5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的自蔓延燃烧合成及性能

通过自蔓延燃烧方法合成了性能优良的高电位5V锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,利用傅立叶红外光谱(FTIR)、热分析(DSC/TG)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法对前驱物及样品的结构和物化性质等进行了分析和表征,考察了材料的电化学性能。结果表明,所制备样品具有单一的尖晶石相结构,具有4.7V充放电平台;在3.5V到5.2V之间进行充放电性能测试具有131mAh·g-1以上的可逆容量;在2C倍率下循环100次后的容量保持率为96%以上。

5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4-x)F_x(x=0,0.1)的流变相法制备与表征

采用流变相法结合高温热处理制备LiNi0.5Mn1.5O4-xFx(x=0,0.1)。用X射线衍射、扫描电镜和电化学测试等手段对合成材料进行了表征。结果表明,F的掺入抑制了LiNi0.5Mn1.5O4颗粒长大,增强了Li+在固相中的扩散能力,改善了电极与电解质溶液之间的界面性质,有效地提高了LiNi0.5Mn1.5O4的循环性能和倍率性能。0.2C放电时LiNi0.5Mn1.5O3.9F0.1的首次放电容量达到147.8mA.h/g,经80次循环后平均每次循环的容量衰减仅为0.0068%。而0.5C和2.0C放电时首次放电容量达到0.2C放电时的94.2%和83.8%。

锂离子二次电池5V正极材料的研究进展

综述了近年来有关锂离子二次电池5V高电位正极材料的研究进展,对高电位(>4.5V)正极材料特别是尖晶石类正极材料的放电机理、材料结构和性能之间的关系进行了评述。5V电位可以在非掺杂其它过渡金属离子和掺杂其它过渡金属离子两种条件下产生,与此对应的氧化还原电对种类有所不同;表现出的电化学性能也有所不同。性能优良的材料的得到不但取决于对掺杂元素的正确选择,同样也取决于适宜的合成路线和制备方法与工艺。

不同锂过量和镍过量对5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4性能的影响

采用柠檬酸络合自蔓延燃烧方法制备了5 V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4。分别考察了不同锂过量和镍过量对LiNi0.5Mn1.5O4材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:当焙烧温度为820℃,焙烧时间为12 h,退火温度为600℃,退火时间为24 h时,制备LiNi0.5Mn1.5O4的最佳锂过量为9%(摩尔分数,下同),最佳镍过量为7%,在此条件下所制样品的首次放电比容量达到122.7 mA·hg-1,20次循环后的放电比容量保持率为98.5%,且只存在单一的4.7 V平台。

5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4-x)F_x的高温固相法制备与表征

通过高温固相法合成了5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4-xFx(x=0、0.025、0.05、0.075和0.1),采用XRD、SEM、电化学阻抗谱(EIS)及充放电测试探讨了煅烧温度与F掺杂量对产品结构与性能的影响。XRD与SEM分析结果表明,产品相纯度、晶粒发育、颗粒形貌大小主要受煅烧温度与F掺杂量的影响。掺杂量x为0.05～0.075,且煅烧温度为850℃时,所制产品为纯尖晶石相,晶粒发育完善,粒径大小适中且分布均匀。电化学测试结果显示,所有样品都表现出较好的循环稳定性,但F掺杂提高了LiNi0.5Mn1.5O4的容量与倍率特性。其中,F掺杂量x=0.05的样品具有最小的膜阻抗和电荷传递阻抗,表现出较高的容量与最佳的高倍率性能,其0.2C放电容量为128.5mAh.g-1,循环40周后其2C容量仍达0.2C容量的93.8%。未掺杂样2C容量只有0.2C容量的71.8%。

锂离子电池5V正极材料的研究进展

5V高电压正极材料因其较高的能量密度被人们广泛关注及研究。综述了多种锂离子电池高电压正极材料,重点分析了橄榄石结构的LiCoPO4和LiNiPO4、尖晶石型的LiNi0.5Mn1.5O4以及反尖晶石结构的LiNiVO4正极材料的研究状况,并评价了高电压正极材料的未来发展趋势。

高分子络合法制备5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4及改性研究

以聚丙烯酸来络合碳酸盐的方法来制备合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4,用X射线衍射、DSC-TGA、SEM和恒电流充放电技术研究了工艺条件对材料的结构、微观形貌和电化学性的影响,并针对所制备的单相尖晶石结构LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4在大电流0.5C下充放电循环性不稳定,进行了掺杂改性,结果共掺杂体LiCo_(0.09)Ni_(0.41)Mn_(1.5)0_(3.85)F_(0.15)初始容量为131mAh/g,15次循环后的容量为130mAh/g,比容量损失仅为0.6%。

5 V锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的进展

综述了近年来5 V锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的合成方法(如固相反应法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、喷雾法和熔盐法等)及修饰改性(如体相掺杂和表面包覆)的研究进展,并对发展前景进行了展望。LiNi0.5Mn1.5O4目前主要的问题是如何进行低成本和大规模的工业化生产。

5V锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4改性研究现状

近年来,研究人员发现过渡金属掺杂尖晶石材料LiMxMn2-xO4(M=Ni,Co,Cr,Cu,Fe,Al),放电平台可以达到5V左右。在这些材料中,由于LiNi0.5Mn1.5O4具有相对较高的容量,放电平台维持在4.7V,而备受关注。但是LiNi0.5Mn1.5O4仍然存在结构不稳定、容量衰减比较严重等问题,研究人员通过掺杂金属离子或者取代部分氧来提高材料性能,以及通过包覆来减少材料与电解液的接触。综述了近年来为进一步提高LiNi0.5Mn1.5O4电化学性能而对其进行改性的一些研究成果。

5V锂离子电池正极材料的制备和电化学性能研究

用液相法合成出用锂和镍取代的尖晶石锂锰氧化物正极材料.用XRD和FTIR对其进行了表征,并探讨了其在有机电解液的电化学性能.研究结果表明:在锂锰氧化物掺入适量的镍(锰∶镍的摩尔比为1.4∶0.6)可以改善尖晶石LiMn2O4的循环性能,提高放电平台,使其大部分容量往高电位方向移动,电池的放电电压提高,这样的材料适合做5V电池的正极材料.

