喷雾闪速热分解法制备LiCoPO4工艺

以锂盐、钴盐、磷酸盐为原料,以柠檬酸为碳源,采用喷雾闪速分解法制备锂离子电池正极材料LiCoPO_4粉体.研究前驱体溶液体系、喷雾闪速热分解温度、前驱体溶液浓度、热处理温度对锂离子电池正极材料LiCoPO_4粉体结构组分和微观形貌的影响.粉体结构组分和微观形貌通过XRD、SEM表征.结果表明:采用硝酸盐体系、选择前驱体浓度0.2mol/L、闪速热分解温度400℃、热处理温度600℃、热处理时间6h,可得到晶型完整、粒度分布均匀的实心球体LiCoPO_4.

第一性原理计算研究LiCoPO4和LiMnPO4的高压结构和状态方程

用第一性原理计算了LiCoPO4和LiMnPO4至100 GPa的高压结构和状态方程.理论计算结果未发现相变.理论计算得到LiCoPO4和LiMnPO4的零压体弹模量分别为108 GPa和110 GPa.此外,LiCoPO4的Co-O键长和Li-O键长分别比LiMnPO4的Mn-O键长和Li-O键长在高压下更难于压缩.

稀土元素La掺杂材料LiCoPO_4的性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了LiCoPO4与稀土元素La3+掺杂的正极材料,并研究了掺杂材料的晶型结构和充放电性能。合成的改性正极材料LiCo0.99La0.01PO4在0.1C倍率下首次放电比容量达到了133.6 mAh/g,相比纯相LiCoPO4的放电比容量提高了17.3%。20次循环后改性材料的放电比容量是85.1 mAh/g,比纯相LiCoPO4的放电比容量70.4 mAh/g有了较大提高。

前驱体固相反应合成LiCoPO_4纳米晶过程反应动力学

以氢氧化锂、磷酸二氢铵和醋酸钴为原料,首先经低热固相反应合成得到前驱体NH4CoPO4,再经高温固相反应制备得到LiCoPO4纳米晶。应用XRD、FT-IR、SEM等方法对产物进行表征。研究表明:前驱体NH4CoPO4在高温下很快就发生反应或变为非晶态。固相合成LiCoPO4是多个反应共存且相互关联的复杂过程,样品中共生Co2P2O7杂质。Li3PO4和LiCoPO4、Co2P2O7经历了不同的反应历程;Li3PO4转化反应遵循指数成核反应机理,活化能为41.8kJ·mol-1,是固相反应的控制步骤;LiCoPO4和Co2P2O7的生成反应可用幂律机理模型来描述,而且LiCoPO4和Co2P2O7之间存在转化反应;Co2P2O7转化为LiCoPO4的反应符合级数n=3的恒速成核、二维核生长的相界面反应控制的Avrami-erofeev机理模型。高温反应有利于Co2P2O7的转化,但样品颗粒也随之增大,又阻碍反应的进一步进行。

溶胶-凝胶法所制LiCoPO_4及其掺碳材料的电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了LiCoPO4,并对LiCoPO4进行了掺碳改性研究。实验结果表明:n(Li)∶n(Co)=1.5∶16,50℃下煅烧8 h所得样品性能最佳。在0.1C倍率下,样品的首次充电比容量为135.17 mAh.g-1,首次放电比容量是113.9 mAh.g-1,其电化学性能较好。合成掺碳15%的LiCoPO4/C复合材料,在0.1C条件下放电比容量达到121.2 mAh.g-1,相比纯相LiCoPO4 113.9 mAh.g-1有很大提高。在1C倍率下复合材料的放电比容量是103.5 mAh.g-1,相比纯相85.4 mAh.g-1提高很多,20次循环后复合材料还保持有62.3 mAh.g-1的放电比容量。碳掺杂不仅提高了材料的电导率,还提高了材料的电化学性能。

固相反应合成LiCoPO_4中间体的反应动力学

以磷酸二氢铵、醋酸钴和氢氧化锂为原料,用低温固相反应合成含Li+的NH4CoPO4前驱体,再经过高温焙烧合成LiCoPO4粉体.应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热重-差热分析(TG-DTA)等技术对合成产物进行表征.结果表明:焙烧气氛影响中间体的生成,含Li+的前驱体NH4CoPO4在210-500°C的空气水中生的发成反影生反应响脱应,生高水遵成温脱循L对iC氨界中o反面P间O应反4体,,应平制的幂均备分律表过解机观程产理活存物,化在表L"i能观C酸o约活P碱为O化共4能5和同4约.L体2iC5k"o0J的?P.0中Omk4J间的o?l?体晶1m.(物体oClo?系生1H,非过长PO晶程有4·化机利Li和理,C在o晶函P5化O数54·0过为C°程Cgo(2以对x(O)=上中H(1)温间P-O度α体)4·?中的1L.间i存中3P体在间O4可没体).分有继中解直续间脱接体得到完整的LiCoPO4晶体.

