高于600℃。XRD显示Li2FeSiO4结晶良好。红外测试的主要官能团来源于Li2FeSiO4的特征吸收峰。电化学测试表明,Li2FeSiO4具有优良的电化学性能,30次循环后仍保持47.4mAh/g的可逆容量,显示了它作为锂离子电池正极材料的巨大潜力。

焙烧温度对Li_2FeSiO_4前驱体Li_2SiO_3性能的影响(英文)

以Li2CO3,HNO3,Si(OC2H5)4为原材料,采用溶胶-凝胶和高温焙烧法合成Li2SiO3;研究焙烧温度和回流系统对硅酸锂组分和性能的影响;利用TGA/DTA,XRD,SEM和粒径分析等手段对样品进行表征;采用Li2SiO3和Fe2C2O4.2H2O固相反应制备Li2FeSiO4。XRD结果表明,在溶胶-凝胶制备过程中使用回流系统能减少Li2SiO3样品中Li2SiO5和Li4SiO4杂质。焙烧结温度对Li2SiO3的性能有重要的作用,当温度为700℃时,Li2SiO3前驱体材料样品纯度为97%,并具有良好的形貌;它是由粒径为1～3μm的一次粒子组成,一次粒子束形成疏松、多孔的团聚体。

锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4的电子结构与输运特性

采用基于密度泛函理论第一性原理方法,研究了对称性为Pmn21的正交结构聚阴离子型硅酸盐Li2FeSiO4及其相关脱锂相Li_2FeSiO_4的电子结构,并进一步采用玻尔兹曼理论对其输运性质进行计算.电荷密度分析表明,由于强Si—O共价键的存在使Li_2FeSiO_4晶体结构在嵌脱锂过程中始终保持稳定,体积变化率只有2.7%.能带结构与态密度计算结果表明,费米能级附近的电子结构主要受Fe-d轨道中电子的影响,Li_2FeSiO_4的带隙宽度明显小于Li_2FeSiO_4,说明前者的电子输运能力优于后者.输运性质计算表明,电导率在300—800K时对温度的变化并不敏感,同时也证明了Li_2FeSiO_4晶体的电导率大于Li_2FeSiO_4晶体,与能带和态密度分析结论一致.

锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4的合成及其性能

以铁源（FeC6HdD7·5H2O,FeC2O4·2H2O及FeS04·7H2O）、锂源（LiAC·2H2O，Li2CO3及LiOH·H2O）、柠檬酸和正硅酸乙酯（TEOS）为原料，采用溶胶一凝胶一微波辅助法合成新型锂离子电池正极材料Li2FeSiO4，并用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、激光粒度分析及电化学测试等方法，优化了铁源、锂源、微波时间等合成条件。结果表明，以FeC2O4·2H2O为铁源，LiAC·2H20为锂源，柠檬酸加入量0．0225mol，微波时间9min合成的Li2FeSiO4正极材料属于单斜晶系，粒度大小分布比较均匀，且具有较高的放电比容量和较好的循环稳定性。在1．5～4.3V、0.1C下样品具有粒径小、交换电流密度大、电荷转移阻抗小等优点，首次放电比容量为60mAh／g，5次循环后比容量为47mAh／g。容量保持率为78．3%。

Al^(3+)掺杂对Li_2FeSiO_4结构和电化学性能影响的研究

以CH3COOLi.2H2O、C6H8O7.H2O、FeC6H5O7.5H2O、Al2(SO4)3.18H2O和C8H20O4Si为起始原料,采用水热辅助溶胶凝胶法及二次煅烧合成了Li2Fe1-xAlxSiO4/C(x=0.00、0.01、0.03、0.05)正极材料。用IR、XRD、FE-SEM、EDS等方法对材料的晶体结构进行了表征,用ZetaPAL粒度分析仪测量了其粒径分布范围,用SQUID(超导量子干涉仪)测定了样品的磁性,用恒流充/放电对其电化学性能进行了测试。结果表明:n乙酸锂∶n柠檬酸=4∶1、掺Al3+量为3%,80℃回流24 h,350℃恒温煅烧5 h,700℃恒温13 h,所得试样颗粒集中分布在150 nm左右且未出现团聚。在0.1C(16 mA.g-1)、0.2C、0.5C下的首次放电比容量为127 mAh.g-1、103.6 mAh.g-1和91 mAh.g-1,15次循环后无明显衰减,具有很好的循环稳定性。

锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C的改性研究

采用改进的溶胶-凝胶法合成了Li2Fe1-xMnxSiO4/C(x=0,1/4,1/3,1/2)复合材料.用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征.通过恒流充放电对材料的电化学性能进行了测试.结果表明,在室温、1.5～4.8 V电压范围内,于C/16倍率下进行充放电测试时,Li2Fe3/4Mn1/4SiO4/C具有较高的首次放电比容量(201.0 mA.h/g),具有良好的电化学性能.

锂离子电池新型阴极材料Li_2FeSiO_4的研究进展

聚阴离子型材料Li2FeSiO4因具有价格低、环境友好、循环稳定、安全等优点,被视为很有应用潜力的新一代锂离子电池用阴极材料。综述了Li2FeSiO4阴极材料的最新研究进展,包括材料的结构特征、锂离子脱嵌机理、合成方法和电化学性能等,同时综述了Li2FeSiO4阴极材料的改性研究进展,并展望了材料在性能提高及应用等方面的发展趋势。

Li_2FeSiO_4/C正极材料的固相合成及电化学性能

以偏硅酸锂、草酸亚铁为原料,通过机械球磨-固相烧结法制得了Li2FeSiO4/C正极材料.用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征观察材料的结构和形貌.恒流充放电测试电极电化学性能.结果表明,30℃下1.5-4.8 V电位范围,于10 mA·g^-1电流密度恒流充放电测试,Li2FeSiO4/C电极首次放电容量达167 mAh·g^-1,有良好的电化学性能.

不同载硅量对Li_2FeSiO_4/C材料电性能的影响

以多壁纳米碳管和Si(OC_2H_5)_4为原料,采用液相法合成包覆了SiO2的多壁碳纳米管(MWCNTs@SiO_2),通过调节Si(OC_2H_5)_4的加入量,制备出不同载硅量的前驱体MWCNTs@SiO_2,并以此种前驱物合成硅酸铁锂Li_2FeSiO_4/C材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、恒流充放电对Li_2FeSiO_4/C材料进行了表征及电化学性能测试,实验结果表明载硅量为35.72%的MWCNTs@SiO_2前驱体合成的Li_2FeSiO_4/C材料颗粒大小一致,在0.1C电流密度下循环50圈后获得180mAh·g^(-1)的稳定放电比容量,具有优良的电化学性能.

煅烧温度对溶胶-凝胶法制备的Li_2FeSiO_4/C正极材料性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C,研究煅烧温度对材料结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗测试(EIS)和充放电测试等方法对不同煅烧温度下合成的Li_2FeSiO_4/C材料的结构、表观形貌及电化学性能进行表征。结果表明:在650℃下合成的Li_2FeSiO_4/C具有良好的电化学性能,0.1C倍率下的首次放电比容量达到159.1(m A·h)/g,50次循环后容量保持率高达92.1%。