双盐电解液改善LiFePO4/石墨电池的高低温性能

研究双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、六氟磷酸锂(LiPF6)和LiPF6/LiFSI电解液的黏度及电导率,并分别以LiFSI、LiPF6和LiPF6/LiFSI为电解质,研究电解液对磷酸铁锂(LiFePO4)/石墨电池高低温性能的影响。LiPF6/LiFSI双盐电解液提升了LiFePO4/石墨电池的高温和低温性能,其中n(LiFSI)∶n(LiPF6)=0.50∶0.50时,电池高低温性能达到最优。

二氟二草酸硼酸锂对LiFePO_4/石墨电池高温性能的影响

研究了二氟二草酸硼酸锂(LiODFB)作为锂盐加入到碳酸丙烯酯(PC)+碳酸乙烯酯(EC)+碳酸甲乙酯(EMC)(质量比为1∶1∶3)混合溶剂中对LiFePO4/石墨电池高温(60℃)循环性能的影响.用线性扫描伏安法(LSV)测试了电解液的电化学窗口.通过等离子发射光谱(ICP)和能量散射光谱(EDS)对LiFePO4材料高温条件下在不同电解液中的稳定性进行了研究;并用扫描电镜(SEM)和电化学交流阻抗谱(EIS)分析了石墨负极表面的固体电解液相界面(SEI)膜的热稳定性.结果表明:一方面LiODFB基电解液能抑制LiFePO4材料在高温条件下Fe(II)的溶解,防止溶解的Fe(II)在石墨上还原,有效地降低电池阻抗;另一方面,在LiODFB基电解液中形成的石墨负极表面SEI膜具有更好的热稳定性,能显著提高LiFePO4/石墨电池的高温循环性能.

ZIF衍生Fe_(3)O_(4)@NC/石墨烯锂离子电池负极材料研究

为了改善Fe_(3)O_(4)作为锂离子电池负极材料时循环稳定性差的问题,以铁基沸石咪唑酯框架结构材料(Fe-ZIF)为前驱体,使用多巴胺通过聚合反应与其复合,再与石墨烯通过静电吸附作用组装,经过煅烧碳化,制备了Fe_(3)O_(4)@NC/G复合材料。研究结果表明,多巴胺与石墨烯的引入有效提高了Fe_(3)O_(4)在充放电过程中的电化学稳定性。在0.1 A·g^(-1)电流密度下,充放电循环30圈,Fe_(3)O_(4)@NC/G的放电比容量为1005.6 mAh·g^(-1)。当电流密度为2 A·g^(-1)时,经过300圈循环,其放电比容量仍有838.3 mAh·g^(-1)。Fe_(3)O_(4)@NC/G复合材料优异的电化学性能归因于独特的结构设计,这对其他负极材料的构筑提供了一定的参考价值。

石墨烯修饰改性制备锂离子电池LiFePO_4/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2复合正极材料及其性能

采用两步干混-球磨方法制备了石墨烯掺杂改性的锂离子电池LiFePO_4/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2复合正极材料,实现LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料的高容量和高安全性。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学测试等表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了较系统的研究。结果表明,石墨烯的存在实现了Li Fe PO4材料在LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料表面的完全包覆,形成致密的包覆层,进一步抑制LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2与电解液之间的副反应,提高活性材料利用率和循环性能。三者之间构成导电网络,加快电子渗透和传输,提高倍率性能。Li Fe PO4质量分数为20%的Li Fe PO4-Graphene/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2样品具有最佳的容量性能和长循环性能,0.1C时放电容量达到202.5 m Ah·g^(-1),3C时放电容量仍然可保持在160.5 m Ah·g^(-1)。50℃在2.8~4.3 V,0.5C下循环100次后,容量保持率为91.9%,优于LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2和LiFePO_4/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2样品的72.9%和82.0%。

石墨/LiFePO_4电池高温储存后的性能

研究了石墨／磷酸铁锂（LiFePO4）电池高温（55±2℃）储存后的性能。以25％～75％荷电态（SOC）储存时，电池和LiFePO4电极的容量均为先略有增加、后衰减，容量达到最高点时，LiFePO4电极的阻抗减小，动力学性能提高，对性能变化起决定性作用，原因是脱锂态储存时LiFePO4和FePO4体积差引起的内应力，使两相的晶粒发生分裂，产生新鲜界面。

