层状Li(Ni_(1-x)Co_x)O_2中Li离子首次脱出和嵌入行为研究

共沉淀法合成的层状Li(Ni1-xCox)O2,其中x=0.1,0.2,0.3和1,采用XRD和电化学方法对合成的层状Li(Ni1-xCox)O2进行了研究。研究表明在镍酸锂中随着Co含量的增加,Co的增加改变了镍离子与周围氧离子和锂离子的相互作用,阻止了锂离子择优位离开镍酸锂晶体,因此,在镍酸锂中增加一定Co可以阻止镍酸锂由H1向M相转变。同理,在钴酸锂中增加一定Ni可以阻止钴酸锂由H1向H2相和H2相向M相转变。锂离子择优位离开镍酸锂时,存在J-T效应,使得镍酸锂在脱锂过程中发生H1向M相转变,与镍酸锂不同,由于钴酸锂在锂离子择优位离开钴酸锂晶体时,不存在J-T效应,钴酸锂在脱锂时发生H1向H2相和H2相向M相的转变。

高温固相法合成LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2的电化学性能

以LiOH·H_2O为锂源,采用高温固相法合成LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料,研究合成温度对产物微观形貌和脱锂行为的影响。XRD及SEM分析可知:产物为α-NaFeO_2型层状结构,未发现杂质。在800℃下,合成产物的电化学性能良好,在3.0~4.3 V充放电,电流为28 mA/g时的首次放电比容量为172 mAh/g,第100次循环的比容量为159.4 mAh/g。

杂质对天然石墨电化学嵌/脱锂性能的影响

利用恒电流充放电、循环伏安等测试方法,研究了Fe、Si、Al的氧化物杂质对天然石墨嵌/脱锂性能的影响。实验结果显示,如SiO2之类的"惰性"杂质只影响材料的比容量,而诸如Fe2O3之类的"活性"杂质除了会降低锂离子电池的比容量外,还会消耗正极材料中的锂,造成电池的循环寿命缩短;但有的"活性"杂质能改善电池的大电流充放电性能。

掺杂金属对天然鳞片石墨电化学嵌/脱锂性能的影响

研究化学镀Ni、Cu和混合掺杂Zn处理后天然鳞片石墨的电化学嵌/脱锂性能。结果表明:金属微粒Ni、Cu与Zn的掺入可有效改善天然鳞片石墨的循环性能与大倍率充放电特性,金属微粒有效降低石墨电极内阻、保证石墨颗粒之间紧密的电接触是掺入金属微粒后石墨大倍率充放电性能得到改善的重要原因之一。Ni与Cu微粒改善石墨循环性能的机理与Zn的不同,Cu、Ni通过阻止溶剂化锂离子嵌入维持石墨结构稳定性,来达到提高材料循环性能的目的;金属Zn改善石墨循环性能的原因则可能是嵌锂过程中,Zn锂化所形成Li-Zn合金维持材料表面所形成SEI膜的稳定性。

低温氧化-还原法制备石墨烯负极材料

通过低温氧化．还原法制备了石墨烯（GNS），用透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等方法对产物进行分析。用恒流充放电测试，分析了石墨氧化时间、石墨与氧化剂的质量比及氧化石墨超声波处理时间等对GNS嵌脱锂性能的影响。在石墨氧化时间为48h，石墨与氧化剂的质量比为1．0：6．0及氧化石墨超声波处理时间为60min的条件下制得的GNS，电化学性能最好。以74mA／g的电流在0～3．5V充放电，首次嵌、脱锂比容量分别为1574．2mAh／g和910．4mAh／g，经20次循环，电池达到稳定状态，容量保持率为89％。

石墨电极嵌脱锂过程研究

采用循环伏安技术、交流阻抗电化学测试方法研究了BF石墨电极在1mol·L-1LiPF6和体积比为1∶1∶1的EC/DMC/DEC溶液中的成膜过程和嵌脱锂过程,实验结果表明:在本研究体系中包覆石墨电极的成膜电位1.5～0.6V(vs.Li/Li+);其嵌脱锂电极过程主要受锂离子在石墨体相中的扩散步骤控制;并且随着嵌锂量的增大,锂离子扩散系数逐渐减小,锂离子穿过SEI膜的膜阻抗及电化学反应阻抗随之增大。在嵌锂过程中锂离子扩散系数的数量级在10-12～10-13cm2·s-1之间。

纯化前后天然石墨的电化学嵌/脱锂性能

研究了天然石墨的纯化工艺和纯化前后天然石墨的电化学嵌/脱锂性能。研究结果表明,采用酸浸与加碱烧结相结合纯化工艺可以得到含碳量达99%的纯化石墨,且采用该工艺没有改变石墨的微观结构;与未纯化的石墨相比,纯化石墨的第1次循环效率明显提高,第1次不可逆容量较大幅度降低;纯化前、后的微晶石墨嵌/脱锂电化学性能均比鳞片石墨的嵌/脱锂电化学性能差,这主要是由于2种石墨存在结构差异。