锂离子电池正极材料Li_3V_(2-2x/3)Mn_x(PO_4)_3的溶胶凝胶法合成和电化学性能

以CH3COOLi·2H2O、V2O5、Mn(CH3COO)2·4H2O、(NH4)2HPO4和蔗糖为原料,采用溶胶–凝胶法合成了掺锰磷酸钒锂/碳(Li3V2-2x/3Mnx(PO4)3/C)复合正极材料,用XRD、XPS、SEM、电化学性能对样品进行了表征.测试结果表明,少量锰的掺杂并未改变Li3V2(PO4)3/C的单斜结构,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3中的Mn和V分别以+2和+3价存在,其颗粒类似球形,直径比较均匀且小于200 nm,并表现出良好的电化学性能.在0.1C倍率和3.0～4.8 V电压内,该样品的首次充、放电容量分别为182.1和168.8 mAh/g,放电效率高达92.69%,而且100次循环后,其放电比容量仍是首次放电容量的77.4%.

以溶液法制备的钠掺杂锂离子电池正极材料Li_(3-x)Na_xV_2(PO_4)_3/C

以溶液法为制备方法、以葡萄糖为碳源合成了一种钠离子掺杂的锂离子电池正极材料Li_(3-x)NaxV_2(PO_4)_3/C(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07)。XRD结果显示组成相为单斜晶型,与标准Li_3V_2(PO_4)_3衍射峰完全一致。微量钠掺杂并未改变产物的相组成与晶体结构,但使得晶胞参数有所变化,这种变化有利于提高锂离子的扩散系数。SEM与TEM谱图显示材料颗粒基本为近似椭圆形,粒径分布均匀,碳包覆层完整。充放电测试显示Li_(2.97)Na_(0.03)V_2(PO_4)_3/C试样的倍率性能最好,在12C倍率下放电比容量约为100mAh/g,循环伏安测试也证明该试样的锂离子扩散系数较高,比纯相Li_3V_2(PO_4)_3提高了约2个数量级。

Li_3V_(2-x)Ce_x(PO_4)_3/C的制备及电化学性能

采用溶胶-碳热法制备Li3V2-xCex（PO4）3／C=0、0．02、0．04和0．06）复合材料，通过XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱等测试，研究Ce^3＋掺杂对材料的影响。Ce^3＋的适量掺杂没有改变结构，对形貌也没有明显的影响，但可降低一次颗粒的尺寸，提高电导率。掺杂量x=0．04的材料以2．0C在3．0-4．8V循环，首次放电比容量为148．3mAh／g，第50次循环的容量保持率为85．1％。

Li_3V_2(PO_4)_3的溶胶-凝胶法合成及其性能研究

以LiOH·H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸等为原料采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)。考察了煅烧温度和配位剂种类等条件对产物组成及电化学性能的影响。研究了优化条件下制得样品的循环伏安、充放电性能和循环性能。0.1C条件下,样品首次放电比容量达129.81mAh·g-1,经过100次循环后容量几乎没有衰减,仍保持在128mAh·g-1。X射线衍射研究表明合成单一Li3V2(PO4)3晶体所需温度比固相法低;并考察了循环20次后材料充电到各个单相的晶体结构,通过X射线衍射和最小二乘法计算给出了其晶胞参数变化过程,证实了循环嵌Li过程中晶体结构能够得到重现。

正极材料Li_3V_(2-x)Cr_x(PO_4)_3/C的制备及性能

用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2-xCrx(PO4)3/C(x=0、0.05、0.10和0.20)。用XRD、SEM、充放电、循环伏安和电导率测试等方法,研究了Cr掺杂对样品的影响。样品均为单相,尽管在低倍率(0.2C)下的初始比容量随着x的增加而下降,但适量的Cr掺杂可改善循环及倍率性能。Li3V1.90Cr0.10(PO4)3/C以0.2C和4.0C充放电的首次放电比容量分别为171.4 mAh/g和130.2 mAh/g,第100次循环时的容量保持率分别为78.6%和88.9%。