锰离子掺杂对LiCoPO_4性能的影响

应用溶胶-凝胶法合成了锰掺杂的LiCoPO4正极材料.X射线衍射、扫描电镜和循环伏安等电化学测试表明,少量锰离子掺杂不影响LiCoPO4的晶格结构,且明显改善了LiCoPO4正极材料电化学性能.锰掺杂量为1%时得到的LiMn0.01Co0.99PO4正极材料具有最好的电化学性能,以0.1C倍率放电时,首次放电比容量可达130.6 mAh/g.

钇掺杂LiCoPO_4正极材料的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了LiCoPO4与钇掺杂的正极材料,并研究了该材料的晶型结构、充放电以及循环性能。试验表明:少量Y3+掺杂不影响LiCoPO4的晶格结构;合成的改性正极材料Li0.99Y0.01CoPO4在0.1C倍率下首次放电比容量达到123.0 mAh/g,相比纯相LiCoPO4提高了8%,20次循环后Li0.99Y0.01CoPO4的放电比容量是78.6 mAh/g,改性材料在电化学性能上得到较大提升。

微反应器-共沉淀法制备LiCoPO_4/C及其电化学性能

采用微反应器-共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiCoPO_4,并对LiCoPO_4进行碳包覆改性研究,分别用X线衍射(XRD)、电感耦合等离子体(ICP)、场发射电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学测试系统对样品进行表征。结果表明:制得的LiCoPO_4颗粒尺寸在200 nm左右,在650℃煅烧温度下,首次放电比容量最佳。经过碳包覆改性之后,颗粒表面包覆了一层碳层,首次放电比容量和循环性能均得到明显提升,在650℃煅烧温度下制备的LiCoPO_4/C复合材料,首次放电比容量达到130 m A·h/g,经过20次循环后还剩70 m A·h/g左右。

多元醇法合成纳米LiCoPO_4及其电化学性能

采用多元醇法合成了高电位LiCoPO4正极材料.以甲苯为碳源,在LiCoPO4表面化学气相沉积包覆一层厚度约3 nm的导电碳层.通过XRD、SEM、TEM、CV以及恒流充放电曲线等方法分析、观察和测试样品的晶体结构、微观形貌以及电化学性能.结果表明,多元醇法合成的样品为纯相LiCoPO4,碳包覆LiCoPO4/C电极0.1C倍率首次放电容量达到132 mAh·g-1,50周期循环容量保持78%.循环伏安和微分容量曲线表明LiCoPO4/C电极的充放电过程Li+脱出和嵌入均为两步步骤.

锂离子电池正极材料LiCoPO_4的研究现状和展望

磷酸金属锂盐LiCoPO4作为锂离子电池的正极材料,具有稳定的结构、安全性能好、高电压和高理论容量等优点,引起了很多研究人员的关注。文章对LiCoPO4的制备方法和电化学性能研究状况进行了综述,同时阐述了提高其电化学性能的研究方法。如果在制备工艺,元素掺杂以及电解液的研究上取得突破,那LiCoPO4将会有更广阔的应用背景。

LiCoPO_4中碳与Co_2P杂质含量的确定

提出用酸淋洗溶解磷酸钴锂(LiCoPO4),测定橄榄石型LiCoPO4中杂质碳和磷化钴(Co2P)含量的方法。XRD分析结果表明:稀盐酸淋洗后的产物是Co2P相,硝酸淋洗后的产物是碳材料。用上述方法确定了合成的LiCoPO4/C复合材料中,碳含量为5.4%,Co2P杂质的含量为5.3%。合成的样品粒度约为0.5μm,0.2C放电比容量为75 mAh/g(LiCoPO4+Co2P+C)。

LiCoPO_4正极材料掺Zn^(2+)及全电池特性

采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成锌离子(Zn^(2+))掺杂的磷酸钴锂(LiCoPO_4)正极材料LiZn_xCo_(1-x)PO_4。XRD和SEM分析表明:少量Zn^(2+)掺杂不会明显改变晶格结构,且粒径变小、粒度更均一。充放电(3.0~5.1V)及高低温性能测试表明:Zn2+掺杂后,材料的比容量提高、循环性能改善,并有较好的高倍率及高低温放电性能。Zn^(2+)掺杂量为0.01时,首次0.1 C放电比容量为150.3 mAh/g,比纯相增加15%。1.0C、5.0C放电比容量分别为118.9mAh/g和67.1mAh/g。在40℃、0℃下的0.1C放电比容量分别为160.0mAh/g和37.8mAh/g。循环伏安及交流阻抗测试表明:少量Zn^(2+)掺杂使电荷转移阻抗减小,电化学可逆性增强。LiZn_(0.01)Co_(0.99)PO_4与Li_4Ti_5O_(12)组成的3.3 V全电池以0.1C放电,比容量可达135.3mAh/g。