微波法合成正极材料Li_3V_2(PO_4)_3

用微波法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。XRD、充放电和循环伏安测试表明:在900℃下恒温11 min,合成的样品结晶度好、无杂相,0.2C时,使用该材料的电池首次循环的充、放电容量分别为177.1 mAh/g和145.7 mAh/g,循环50次后,放电容量为98 mAh/g。当充电到4.9 V时,Li3V2(PO4)3存在4个充电平台,且有较高的放电平台。

Li3V2-xMgx（PO4）3/C正极材料的制备及电化学性能研究

通过溶胶-凝胶法制备出Mg2+掺杂Li3V2-xMgx(PO4)3/C(x=0,0.01,0.05,0.09)正极材料。采用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对材料的结构和形貌进行了表征和分析,通过恒流测试、循环伏安和交流阻抗测试对样品的电化学性能进行了表征,结果表明适量的掺杂能够显著提高材料的电化学性能。当倍率为0.2 C,充放电电压为2-4.3 V,材料Li3V1.95Mg0.05(PO4)3/C表现出最优的电化学性能,首次放电容量达到162.1 mAh·g^-1。经过不同倍率的充放电循环后,其初始容量保持率可达98.5%,表现出优异的电化学稳定性。

Li_(1·2)V_3O_8的制备及电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li1.2V3O8。用TEM、XRD、SEM和粒径分布实验,研究了样品的结构和形貌;用循环伏安和恒流充放电技术,测试了电化学性能。结果表明:与高温固相法制备的样品相比,溶胶-凝胶法制备的样品具有较低的结晶度、较小的粒径、较窄的粒径分布范围和较高的放电比容量。在300℃时制备的样品,D50为2.711μm,首次放电比容量为300.2mAh/g,循环20次后的放电比容量为268.2mAh/g。

产学研结合助推新型锂电池正负极材料成果转化

近日，由四川兴能新材料有限公司与中国科学院成都有机化学研究所共同完成的“高功率、高能量密度5V正极材料镍锰酸锂尖晶石的批量化生产技术”、“低成本、高性能掺锆钛酸锂负极材料的批量化生产技术”项目通过了由省科技厅组织的专家鉴定。专家组一致认为，该锂离子电池正极材料镍锰酸锂的规模化生产技术具有突出的创新性，首次实现了高电位镍锰酸锂正极材料的工业化生产；同时，该锂离子电池负极材料钛酸锂的规模化生产技术处于国际先进水平，在实现低成本批量化生产的同时又保证了其具有优良的电化学性能，并已经达到了年产300t的生产能力。

喷雾干燥法合成锂离子电池复合正极材料xLiFePO_4·yLi_3V_2(PO_4)_3及性能研究

采用喷雾干燥和高温固相法合成了一系列xLiFePO4.yLi3V2(PO4)3复合正极材料。电化学测试结果表明,0.95LiFePO4.0.05Li3V2(PO4)3复合正极材料具有较高的比容量、优良的循环性能和倍率性能,在电压范围为2.0 V～4.3 V,0.1C,1C,5C条件下的放电容量分别为162.7,147.7和122.3 mAh.g-1。0.5LiFePO.40.5Li3V2(PO4)3和0.3LiFePO.40.7Li3V2(PO4)3复合正极材料则表现出了良好的倍率性能,5C,10C充放电条件下容量保持率分别为:77%,73%,88%,82%。

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4-x)F_x高电压电极高温保存下的电化学行为

采用溶胶-凝胶法结合高温热处理制备了锂离子电池用5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4-xFx(x=0,0.1).通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和低温氮吸附法(BET)表征了粉体材料的结构、表面形貌和比表面特性,并以其为正极材料装配电池后,在85℃下高温保存24h,测量了保存前后电池的一系列电化学性质变化.结果表明,高温保存时电池开路电压会因自放电而较快地下降.材料的比表面积和氟掺杂显著地影响电池的电压保持能力.比表面积愈大,电压保持时间愈短.氟掺杂有利于提高电池在高温条件下的电压稳定性,并可以改善电极与电解液之间的界面性质,使充放电性能更好.

形貌可控的尖晶石型LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成与性能

采用溶胶-凝胶法制备了5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4。将混合盐溶液以不同速度加入草酸溶液中,对制得的LiNi0.5Mn1.5O4材料的结构、形貌和电化学性能会产生显著的影响。结果表明:将盐溶液以0.17mL/s的速度加入到草酸中,预烧温度为450℃,焙烧4h,后900℃焙烧6h制得的样品为粒径均匀的多面体,1C充放电初始容量达到135mAh/g,55次循环后的放电比容量保持率为96.26%。