锂离子电池正极材料Li_3V_(2-x)Ni_x(PO_4)_3的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法,以Li2CO3、V2O5、NH4H2PO4、柠檬酸、Ni(OH)2·H2O为原料成功合成了正极材料Li3V2(PO4)3及其掺Ni化合物。Rietveld精修结果显示在Ni掺杂量不超过0.15时,样品均为纯相。X射线衍射(XRD)结果给出,随着镍掺杂量的增加,a轴和c轴及晶胞体积都有所下降。对样品Li3V2-xNix(PO4)3电导率的测试结果显示,Ni掺杂后样品的电子导电性均有所提高。室温下在0.1C和3C充放电条件下,镍掺杂Li3V1.95Ni0.05(PO4)3正极材料首次放电比容量分别达到177.2mAh/g和136.6mAh/g,在3C倍率下100次循环后容量保持率达到94.2%,这些性能都优于未掺杂样品和其他镍掺杂量的样品。

溶胶-凝胶法制备Li_3V_2(PO_4)_3及其性能研究

Lithium-ion battery cathode material Li3V2(PO4)3 was synthesized by sol-gel method using LiOH·H2O, NH4VO3, H3PO4 and citric acid as the raw materials. The samples were investigated by granularity analysis, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Results showed that sample synthesized by sol-gel procedure had a relatively smaller particle size compared with the products prepared by solid-state reaction, and had an ample surface. Electrochemical properties were investigated by charge/discharge cycle at 0.1 C rate with lithium as the anode. A high discharge specific capacity 122.42 mAh·g-1 was reached at the first cycle, with hardly capacity fading after 20 cycles.

混合溶剂对溶胶-凝胶法制备的Li_3V_2(PO_4)_3/C高倍率性能的影响

以有机-水为混合溶剂,采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C,选取乙醇、乙二醇和1,2-丙二醇为有机溶剂,聚丙烯酸(PAA)为碳源和螯合剂.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电以及循环伏安测试等方法,研究了产物的结构形貌及电化学性能.XRD测试结果表明所有溶剂制备的样品结晶良好,有机溶剂的加入不影响Li3V2(PO4)3材料的晶型结构.恒流充放电结果表明有机溶剂的加入改善了材料的电化学性能.以1,2-丙二醇-水为溶剂的样品电化学性能最好,在3.0-4.5V电压范围内,0.1C(1C=150mA·g-1)倍率首次放电比容量为132.89mAh·g-1,10C倍率首次放电比容量达125.42mAh·g-1,循环700周后容量保持率为95.79%,具有良好的倍率性能与循环性能;在3.0-4.8V电压范围内倍率性能较差.扫描电镜结果表明混合溶剂制备的样品呈片状和针状,这种形状有利于锂离子的扩散,因此提高了材料的电化学性能.

Li3V2PO43的溶胶-凝胶合成及其性能研究

以LiOH·H_2O(LiF、Li_2CO_3、LiCH_3COO·2H_2O)、NH_4VO_3、H_3PO_4和柠檬酸为原料,采用Sol-gel法合成锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3。优化了锂源、溶胶的pH值、预烧条件、煅烧温度等合成条件,并采用XRD、SEM、恒电流充放电及循环伏安试验等方法,研究了所合成的Li_3V_2(PO_4)_3的结构形貌和电化学性能。结果表明,以LiOH·H_2O为锂源,溶胶的pH值等于3,于氩气氢气(体积比9∶1)混合气中300℃预烧4h,并在氩气氢气(体积比9∶1)混合气中600℃煅烧8h合成的Li_3V_2(PO_4)_3正极材料为标准的单斜结构,具有较高的放电比容量和较好的循环稳定性,0.1C和1C倍率下首次放电比容量分别为130mAh·g^-1和129mAh·g^-1;1C倍率下循环40次后,容量仍为127mAh·g^-1,容量保持率为98.4%;随后又进行10C倍率放电,10次循环后容量为105mAh·g^-1,容量保有率达98.1%。循环伏安测试表明,该正极材料具有较好的电化学可逆性。

溶胶-凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3

以LiOH·H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸等为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3]。考察了煅烧温度、煅烧时间、原料配比等条件对产物组成及电化学性能的影响。结果表明,以n(Li)∶n(V)=3.2∶2.0投入原料,在700℃下煅烧8h,合成的正极材料具有优良的电化学性能。样品在0.1C充放电下,首次放电比容量达到130.0mAh/g。X射线衍射(XRD)结果表明,以溶胶-凝胶法合成纯相Li3V2(PO4)3晶体所需温度比固相法低。