热处理温度和时间对LiCoPO_4/C正极材料电化学性能的影响

以Super P导电炭黑为碳源,采用高温固相法制备锂离子电池LiCoPO4/C正极材料.考察不同热处理温度和时间对合成LiCoPO4/C正极材料电化学性能的影响.采用XRD、SEM和恒电流充放电测试对材料的结构、微观形貌和电化学性能进行研究.结果表明,在750℃下合成的材料具有最高的放电容量,在800℃下合成的材料具有最高的循环稳定性.

溶胶-凝胶法制备LiCoPO_4及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成了高电位正极材料LiCoPO4,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及充放电测试考察了不同烧结条件下产物的晶体结构、微观形貌以及电化学性能.实验结果表明:在650°C下烧结12h所制备的样品为单一橄榄石型结构的LiCoPO4,产物颗粒细小(0.2-0.4μm)且分布均匀,同时具有最佳的电化学性能,其在1C倍率下的放电比容量可达到122.7mAh.g-1.此外,产物在充放电过程中均呈现两个电压平台,且随着放电倍率的增加,两个电压平台之间的区分逐渐明显,分析认为,这与充放电过程中锂离子的两步脱嵌行为有关.

制备正极材料磷酸钴锂的研究进展

综述了磷酸钴锂(LiCoPO4)材料的制备方法,包括固相反应法、溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、微波法和喷雾热分解法等方法,并对各种制备方法进行了分析和总结。

LiCoPO_4包覆的Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2锂离子电池正极材料:增强的库伦效率和循环性能

LiCoPO_4包覆的Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2富锂正极材料是通过沉淀法制备的。包覆后的样品的首次库伦效率达到84.14%,在0.1C(1C=300mA/g)电流下放电比容量高达305.95mAh/g。特别是包覆后样品的循环性能得到极大的提升,1C倍率下100次循环后容量保持率为88.2%,远远高于未包覆样品的72.3%。这些电化学性能的提高主要归功于包覆层,包覆层不但增强了材料的结构稳定性,同时也有效保护了电极材料不受电解液的侵蚀并且提高了材料的锂离子迁移率。

CoPO_4离子筛卤水提锂热力学分析

通过同系线性规律对CoPO_4、Co_3(PO_4)_2及MeCoPO_4(Me=Li、Na、K、Mg_(0.5))等物质的Δ_fG~进行了估算,在热力学计算的基础上绘制了298.15K时Me-Co-P-H_2O体系的φ-pH曲线,对锂离子电池材料LiCoPO_4的提锂过程进行了热力学分析,讨论了CoPO_4对盐湖中Na^+、K^+、Mg^(2+)与Li+的吸附行为差异。结果表明:CoPO_4/LiCoPO_4电极在水溶液(pH=4~11)中能稳定存在;在实际卤水的离子浓度下,控制电位为0.066~0.201V(vs SHE),CoPO_4材料能在含有大量Na^+、K^+、Mg^(2+)的盐湖卤水中选择性吸附Li^+;调节氧化还原电位大于0.201V(vs SHE),嵌锂态CoPO_4离子筛材料中的Li^+可逆脱出。

锂离子电池正极材料LiCoPO_4的合成和改性研究

锂离子电池正极材料LiCoPO_4,具有结构稳定,安全性能好,较高的充放电平台以及较高的理论容量等优点,引起众多研究者的关注。本文阐述了LiCoPO_4锂脱嵌机理以及LiCoPO_4材料的制备方法和电化学性能的研究状况,同时对其改性研究做了总结。如果LiCoPO_4正极材料能够在合成、掺杂改性以及电解液上取得突破,那么LiCoPO_4材料应用前景将更加广阔。

锂离子电池正极材料橄榄石结构LiCoPO_4的制备及改性进展

橄榄石结构磷酸钴锂(LiCoPO4)由于具有较高的放电平台4.8V(vs Li+/Li)以及放电比容量,被认为是最有前景的新一代高容量高电压锂离子电池正极材料;着重从制备方法、改性手段等方面对近几年LiCoPO4的研究进展进行概述与总结。