LiPF_6/LiBOB混合锂盐改善LiFePO_4/石墨动力电池高温循环性能研究

分别以LiPF6、LiBOB和LiPF6/LiBOB混合盐为电解质,研究了不同电解液对LiFePO4/石墨动力电池高温循环性能的影响。结果表明,LiBOB盐抑制了正极溶铁行为,并提高了正极高温循环充放电效率;由于LiBOB基电解液对正极的保护及在负极表面良好的成膜作用,使得LiFePO4/石墨电池高温循环性能得到明显改善,但是增大了电池阻抗。LiPF6/LiBOB混合盐可以发挥LiBOB盐的优点增加正极稳定性,在石墨表面形成致密的SEI膜并能够有效改善电池高温循环性能,同时避免了单纯使用LiBOB盐时阻抗较高的缺点。使用LiPF6/LiBOB混合盐,利用LiPF6盐低阻抗特性及LiBOB盐对正、负电极的保护作用,可以有效提高电池电化学性能。

石墨/LiFePO_4电池循环过程的研究

利用X射线衍射分析对石墨/LiFePO4电池循环过程中正、负极活性材料和隔膜的晶体结构及精细结构的变化进行了研究。结果发现,电池的充放电容量随循环的进行先增加而后逐渐降低的现象与正极活性材料及隔膜的精细结构在循环过程中变化的共同作用有关,而与负极活性材料的关系不大。

硫酸乙烯酯对LiFePO_4/石墨电池高低温性能的影响

研究了硫酸乙烯酯(DTD)作为电解液添加剂对LiFePO_4/石墨电池高低温性能的影响。研究结果表明:一方面,DTD作为电解液添加剂参与了负极表面固体电解液相界面(SEI)膜的形成,降低了电池阻抗,改善电池的低温性能;另一方面,DTD形成的SEI膜具有良好的热稳定性,能显著提升LiFePO_4/石墨电池的高温循环性能和高温储存性能。

LiFePO_(4)/石墨烯纳米复合材料的制备及电化学性能分析

为解决锂离子电池存在的正极材料放电比容量较低的问题,以固相合成法为基础,制作不同质量分数的LiFePO_(4)/石墨烯材料,并借助XRD、SEM、TEM对所制备复合材料的微观结构进行分析,运用电池测试工具对制备的锂离子电池进行电化学性能检测,以掌握由LiFePO_(4)/石墨烯纳米复合材料所制备电池的基本性能。测试结果表明,制备的电池正极材料具有完整的晶型结构,并且在石墨烯质量分数为10%时,比容量可达到154.3 mAh·g^(-1),在0.1 C倍率下循环50圈后的容量可维持在152.7 mAh·g^(-1)附近,在石墨烯质量分数为10%时存在极化最小和阻抗最小的点,并且石墨烯的添加量为5%时达到最小交流阻抗,为343.8Ω。LiFePO_(4)/石墨烯纳米复合材料的使用能有效增大锂电池的放电比容量,并且提高倍率性能,有效降低电池极化电阻,加强锂电池的使用性能。

Co_(3)O_(4)/石墨烯气凝胶的催化性能及在铝空气电池中的应用

采用二次水热法合成了Co_(3)O_(4)/三维石墨烯气凝胶(3DGA)复合材料正极,并对其进行电化学分析。结果表明,Co_(3)O_(4)/3DGA具有比3DGA更高的OER催化活性。Co_(3)O_(4)/3DGA正极应用于铝空气电池时,在0.2 mA/cm^(2)的电流密度下电池可至少循环80次,使用3DGA正极的电池只能循环64次,而且Co_(3)O_(4)/3DGA正极可以显著降低电池的充电电压。Co_(3)O_(4)/3DGA的ORR/OER双功能催化活性是提高铝空气电池性能的主要因素。

石墨负极材料形态对LiFePO_4动力电池性能的影响

本文分别以树脂包覆天然石墨(RCNG)、人造石墨(AG)和中间相碳微球(MCMB)为负极材料,制备了三种不同的圆柱形磷酸铁锂(Li Fe PO_4)动力电池。通过X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的晶体结构与形貌进行表征,并采用多种手段测试了各动力电池的电化学性能。结果显示,磷酸铁锂/中间相碳微球(LFP/MCMB)电池表现出较为优异的电化学低温、倍率和循环性能,其在-20℃下的1 C容量保持率为61.04%,6 C高倍率容量保持率和温升分别为87.52%和24.8℃,3 C循环1 000次后容量保持率为93.81%。

LiFePO_4/Cl石墨锂离子电池的高温循环性能

采用透射电子显微镜(TEM)、电化学阻抗谱(EIS)和电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)研究了水基及油基磷酸铁锂(LiFePO4)/Cl石墨体系锂离子电池的高温(60℃)1C循环性能。与油基极片对称电池相比,水基极片对称电池EIS的实部相当,但扩散系数小;EIS及全电池监测的结果表明:负极片没有明显的变化,水基正极片的极化逐渐增强。随着循环次数的增加,Fe3+的溶出量呈线性增加的趋势;在高温下进行1C循环,当容量保持率相同时,两种正极片Fe3+的溶出量并无差别,水基LiFePO4/C电极片的极化增强,直接导致电池的高温1C循环衰减变快。