锂离子电池复合正极材料xLiFePO_4·yLi_3V_2(PO_4)_3的制备与性能研究

以FePO4·xH2O、V2O5、NH4H2PO4和Li2CO3为原料,以乙二酸为还原剂,在常温常压下经机械活化并还原嵌锂,形成无定形的5LiFePO4·Li3V2（PO4）3前驱体混合物,然后低温热处理合成出晶态的复合正极材料5LiFePO4·Li3V2（PO4）3.分别研究了复合材料的物相结构、形貌、电化学性能.SEM图像表明合成的材料粒径小、分布均匀,一次粒径为100～200nm.充放电测试结果表明,650℃烧结12h制得的复合正极材料5LiFePO4·Li3V2（PO4）3电化学性能优良,1C放电比容量高达158mAh/g,达到该复合材料的理论比容量（156.8mAh/g）.复合材料具有良好的倍率性能和循环性能,在10C放电比容量高达114mAh/g,100次循环后容量几乎无衰减.循环伏安测试表明,复合材料的脱嵌锂性能优良,且明显优于单一的LiFePO4和Li3V2（PO4）3.

表面活性剂对溶胶-凝胶法合成Li3V2(PO4)3的影响

讨论了表面活性剂OP-10对溶胶-凝胶法合成正极材料单斜晶型Li3V2(PO4)3的影响。表面活性剂可降低微粒的表面张力,提高前驱体的Zeta(ζ)电位,防止原生粒子团聚,提高溶胶的稳定性。加入5%OP-10制备的样品以0.2C在3.0～4.3 V循环,首次放电比容量为123.1 mAh/g,第30次循环的容量衰减率为4.5%。

锂离子电池Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)_3正极材料合成及性能研究

以V_2O_5、LiOH、NH_4H_2PO_4、Al(OH)_3和柠檬酸为原料采用溶胶-凝胶法合成V位掺杂Al3+的Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)_3/C复合材料,仔细研究Al3+掺杂对磷酸钒锂材料电化学性能的影响,确定最佳的Al掺杂量。同时借助各种分析手段(如XRD、SEM、TG-DTA)对掺杂后Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)3/C材料结构变化进行探究,深入理解V位掺杂对电化学性能产生作用的内在机理。Li_3V_2-xAlx(PO_4)_3/C(x=0,0.02,0.05,0.1,0.15,0.2)首次放电比容量分别为103.7 m Ah/g,105.7 m Ah/g,108.4 m Ah/g,141.1 m Ah/g,130.1 Ah/g,124.8 m Ah/g。在一定范围内,随着Al3+量的提高,相应的Li3V2-xAlx(PO4)3/C的首次放电比容量也不断的增加。

正极材料Li_3(V_(1-x)Li_x)_2(PO_4)_3/C的合成及性能

通过溶胶-凝胶法结合球磨,合成Li3(V1-xLix)2(PO4)3/C(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04和0.05)。采用XRD、SEM及充放电测试等研究了x的值对样品的影响。x>0的样品形成了Li+掺杂及产生了具备改性作用的Li4P2O7,颗粒粒径随x的增加而减小,电化学性能较Li3V2(PO4)3(x=0)得到改善。x=0.02的样品以1 C在3.0～4.3 V循环,首次放电比容量为122.1 mAh/g,第50次循环的放电比容量为121.1 mAh/g,容量保持率为99.18%。

溶胶-喷雾干燥法制备纳米Li_3V_2(PO_4)_3/C及其电化学性能

本文以LiOH.H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸为原料,采用溶胶-喷雾干燥法制备Li3V2(PO4)3/C正极材料,对比了喷雾前驱体直接煅烧与机械活化后煅烧的样品的结构、形貌及其电化学性能。采用XRD、SEM、BET和振实密度测试等对样品的结构、形貌等进行了表征;采用恒流充放电、CV和EIS等手段考察了材料的电化学性能。结果表明,溶胶-喷雾干燥得到的样品为多孔球壳形,其壳体由厚度为100 nm左右的纳米片组成,经机械活化后煅烧保持保持了其纳米片结构,其结晶度与振实密度改善较明显,电化学性能较优异。0.1C放电比容量为123.6 mAh.g-1,10C和20C高倍率放电比容量还高达107.8和106.0 mAh.g-1。电化学阻抗结果表明,由该方法制备的样品具有较小的电荷转移阻抗。

固相-水热法制备LiFePO_(4)-Li_(3)V_(2)(PO_4)_3复合材料及其电化学性能(英文)

