水热法制备LiMn_(0.15)Fe_(0.85)PO_4/C及其性能研究

采用二乙二醇(DEG)辅助的水热法制备了LiMn_(0.15)Fe_(0.85)PO_4/C复合材料,并通过XRD、SEM和电化学测试等研究了混合溶剂中水/DEG摩尔比、水热反应时间和煅烧时间等对其结构、形貌和电化学性能的影响。实验结果表明,当水/DEG摩尔比X=3、水热反应时间t=24 h、煅烧时间t’=3 h时所制备的LiMn_(0.15)Fe_(0.85) PO_4/C复合材料颗粒粒径分布均匀,电化学性能最佳。

循环流速对制备多孔中空LiMn_(0.85)Fe_(0.15)PO_4/C微球的影响

采用湿法球磨-喷雾干燥-固相反应法制备多孔中空LiMn_(0.85)Fe_(0.15)PO_4/C微球,并用比表面积-孔径分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、交流阻抗(EIS)、循环伏安(CV)、拉曼光谱(Raman)、恒流充放电等技术研究了湿法球磨过程中循环流速对LiMn_(0.85)Fe_(0.15)PO_4/C的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:LiMn_(0.85)Fe_(0.15)PO_4/C的一次颗粒粒径随循环流速的增加先减小后增大,在循环流速为1.5 L/min下制备的LiMn_(0.85)Fe_(0.15)PO_4/C复合材料表现出较好的电化学性能,材料为多孔中空微球,由粒径为40~100 nm的一次颗粒和平均孔径为21.42 nm的介孔组成,微球粒径为2~15μm,材料在1C倍率下的放电比容量为135 m A·h/g,且循环50次后无衰减,表现出了良好的电化学性能。

LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4/C纳米复合材料的制备与电化学性能研究

结合溶胶-凝胶和高温固相合成方法成功制备了橄榄石结构的LiMn0.8Fe0.2PO4/C固溶体材料, X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征结果表明纳米尺度的LiMn0.8Fe0.2PO4颗粒均匀分散于原位形成的碳导电网络中。将该纳米复合材料用作锂离子电池正极材料时, 充放电曲线中除了对应于Fe3＋/Fe2＋电对的较短平台（-3.5 V vs Li＋/Li）外, 更高电压的长平台（-4.1 V vs Li＋/Li）对应于LiMn0.8Fe0.2PO4晶格中Mn随Li＋脱出嵌入的氧化还原反应, 该高的电压平台可明显提高相应锂离子电池的能量密度。此外, 使用恒电流间歇滴定技术（GITT）和电化学阻抗谱（EIS）详细研究了LiMn0.8Fe0.2PO4/C电极中锂的化学扩散行为, GITT和EIS所得的锂化学扩散系数DLi分别为5×10-15 - 1×10-14 cm2/s和1.27×10-13 - 2.11×10-13 cm2/s。研究结果表明, DLi值随测试温度的升高而增加, 因此可以通过提高工作温度来改善该类材料的电化学性能。

LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_4/C纳米片正极材料的水热合成及电化学性能

采用乙二醇辅助的水热法合成了锂离子电池Li Mn0.6Fe0.4PO4/C纳米片正极材料,利用X射线电子衍射(XRD)及其Rietveld精修和扫描电子显微镜(SEM)表征分析了材料的结构与形貌;采用循环伏安(CV)和充放电测试研究了材料的电化学性能。结果表明,Li Mn0.6Fe0.4PO4/C纳米片形貌为片层状结构,具有与Li Mn PO4类似的结构,无杂质峰;Li Mn0.6Fe0.4PO4/C存在Mn2+/Mn3+和Fe2+/Fe3+两步转化过程;Li Mn0.6Fe0.4PO4/C纳米片具有较好的倍率容量和循环稳定性,5C倍率放电时,100次循环的容量仍高达115.8 m A·h/g左右,容量保有率为95.8%。

锂离子电池正极材料LiMn0.6Fe0.4PO4/C的制备及电化学性能

以蔗糖为碳源,以草酸为抗氧化剂,采用溶剂热、球磨和固相烧结相结合的方法制备了LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_4/C正极材料,并通过改变烧结温度得到了不同形貌结构的目标产物。以金属锂片为对电极,组装成锂离子半电池,探究其电化学性能。研究结果表明,当烧结温度为650℃时,该材料表现出优异的电化学性能,在0.2C(1C=170 mA/g)的电流密度下,起始容量为119.1 mAh/g,循环80次之后,容量上升到148.8 mAh/g,并且该材料在大电流密度下也表现出优异的循环稳定性。

高能量密度LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_4/C的制备及其电化学性能

以Mn(NO_3)_2、Fe(NO_3)_3·9H_2O、NH_4H_2PO_4、LiOH·H_2O为原材料,采用改进的溶胶凝胶法制备了具有高能量密度的Li Mn_(0.6)Fe_(0.4)PO_4/C材料。该方法通过金属和多种配体配位构筑的框架,把得到的一次纳米颗粒构筑为类球形的二次颗粒,即发挥了纳米材料优异的电化学性能,又提高了材料的压实密度,电池的能量密度可提升约30%。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、交流阻抗谱(EIS)、振实密度、粒度以及电化学测试等表征手段对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行了较系统的研究,结果表明此方法制备的LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_4/C材料不仅具有较高的振实密度和电压平台,还具有优异的电化学性能:振实密度为1.3 g·cm^(-3),且在1C倍率下,放电中值电压为3.85 V,100次循环后,比容量仍有142.3 mAh·g^(-1),容量保持率为99.4%。

碳包覆对LiMn0.5Fe0.5PO4/C复合材料形貌的影响

本文采用流变相法合成了碳包覆改性的LiMn0.5Fe0.5PO4/C锂离子电池正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段,比较和分析了柠檬酸、酒石酸、月桂酸三种碳源对材料结构、形貌的影响。结果表明,以柠檬酸为碳源合成的LiMn0.5Fe0.5PO4/C是由一次颗粒极小的纳米粒子组成的微纳结构聚集体,具有极高达48.32m2g-1的比表面积。

碳包覆改性对LiMn0.5Fe0.5PO4/C复合材料电性能的影响

本文比较和分析了柠檬酸、酒石酸、月桂酸三种碳源对LiMn0.5Fe0.5PO4/C材料电化学性能的影响。采用流变相法合成,通过恒流充放电测试等手段分析,结果表明,以柠檬酸为碳源合成的LiMn0.5Fe0.5PO4/C表现出优异的倍率性能和循环性能。