石墨烯掺杂LiFePO_4电极材料的合成及其电化学性能

采用水热辅助法合成石墨烯改性的LiFePO4多孔微球电极材料.并对材料进行了X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,充放电等表征.从结果可以看出在2mo·lL-1LiNO3电解液体系中单纯包碳的LiFePO4微球在1C、50C倍率时的比容量分别为137、64mAh·g-1,而石墨烯改性的LiFePO4微球的比容量分别为141、105mAh·g-1,表现出较好的倍率特性.恒流循环充放电测试60次后两种材料容量保持率分别为70.2%、83.7%.说明掺杂石墨烯构成的三维导电网络能明显改善LiFePO4的电化学性能.

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

磷酸铁锂是一种具有良好应用前景的锂离子正极材料,它价格低廉、对环境友好,但导电率低,大电流充放电时容量衰减很快。介绍了LiFePO4的结构、充放电机理、制备方法,同时也总结了在提高导电率方面所取得的成果。

LiFePO_4材料的制备与电池性能的研究

通过固相法合成了裂解碳包覆的具有亚微米球形颗粒团簇微结构的LiFePO4粉体材料.材料中裂解碳百分含量为5.01%,一次颗粒粒径在200-600nm,团簇体粒径在10μm左右. 在0.1、0.2、0.5和1C的充放电速率下,研究了材料的比容量和循环稳定性的变化.当充放电速率<1C时,随着充放电速率的增大,材料的充放电平台和比容量并不随速率的增大而发生较大变化,当充放电速率≥1C时,材料的充放电电压平台迅速升高(充电)或降低(放电),比容量也有较大的降低;随着充放电次数的增加,材料的比容量有所增加,然后趋于稳定.在30 个循环后材料的放电比容量分别为:131.7、129.1、123.5和114.4mAh/g.

锂离子电池正极材料LiFePO_4的结构与电化学性能的研究

利用固相法和球化工艺合成了橄榄石型LiFePO4粉体. 该粉体由直径为10～15 μm的团簇体组成. 以合成材料为正极的锂离子电池的循环伏安特性表明, 在循环过程中, 锂离子插入和脱出具有单一的可逆机制. 在不同温度下, 材料的交流复阻抗谱表明, 随着温度的升高, 电池电化学阻抗明显减小. 充放电测试结果表明, 在17 mA/cm2的电流密度下, 材料工作电压平稳, 电极极化效应较小, 容量接近其理论值. 在170 mA/cm2的电流密度下, 电池容量没有明显的减小趋势, 而在170 mA/cm2电流密度以上时, 电池容量迅速降低, 且电极极化效应比较显著. 经过较大的电流密度测试后, 材料在小电流密度下仍然保持着接近理论容量的循环容量.

基于相变材料和液冷的LiFePO_4电池包热管理研究

将相变材料和液冷管路相结合用于Li Fe PO4电池包热管理系统,研究在相变材料完全融化前,液冷开启时刻对电池温升的影响;同时研究了不同冷却液流速对电池温升的影响。结果表明:在相变材料相变结束时,冷却液开启时刻越早,电池温降的斜率越小;随着冷却液流速的增加,电池的温升及温差逐渐减小。

LiFePO_4-LiMn_2O_4混合正极材料对电池性能的影响

通过微波反应合成具有亚微米尺寸的LiFePO4/C复合材料,并将LiFePO4/C和通过高温固相法合成的LiMn2O4按照一定的质量比均匀混合用作锂离子电池正极材料。电池充放电测试表明电池的循环性能随着LiFePO4量的增加逐渐变好,当LiFePO4与LiMn2O4的质量比在3∶2时电池具有较好的循环性能和较高的比功率。交流阻抗测试表明二者混合试用可以有效地降低电极过程的电荷传递电阻。最后分析了循环性能提高的原因。

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

从LiFePO4的结构出发,分析了该材料所特有的优越性能以及存在的缺陷,阐述了物理掺杂和体相掺杂两类改性方法的特点和取得的成效。在此基础上,介绍了高温固相法、共沉淀法等方法合成LiFePO4的最新研究进展,探讨了各种制备方法的优缺点,并简要评述了LiFePO4未来发展的前景以及为使该材料走向实用化应注重的研究方向。

动力型铅酸及LiFePO_4锂离子电池的容量特性

对12 V/55 Ah(C/20)动力型阀控铅酸(VRLA)电池和3.2 V/11 Ah动力型LiFePO4锂离子电池进行了容量实验,探讨了它们的容量特性和放电电流、放电起始电压、放电温升和环境温度的关系。LiFePO4锂离子电池的容量在2C电流下仅有约10%的衰减,而VRLA电池的衰减在1.5C时有近50%。