分别采用固相-水热法和球磨法制备磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合正极材料(LiFePO4-Li3V2(PO4)3)。电化学性能测试表明,LiFePO4-Li3V2(PO4)3复合正极材料的电化学性能远远高于 LiFePO4和 Li3V2(PO4)3单独作为正极材料的性能,并且以固相-水热法制备的复合材料性能优于以球磨法制得的复合材料。研究发现 LiFePO4-Li3V2(PO4)3复合材料有 4 个氧化还原峰,相当于 LiFePO4 和 Li3V2(PO4)3 氧化还原峰的叠加。采用固相-水热法制备的LiFePO4-Li3V2(PO4)3 复合材料形貌较为规则,且有新相物质产生,这是导致其电化学性能较好的原因。

不同有机-水混合溶剂的Li_3V_2(PO_4)_3/C合成及其性能

以有机-水为混合溶剂,采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电以及循环伏安(CV)测试等方法,研究产物的结构形貌及电化学性能。结果表明:溶剂对材料的晶型结构没有影响,对颗粒的形貌影响较大;以1,2-丙二醇-水为溶剂的样品呈薄片状和针状;在3.0～4.5 V电压范围内,Li3V2(PO4)3/C的0.1C首次放电比容量为132.89 mA.h/g,10C首次放电比容量达125.42 mA.h/g,循环700周后容量保持率为95.79%,具有良好的倍率性能与循环性能;而在3.0～4.8 V电压范围内倍率性能较差。

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3-MCNTs的合成及电化学性能

采用溶胶凝胶一固相法制备LijV2（P04）3-MCNTs复合材料，并研究了多壁碳纳米管（MWCNTs）对其物理性能及电化学性能的影响。采用X射线衍射光谱法（XRD）、扫描电子显微镜法（SEM）和热重分析法（TGA）对其晶型结构、形貌特征等物理性能进行了表征；采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法对其电化学性能进行了测试。研究发现。磷酸钒锂在800oc高温处理后为单斜结构，三维网络结构MWCNT负载磷酸钒锂[Li3V2（P04）3-MCNTs]复合材料具有良好的电化学性能。在充放电倍率为0．1C。电压窗口为3～4．4V时首次放电比容量为130．5mAh／g，库仑效率为99.7％。倍率性能测试显示。在0．5C、1．0C、2C下，Lj3V2（PO4）3/VICNTs仍保持优越的循环稳定性。由此可见，Li3V2（P04）3-MCNTs复合材料对正极材料的容量、倍率性能及循环稳定性都具有明显影响。

柠檬酸盐溶胶-凝胶法合成Li_(3-2x)Zn_xPO_4及其离子导电性

采用柠檬酸盐溶胶 -凝胶法制备了组成为 Li3 -2 x Znx PO4 ( x=0 .1～ 0 .5 )的固体粉末和烧结体 ,对其相结构的研究结果表明 ,当 x=0 .1～ 0 .4时 ,烧结体是由 γ -Li3 PO4 和 α-Li4 Zn( PO4 ) 2 两相构成的混合相 ,而 x=0 .5时 ,烧结体的相组成为 α-Li4 Zn( PO4 ) 2 单相 ,用这种合成方法得到样品的合成温度较传统的固相合成降低了约 4 0 0℃ .用交流阻抗技术测定了烧结体的导电性 ,随着组成的不同 ,样品显示出不同程度的导电性 ,当 x=0 .5、相结构为α-Li4 Zn( PO4 ) 2 时 ,样品具有最高的导电性 ,2 5℃时σ=1 .6

电池正极材料Li_3V_(2-2x/3)Mn_x(PO_4)_3/C的制备及性能研究

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3、(CH3COO)2Mn.4H2O原料,以葡萄糖和抗坏血酸为复合还原剂及碳源,通过常温还原-低温烧结法制备锂离子电池正极材料Li3V(2-2x/3)Mnx(PO4)3/C(x=0,0.03,0.06,0.09,0.12)。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试对该正极材料的物相、结构、微观形貌以及电化学性能进行了表征。结果表明,Mn2+的掺杂对磷酸钒锂电化学性能的发挥影响很大,其中当锰掺杂量x=0.09时材料表现出最佳的电化学性能,0.2 C倍率条件下首次放电比容量131 mAh/g,循环50次后容量衰减仅为4.02%。